秦山核电站一期工程中汽轮机的制造——掌握技术的一种方式_风闻

秦山核电站一期工程中汽轮机的制造——掌握技术的一种方式

为什么要专门分析秦山核电站一期工程中汽轮机的设计和制造？

因为我们掌握30万千瓦核电站汽轮机设计制造技术的过程十分特别，不同于其它行业常见的自主研发、部分引进或者完全引进等方式。

在设计制造30万千瓦核电站汽轮机的过程中，我们既坚持了独立自主，同时也不排斥利用外部的有利条件加快掌握技术的过程。

在秦山核电站一期工程30万千瓦汽轮机的设计过程中，总工程师伍能和设计科长郑云之提出请美国西屋公司进行“工程服务”。

所谓“工程服务”，就是中方进行设计，外方对设计图纸进行复核，既充分发挥中方的主动权，同时又充分利用外方的计算分析方法和应用经验，以最小的代价取得最佳效果。

掌握技术的方式

工业化的核心是掌握技术！

掌握技术有多种方式：

1、自主研发：正向研发

优点：拥有全部知识产权，掌握技术的程度最高、最彻底。

缺点：需要的时间最长，花费的投资大，而且技术先进水平受制于自身的技术积累。

2、全部引进：直接购买成套的成熟技术

优点：制造设备投入生产的时间最短，可以依靠国外的供应链，技术水平较高。

缺点：成本最高，不利于自主技术能力的形成，消化吸收引进技术需要时间。

我国引进技术通常采取“技贸结合”的方式，即向对方购买一定数量的产品，对方提供产品的设计图纸等资料。

3、自主集成，部分技术引进

优点：拥有成套设备的知识产权，研发速度快于完全自主研发，需要的资金低于全部引进。

缺点：未能掌握部分子系统的技术。

改革开放后，各行业都大量从外部引进技术，不同的方式我们都采用过。

亚临界火力发电技术就是直接从美国西屋公司和燃烧工程公司购买了成套的技术，在前几套火力发电设备的制造过程中还向西屋公司购买了关键的零部件如汽轮机转子、汽轮发电机转子等。

汽车工业桑塔纳轿车的技术、重型汽车斯太尔的技术，都是从国外购买了成套的技术。

宝钢二期工程中，热连轧机和冷连轧机采取的是“联合设计、合作制造”。外方企业是总承包商，负责成套设备的集成；国内相关企业参与设计，按照外方的标准制造设备，且参与了几乎所有核心设备的制造。

宝钢二期工程中，宝钢2号高炉是国内自主集成，从国外引进了高炉鼓风机、“三电”系统等子系统。

宝钢2号高炉的自主程度高于热连轧机和冷连轧机的设计制造。

在中国工业化的过程中，掌握技术的不同方式都使用过。

不存在哪种方式最优，必须使用哪种方式的问题。

采用哪种方式，除了技术的自主程度之外，还必须要考虑到经济发展的需求。

如果时间很紧迫，没有给自主研发留下足够的时间，那么完全引进不失为一种可用的方式。

例如改革开放后全国电力十分紧缺，已经成为经济的发展主要制约因素，增加电力供应是最迫切的需求。

中国20万千瓦火力发电设备从设计制造到完善花了15年的时间，当时全社会对电力的迫切需求没有留出足够的时间给电力设备制造行业自主开发大容量火力发电设备。

如果本国无法批量生产成套火力发电设备，那就只能依靠进口，这是代价最高的方式。

因此在70年代末，我国电力工业和机械工业的专家和领导人就基本形成了共识，通过引进国外先进技术在本国形成火力发电设备的批量制造能力。

但是购买成套技术并不意味着我们放弃自主研发技术，发展技术。

我们还是要通过消化和吸收引进的技术来掌握技术，在此基础上追赶世界先进水平。

这才是正确的发展方式，这也是中国工业化取得成功的经验。

秦山核电站一期工程中汽轮机的制造

我们今天来谈一谈一个比较特殊的案例：秦山核电站30万千瓦汽轮机的制造。

这是中国工业化过程中掌握技术的一个典型案例。

秦山核电站一期工程是中国自主设计、建造的30万千瓦压水堆核电机组，是中国自主设计和运营的第一座核电站。

秦山核电站一期工程1985开始混凝土浇筑，1991年底并网发电。

秦山核电站一期工程的设备基本都是中国自己设计和制造的，我们今天重点谈的是一期工程中汽轮机的设计和制造。

核电站与火电站的相似程度很大，都是利用水蒸气驱动汽轮机来发电的。

核电站的核电是专用设备，常规岛的设备与常见的火力发电厂很像。现实中核电站常规岛的设备制造商与火力发电设备的制造企业通常都是一家。

秦山核电站一期工程（“728工程”）的30万千瓦汽轮机是上海汽轮机厂制造的。

在制造秦山核电站的30万千瓦汽轮机之前，上海汽轮机厂设计和制造过的最大功率汽轮机是12.5万千瓦。

接到“728工程”重大任务后，上汽厂在设计部门成立核电汽轮机设计组，负责对30万千瓦级核电汽轮机进行研制开发。经过6年的攻关、开发和设计，整套30万千瓦核电汽轮机的设计终于完成，并且开始投料制造，1300mm的长叶片的锻件也已锻造完工。

但是到了20 世纪70 年代末，由于种种原因，“728工程”暂时停止了,与之相配套的核电汽轮机也随之停止投料生产。尽管这套设计没有付诸实施，但6 年的攻关和设计开发，使我们积累了丰富的核电汽轮机设计经验，在上汽厂培养了一批技术人员和工人队伍，为今后再起步打下了基础。

进入20世纪80年代，“728工程”再次提上了议事日程。但时代不同了，背景不同了，对核电设备的要求也不同了。

我国水电部和机械部已于1981年联合向美国西屋公司引进了30万千瓦和60万千瓦火电汽轮机的制造技术，上汽厂是引进制造单位之一。

上汽厂结合自己研发30万千瓦级核电汽轮机的经验，对美国西屋公司引进的60万千瓦火电汽轮机进行改进，重新设计了30万千瓦级的核电汽轮机。上汽厂的汽轮机的新方案走过了完整的设计流程，但充分借鉴了引进的技术资料，我们仍然拥有完全的自主知识产权。

上汽厂设计部门对新方案进行了充分的准备，并一次又一次到北京向国家科委、国家计委、国家经委、机械部、核工业部等有关部委汇报，用翔实的数据和实例说服了各方专家采用新的设计方案。

上汽厂的新方案有很多优势，例如可采用引进的 869mm 长叶片，机组比原设计更可靠更安全，并且与引进型火电汽轮机形成统一的风格，可以充分利用加工引进型火电汽轮机零部件的机床设备，来加工核电汽轮机。

上汽厂坚信“以我为主”，一定能设计、制造出适合“728工程”需要的、更安全可靠的30万千瓦级核电汽轮机。

这种做法是十分正确的，但还存在什么问题呢？

虽然有西屋公司的技术资料做参考，上海汽轮机厂也按要求完成了设计，但是对按照设计制作出来的产品实际效果怎么样却没有底气。

因为这毕竟是重大技术装备中的“首台套”设备。

首台（套）重大技术装备是指在国内实现重大技术突破、拥有自主知识产权、用户初步使用或尚未取得市场业绩的装备产品。

因为是首台（套），所以没有可以检验的运行结果。

这项设备在使用过程中可能出现意外，可能需要修改，这是新研发的设备必须要经历的过程，是不可避免的。

这是领先者的宿命！

如何最大程度降低出现意外的概率呢？

30万千瓦汽轮机对中国是首台（套）重大技术装备，但对技术领先国家就不是。

以西屋公司为代表的核电领先公司拥有丰富的核电站汽轮机设计和制造经验，他们不仅已经制造了超过200台以上的设备，而且汽轮机的功率也远大于30万千瓦。

上海汽轮机厂的总设计师想了一个办法：工程服务。

上汽厂总工程师伍能和设计科长郑云之提出请美国西屋公司进行“工程服务”。所谓“工程服务”，就是中方进行设计，外方对设计图纸进行复核。工程服务的优点是充分发挥中方的主动权，同时又充分利用外方的计算分析方法和应用经验，以最小的代价取得最佳效果。

与国外公司签订“工程服务”的合同费用，占核电汽轮机合同总价的比例很小。这一方式所花的代价，是迄今为止所有中外合作方式中最少的，而所取得的效果有目共睹。这充分体现了上汽厂“以我为主、中外合作”的国产化精神。

工程服务的本质是什么？

是检查作业！

秦山核电站30万千瓦汽轮机是我们完全自主设计的，但是我们没有把握这个设计好不好，有没有存在瑕疵。

西屋公司是老师，他们有设计制造核电站汽轮机的丰富经验，他们可以帮我们看看我们的设计有没有问题，帮我们改改作业。

请老师来改作业不影响我们自己前面的答题，而且改作业的费用远远低于请老师上课的费用！

1984 年8月3日，第一批参与工程服务的技术人员带着自己的设计方案，离开上海前往美国西屋公司。在随后的7个月中，8位技术人员分专业进行了工程服务，他们将自己的初步设计向外方咨询，并在外方的指导下进行分析计算和设计。

他们克服了语言上、生活上、工作上的种种困难，终于完成了主要产品施工图纸设计。当1985年2月参与工程服务的技术人员，带着外方签字认可的图纸回国时，美国认为中方能在这么短的时间内完成整套工程设计的评价是“不可思议”的，因为外方计划是18个月完成全部设计工作。

能在如此短的时间内通过西屋公司的审核，充分证明了我们技术人员的能力。

事实证明我们的设计基本没有问题。

同时也证明了我们的技术人员掌握了30万千瓦核电汽轮机的设计能力，有能力设计符合核电站发电要求的汽轮机。

30万千瓦汽轮机只是秦山核电站一期工程中核岛设备和常规岛设备中的一个子项目，通过这个子项目的可以看出我们的技术人员有能力设计和制造符合要求的核电设备。

设计秦山核电站一期30万千瓦汽轮机也只是我们发展核电技术的起点，在后面我们还要开发更高容量等级的机组。

正是因为我们有技术基础，而且掌握了开发新技术的方法，我们后面才有能力继续开发出60万千瓦，100万千瓦，135万千瓦等更先进、更高等级的机组。

1986年，核电汽轮机组的研制工作进入了全面制造阶段。

1988年，核电汽轮机组通过了有关领导部门、设计院、安装公司及秦山核电站等参加的出厂验收，并进入核电厂现场安装服务和调试工作。

1991 年3月秦山一期汽轮机一次冲转成功，并于1991年12月15日一次并网发电成功，经过一段时间的调整和试验，于1992年7月17日达满功率运行。在调试期间，为配合反应堆一回路系统的各项试验和运行性能测定，汽轮机组分别在30%、50%、75%、100%额定负荷工况下，进行了甩负荷试验，并在30%额定负荷稳定运行时，进行了全厂断电试验，试验结果完全符合核电厂试验大纲的要求。试验结果表明汽轮机组的调节控制系统性能良好，在发生甩负荷瞬态时，汽轮机的超速量没有超过设计要求，没有引起停机，同时也表明，汽轮机组的保护系统是可靠的，即使在事故状态下也是安全的。在满功率下，机组运行稳定，振动良好，机组的经济性，能达到设计水平，且有一定的潜力。说明机组的总体水平优良，能满足核电厂运行需要，符合订货合同的各项要求。

1993年秦山核电站的负荷因子大于 66%达到国际先进水平，1994年4月1日秦山核电站正式投入商业运行。

至此，30万千瓦核电汽轮机的研制和调试工作业已完满结束。秦山核电站一期工程的成功，为自主设计和自主制造核电汽轮机树立了良好的典范。

总结：

掌握技术的方式不是唯一的！

哪种方式最好，要结合产业技术基础、经济发展需求、国家投资能力等多方面的因素。

掌握技术的目的仍然是为了促进经济发展，促进经济可持续、高质量的发展。

不论采用哪种方式掌握技术，我们都要下功夫去学习，去进一步开发，不做这些工作就无法真正掌握技术，也就无法为经济发展做出贡献。