來源:WNA 發布日期:2009-01-04
全球核電站建設加速推進,面臨著這樣一個關鍵問題,即核電設備制造廠需要具備足夠的生產能力。對于1100 MWe以上功率的核電機組,這一問題尤顯重要。
在設備供應方面的挑戰不僅限于反應堆壓力容器、蒸汽發生器、汽輪機的大型鍛件,還涉及到其他專門部件。
同其他發電技術一樣,設備供應瓶頸增加了電廠的成本。
相對于較為模糊的計劃,實際的訂貨對主要鍛件、煉鋼的投資起主要作用。
第一、二代核電站的設備主要來自于本國的供貨商,幾乎不需要國外供貨商。現在新建的大部分核電站需要一批國際設備供貨商,核電技術供應商則側重于設計和項目管理等。業主需要最大限度地實現本地化供應,這也就意味著相當高水平的技術轉讓。西屋公司向中國進行AP1000的技術轉讓是其在中國核電招標中勝出的一個重要因素。
對于大型三代核電站,壓力容器制造要求鍛造能力達到140~150MN,可加工500~600噸的鋼錠。單個大型鍛壓機不具備這么高的生產能力,現在每年一般能制造4個壓力容器,盡管還有很大的潛力。AP1000壓力容器封頭和三個僅能由JSW制造的復雜的蒸汽發生器部件,已經使西屋公司受到了限制。Areva則稍有較多的選擇。
核電技術供應商更偏向于一體化的大型鍛件,但是使用焊接到一起的分割部件也是可行的,當然在電站壽期內需要檢測這些焊縫。
西屋公司稱,制造AP1000的最大部件需要處理350噸鋼錠的150MN壓機。
目前具備大型鍛件制造能力的企業有日本的JSW、中國的一重、俄羅斯的OMX Izhora。日本的JSW、韓國的斗山、法國的Le Creusot,正在增加生產能力,英國的sheffield Forgemesters、印度的Larsen & Toubro,也有增加生產能力的計劃。中國的哈爾濱鍋爐廠和上海電氣將參加AP1000大型鍛件設備的制造,所以他們有望很快增加生產能力,現在已經使北美的企業落在后面了。
不過,西屋公司正在建立生產AP1000模塊的工廠,其與紹爾集團在路易斯安那州合資建立的全球模塊咨詢公司,有望在2009年投產。在中國,國家核電技術公司持有64%股份的山東核電設備制造有限公司已經在2008年7月開始生產相似的模塊。
核電設備制造商需要具備資質,實施質量控制。ASME的N鋼印認證已經得到普遍認同。N鋼印意味著生產商具備依據ASME《鍋爐和壓力容器規范》來制造商用核電設備的資質,它適用于設備的設計和制造。ISO-9001也越來越重要。
詳細信息如下:
日本
1907年兩個英國公司和日本的Hokkaido Steel & Iron Co合作建立的日本JSW公司,是規模最大、聲譽最著的大型鍛件制造商。主要生產反應堆壓力容器等大型鍛件,提供了芬蘭和法國兩個1650 MWe EPR核電站的反應堆壓力容器鍛件。
JSW的工廠具備30MN到140MN的鍛壓能力,后者能夠生產600噸鋼錠。目前其生產能力為每年4個反應堆壓力容器,但是計劃將加倍。該廠同時制造蒸汽發生器部件、發電機、汽輪機軸和核電站汽輪機鑄件。
從1974年開始,JSW依照美國核管會標準為全球核電站制造了130余個壓力容器。JSW的一個重要目標是為中國和美國市場供應反應堆壓力容器,現已接到了GE-日立的ABWR和ESBWR反應堆,以及EPR反應堆壓力容器的訂單。
IHI公司,原名日本石川島播磨重工業公司,是日本重要的重型機器制造廠。其業務起源于19世紀、20世紀造船業,在電站業務領域提供鍋爐、燃汽輪機、核電站壓力容器等。IHI公司持有西屋公司3%的股份,同東芝公司一起參加核電站的建造。2008年與東芝和斗山簽署了三方協議,IHI將與斗山共享技術資源。
三菱重工(MHI)將在2011年前投資1.38億美元,使核電站壓力容器和其它核電站主設備的生產能力翻番。但是,它并不具備獨立的鍛造能力。MHI在明石市兵庫縣的工廠將增加兩倍的廠房面積,并要添置加工設備,目標是將壓力容器的生產周期由三年縮短至兩年,并利用十年時間使年銷售額由2007年的2000億日元增至6000億日元。MHI現在有德州電力公司(Texas Utilities, TXU)旗下科曼奇峰(Comanche Peak)核電站的兩個1700 MWe 的APWR型反應堆的訂單,并有望得到日本4個反應堆的訂單。1905年建立的三菱重工神戶廠(Kobe shipyard),可以為APWR型反應堆生產590噸重的壓力容器。到2007年MHI為日本國內外核電站生產了50個壓力容器封頭和100個蒸汽發生器。
巴布科克日立公司是1908年由巴布科克·威爾科克斯有限公司建立的,當時主要是鍋爐部件的供應商。1953年成為與東芝的合資公司,1987年被東芝公司收購。它生產反應堆壓力容器、蒸汽發生器、安全殼容器和其它核電設備。巴布科克日立公司生產了15個反應堆壓力容器,正在著力于高溫氣冷堆和快堆的主要設備。
日本鑄鍛公司是1970年新日本制鐵公司(Nippon Steel Corp.)和三菱制鋼(Mitsubishi Steel Manufacturing Co.)建立的合資公司。第二年開始具備80MN的鍛壓能力。
韓國
斗山重工在鑄造和鍛造方面有較大投資,包括140MN鍛壓機。目前正在進行中國三門、海陽4臺AP1000機組反應堆壓力容器、蒸汽發生器的制造工作。今年五月以來斗山從西屋公司獲得了7億美元的設備供貨合同。斗山還同IHI簽訂了大型部件生產的協議。今年有望獲得94億美元的訂單,其中60%來自海外業務。
斗山還同中國核工業集團公司簽訂了1000 MWe級核電站大型鍛件和設備的供貨合同。
中國
中國一重始建于1954年,位于黑龍江省齊齊哈爾,是中國重要的工業企業。一重能夠生產1080 MWe級核電站(紅沿河)的壓力容器和蒸汽發生器,并準備為中國兩個AP1000核電站提供壓力容器和蒸汽發生器。中國一重具有125MN鍛壓機,并在2006年底研制成功世界上最大的160MN的水壓機。2007年12月中國一重宣布,國家發改委投資23億元用于增加生產能力,這一項目將使該公司的鋼水產量增加一倍,鍛件生產能力將達到每年24萬噸。
中國哈爾濱鍋爐廠始建于1954年,是國內最大的電站鍋爐制造廠,正準備為中國第二批兩臺AP1000機組提供壓力容器和蒸汽發生器。哈鍋為600 MWe核電站生產蒸汽發生器,為各種類型的電站提供了600個鍋爐,裝備的電站總功率達53000 MWe,覆蓋了國內29省的180余座熱電廠,占國內電廠總數三分之一,同時還出口23個國家。哈爾濱鍋爐廠具有80 MN液壓機。根據MHI的授權,哈鍋所在的集團公司——哈爾濱電站設備集團公司正在向三門和海陽的四臺機組提供汽輪機和發電機。
始建于1925年的上海電氣,其所屬單位上海鍋爐廠,制造壓力容器、蒸汽發生器和壓力容器,也是第二批兩個AP1000核電站的供貨商。
東方鍋爐廠制造大功率電站的鍋爐,據報道正在同Areva合作,生產嶺澳二期和中廣核其它項目的全部主設備。2007年11月,其68%的股份,以及東方汽輪機廠的全部股份,被東方電氣以28億美元收購。東方電氣與巴威公司業已建立聯系。
2008年新建的山東核電設備制造廠生產AP1000核電站的結構、管路、設備模塊。這個每年滿足兩臺AP1000核電站建設需要的工廠,僅用11個月就建成了。
歐洲
Areva于2006年收購了世界上最大的大鍛件制造廠之一——法國SFARsteel。其戰略目標是生產超重機械部件(單塊達360噸),包括壓力容器和蒸汽發生器。具有113MN和75MN鍛壓機。其四個生產廠位于法國中部的克魯索(Le Creusot)盆地。
Areva Creusot在Burgundy的分廠主要生產大型鍛造設備,正在投資增加核級重型鍛件包括壓力容器的生產能力。
從1975年開始,Areva的Chalon/St. Marcel,就為法國本土以及境外的核電站生產500噸以上的蒸汽發生器和壓力容器。
2008年Areva集團在克魯索啟動了一項投資計劃,以提高Areva核級鍛件的生產能力,這樣就可以制造EPR的反應堆壓力容器了。這一計劃包括在阿塞洛米塔爾(ArcelorMittal)增加大型鋼錠的生產能力,以及在克魯索鍛造廠增加壓力容器和蒸汽發生器的產量。
英國的謝菲爾德鍛造專家具有100MN的壓機,可加工300噸的鋼錠。正準備安裝150MN的壓力,可加工500MN的鋼錠,在2012年初即投入運行。
它還生產高壓泵殼,能夠驅動堆芯內冷卻劑的流量達430,000升/分。2008年9月該公司簽署了向中國AP1000核電站提供16臺主泵不銹鋼泵殼的合同。還為英國核電站生產大型鍛件。
位于德國薩爾州(Saar)弗爾克林根市(Voelklingen)的薩什米德(Saarschmiede)工廠,具有86.7MN自由鍛壓機,能夠生產汽輪機和發電機曲軸。希望進入全球生產發電設備鍛件的前三強。
總部位于西班牙馬德里的恩薩(ENSA),為西屋的核電站提供了大量大型設備。在西班牙北部海岸的制造廠生產反應堆壓力容器和蒸汽發生器。
意大利的Ansaldo1989年建立,是芬梅卡尼卡集團(Finmeccanica)集團的子公司。其總部在熱那亞(Genova),側重于核電站的設計、制造和運行服務。在建造羅馬尼亞Cernavod的2號堆中扮演了重要角色。
捷克共和國斯柯達(Skoda)的電力部門生產蒸汽輪機、傳熱器和其他重型設備。
捷克維特科維采(Vitkovice)集團說,2007年重型機械部經過改造升級,已經能夠提供壓力容器和核電站的蒸汽發生器,并將在兩年內生產重型核電鍛件。
北美
美國在核設備制造方面有明顯下降趨勢。在1980年代中期,大約有440多個帶ASME的N鋼印的工廠,滿足了生產商用核級部件的需求。由于工業結構調整,這一數目變為一半,但2008年中期已經恢復到了255家。
巴威核電集團是麥克德莫特國際的子公司,主營業務涉及核材料管理、設備、技術,是具有ASME資質的核發電設備的主要制造商。它宣稱在北美蒸汽發生器市場占有主導地位,2008年是美國壓力容器的唯一制造商。2006年與Areva簽署了生產EPR相關設備的協議。巴威加拿大公司向全球提供了核服務和200多個蒸汽發生器、反應堆壓力容器頂蓋。巴威鍋爐裝備了全球90多個國家270,000 MW以上的裝機容量。
2008年紹爾集團和西屋公司建立了全球模塊咨詢公司,生產AP1000技術所需的設備模塊。
2008年Areva與諾斯洛普·格魯門公司(Northrop Grumman)在弗吉尼亞州紐波特紐斯(Newport News)的造船廠建立了3.6億美元的合資公司,名稱為Areva Newport News,67%股份由Areva持有,但將利用諾斯洛普·格魯門公司在海軍用反應堆方面的廣泛經驗。該工廠將成為法國Chalon-St Marcel廠的姊妹廠,預計將在2011年投運。主要的鍛件由其他工廠提供,如反應堆壓力容器、蒸汽發生器和穩壓器,該工廠主要負責總裝。Areva希望其在美國的反應堆部件的80%在美國本土制造。
賓夕法尼亞州伯利的利哈伊重型鍛造廠已有一百余年的歷史??蛇M行最復雜的自由鍛加工,但是還沒有ASME的N-鋼印。有100MN的鍛壓機,可處理3.3m直徑、270噸重的鋼錠。
芝加哥橋梁和鋼鐵公司簽訂了1.5億美元設計、采購和建造合同,建造美國東南部AP1000反應堆的兩個安全殼容器?,F已建造41個反應堆壓力容器。
但是金屬鍛件仍需要在海外制造,Areva收購了Sfarsteel,Areva 和 B&W希望在美國有相似的鍛件生產能力。2006年Areva從SFARsteel訂購了首個UniStar EPR核電站的鍛件。這些壓力容器和蒸汽發生器部件將在法國Chalon-St Marcel工廠或巴威印第安納工廠完成。
GE-日立從JSW訂購了ABWR和ESBWR的鍛件。
俄羅斯
俄羅斯主要反應堆設備供應商是俄羅斯重型機械聯合公司(OMZ)的Komplekt-Atom-Izhora公司,計劃從2011年起每年生產3到4個反應堆壓力容器。OMZ有望生產國內AES-2006 型VVER-1200 核電站的全部鍛件,并實現出口?,F在Izhora每年可生產2臺VVER-1000反應堆的重型鍛件,包括壓力容器、蒸汽發生器和主管道等。2008年恢復了歐洲最大的120MN的水壓機,并將通過二期改造使壓力達到150MN。
OMZ的子公司Izhorskiye Zavody正在生產列寧格勒II號機組的部件。
2008年通過整合兼并成立的俄羅斯電力機器工程公司(REMKO),其50%的股份由Atomenergomash持有,生產核電站的蒸汽發生器和換熱器。
印度
印度拿丁集團公司(Larsen & Toubro)是國內最大的設計建造公司,為重水堆和快堆生產壓力容器、蒸汽發生器。有超大型鍛件生產計劃,持有ASME的N鋼印。
拿丁集團公司計劃投資200億盧比同印度國家核電公司合作生產核電鍛件。據政府官員稱,正在與法國公司談判,準備在生產壓水堆設備方面合作。
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