從德陽出發 給核反應堆造一顆“中國心” | 質量強省·提質興川

從高空俯瞰四川德陽，林立的廠房勾勒出這座老工業城市的厚重輪廓。一場關于核能裝備“質造”的深層變革，已經在國機重裝二重（德陽）重型裝備有限公司（以下簡稱二重裝備）的生產車間里悄然發生。

一個30余噸的“超級合金盔甲”

生產車間內，巨大的機械臂正在精密地舞動，火花在焊接弧光中閃爍。一件不規則的八方形巨型鋼鐵構件在智能設備的操控下逐漸成型。

泵殼堆焊環節 二重裝備供圖

這個30余噸的“大家伙”到底是什么——它是“華龍一號”核電機組的核心部件之一：核主泵泵殼。

“它就像給核反應堆裝上一件超級合金盔甲。”二重裝備核電石化公司副總經理朱永有向記者打了個比方。“它永久性地密封著帶有放射性的高溫高壓冷卻劑，是防止放射性物質外泄的一道關鍵實體安全屏障。”

要理解它有多重要，先得弄明白核主泵是什么。

核主泵的官方名稱是“反應堆冷卻劑循環泵”，是核反應堆區域內唯一持續運轉的大型動力設備。朱永有用一個形象的比喻向記者解釋：“我們可以把核電站想象成一個巨大的‘蒸汽動力系統’，這套系統的核心任務是將核反應產生的熱能安全高效地轉換成電能。在這個系統中，主泵扮演著類似于‘心臟’的角色。”主泵的核心作用有兩個，一是推動循環，帶走熱量，推動高溫高壓水流進入蒸汽發生器用于發電；二是確保安全，主泵將釋放熱量后、溫度降低的冷卻劑重新泵回反應堆，持續為反應堆核心降溫。

而泵殼，就是這顆“心臟”最外層、最堅固的承壓外殼。推動反應堆產生的巨大能量在一回路內進行循環，讓清潔、安全、穩定的核電點亮千家萬戶。

一道長期“卡脖子”的難題

泵殼的制造難度有多大？

通俗來說，它是一個結構極其復雜的超級“高壓鍋”——由球形、錐形等形狀精密組合，重量超過30噸，通過大型鍛件的焊接、加工等工藝制造而成。由于泵殼是主泵唯一的壓力邊界，一旦出現質量問題，將直接威脅堆芯安全，甚至觸發緊急停堆造成嚴重經濟損失。

正因如此，泵殼曾長期是我國核電裝備的一道“卡脖子”難題。國內核電站的泵殼完全依賴進口，不僅拉長了項目周期，后續維護更是困難重重。

轉折點在2017年。

“那個時候要建造第三代核電‘華龍一號’，我們負責制造其主泵泵殼。”朱永有回憶道，為實現全面國產化，二重裝備踏上了泵殼國產化的自主創新之路。

但擺在面前的，是四塊“硬骨頭”：設計難，要自主設計出長壽命、高效率、高安全性的主泵泵殼；研發難，突破超大、異形、復雜結構的高均質化制造技術；堆焊難，在狹窄曲折的內腔三維曲面上，實現連續、穩定、高質量的不銹鋼堆焊；加工難，攻克異形錐形孔的數控加工技術。“每一步都像在走鋼絲。”朱永有說道。

此外，在泵殼設備的研制過程中要實現“零缺陷加工”，最大難點在于如何在保證泵殼高精度高要求制造的同時，確保所有工藝環節的各個步驟均絕對安全、穩定、可靠。

面對這些難題，二重裝備從一線實踐中一步步創新提煉出一套完整的質量管理模式——“五化六控”。2020年，由二重裝備研制的首臺“華龍一號”核主泵泵殼順利發運，其運行壽命可達60年。

一套可復制的質量管理模式

什么是“五化六控”？

簡單說，“五化”是質量技術的核心支撐：標準化、精益化、數字化、系統化、專業化。團隊為此制定了4項團體標準和7項SOP規范流程，實施了20多個精益項目來優化流程，實現數據驅動，建立起全生命周期的質控體系，同時組建了核心團隊和智能產線。

“六控”則是定向突破六大環節的質量瓶頸：設計質量控制、材料質量控制、加熱過程控制、堆焊質量控制、組焊質量控制、加工精度控制。

這套模式帶來的最大變化，是以量化數據提升質量，實現關鍵控制指標全部量化，用數據說話、實時掌控。

如今，面對復雜空間曲面的堆焊環節，采用智能堆焊機器人自動控制堆焊軌跡，實現精準作業，既保證了連續性和穩定性，也把產品質量的一致性提高了一大截。“以前是師傅帶著干，現在是大數據盯著干。”一位現場技術人員形象地總結。

泵殼實現國產化制造后，帶來的影響是實實在在的。在制造質量上，泵殼的產品質量大幅提升，滿足了核能裝備的高安全性要求；在工程進度上，泵殼制造周期大幅縮短，滿足核電站建設的工程需求；在成本控制上，國產化大幅降低了整體采購成本，滿足三代核電經濟性的需求。

據悉，二重裝備已為“華龍一號”提供了數臺泵殼，目前運行穩定。“這是一件很自豪的事情。”朱永有說。在這套質量管理方法的支撐下，團隊先后研制出多種型號泵殼，實現了從“單點突破”到“多點開花”。這意味著，這套模式不僅是“華龍一號”主泵泵殼項目成功的關鍵，更可以為重大技術裝備的質量管理提供一套可復制、可推廣的路徑。

面向“十五五”，二重裝備已經有了清晰的戰略布局。在核電裝備領域將繼續采用“五化六控”的質量模式研發更多新產品，聚焦核島主設備及關鍵鍛件的研發制造，依托自主可控的全流程制造能力，攻克反應堆壓力容器、“國和一號”穩壓器、乏燃料廠外運輸容器等新產品。

從“質造”到“智造”，這是一條越走越寬的路。

在四川這座全國重要的清潔能源基地，在德陽這片有著深厚工業底蘊的土地上，一件件“超級盔甲”正在智能制造的浪潮中破繭而出，為中國核能裝備產業的高質量發展貢獻著實實在在的力量。

全媒體記者 羅安舒 文/圖

來源 | 消費質量報

編輯 | 陳蕊妮

責編 | 羅安舒

審核 | 李曉龍

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