一、前言
    核級閥門(mén)主要是指在核電站中核島N1、常規島CI和電站輔助設施BOP系統中使用的閥門(mén)。從安全級別上分為核安全Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、非核級。其中核安全Ⅰ級要求最高。核電站因為存在著(zhù)放射性輻照風(fēng)險，為了有效地控制放射性輻照對運行和檢修人員的傷害，提高運營(yíng)機組的自動(dòng)化水平，在設計上選用了大量能遠程控制的核級閥門(mén)，通過(guò)主控室的按鈕控制這些閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉，滿(mǎn)足系統運行需要。核級閥門(mén)在核電站中是使用數量較多的介質(zhì)輸送控制設備，是核電站安全運行中的必不可少的重要組成部分。據統計一座具有兩臺100萬(wàn)kW機組的核電站有各類(lèi)閥門(mén)近3萬(wàn)臺。閥門(mén)單位：上海凱利科閥門(mén)有限公司
    目前，我國核電站中使用的閥門(mén)，除秦山一期、二期中使用部分國產(chǎn)閥門(mén)外，其他核島和常規島部分所用閥門(mén)幾乎全部進(jìn)口。這種現況和《國家核電中長(cháng)期發(fā)展規劃》（2005～2020）的出臺，為核級閥門(mén)自主化提供了良好的發(fā)展機遇。閥門(mén)由執行機構和閥門(mén)本體構成。核級執行機構是核級閥門(mén)的驅動(dòng)機構，是事關(guān)核級閥門(mén)性能的重要設備，可以說(shuō)沒(méi)有核級執行機構的自主化，就不可能真正實(shí)現核級閥門(mén)的自主化，打破國外企業(yè)在核級閥門(mén)產(chǎn)品技術(shù)和價(jià)格方面的壟斷和擺脫對國外產(chǎn)品的依賴(lài)，同時(shí)核級執行機構的自主化亦有利于國內企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，可見(jiàn)核級執行機構自主化意義重大。
    揚州電力設備修造廠(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)揚修廠(chǎng)）系國家電網(wǎng)公司江蘇省電力公司全資子公司，國家級高新技術(shù)企業(yè)、德國西門(mén)子公司執行機構許可證產(chǎn)品制造工廠(chǎng)。揚修廠(chǎng)具有30多年設計、制造閥門(mén)執行機構的經(jīng)驗，在核級電動(dòng)、氣動(dòng)執行機構自主化方面走在了同行的前列，是首批獲得國家核安全局頒發(fā)的“民用核安全電氣設備設計、制造許可證”的執行機構生產(chǎn)企業(yè)。
    二、核級電動(dòng)執行機構自主化歷程
    1.核級閥門(mén)電動(dòng)執行機構的歷程
    揚修廠(chǎng)核級電動(dòng)執行機構的研發(fā)大大體經(jīng)歷了三個(gè)階段：
    （1）第一階段1997年～1999年，引進(jìn)國外知名公司的核級產(chǎn)品樣機進(jìn)行相關(guān)比照試驗，積累經(jīng)驗階段。在引進(jìn)、消化并掌握德國西門(mén)子公司2SA3系列電動(dòng)執行機構的技術(shù)基礎上，我廠(chǎng)又從德國西門(mén)子公司引進(jìn)了一臺型號為M76372-G1261-K446-FA22+L18+R14的核級電動(dòng)執行機構樣機，按1E級K1類(lèi)的標準要求進(jìn)行各項性能驗證性試驗。在進(jìn)行地震試驗時(shí)，又用一臺我廠(chǎng)生產(chǎn)的2SA3電動(dòng)執行機構與該樣機一同進(jìn)行試驗，以了解地震振動(dòng)對電動(dòng)執行機構整體結構的影響。通過(guò)對樣機驗證性試驗和分析，比對相關(guān)標準和規范，積累1E級K1類(lèi)電動(dòng)裝置的設計數據和經(jīng)驗。
    （2）第二階段2001年～2005年聯(lián)合研究所、設計院合作研發(fā)階段。由設計院提出技術(shù)要求、鑒定試驗大綱，我廠(chǎng)負責樣機的方案設計、技術(shù)設計、樣機制造并負責樣機鑒定試驗的實(shí)施。通過(guò)聯(lián)合開(kāi)發(fā)使我們對閥門(mén)電動(dòng)裝置從不了解到了解，并生產(chǎn)出滿(mǎn)足核電廠(chǎng)需求，受到用戶(hù)好評的產(chǎn)品。
    （3）第三階段2006年至今的自主研發(fā)階段。在多年研發(fā)核級電動(dòng)執行機構的基礎上，開(kāi)發(fā)擁有完全自主知識產(chǎn)權的核級閥門(mén)執行機構，滿(mǎn)足用戶(hù)替代進(jìn)口的要求。
    揚修廠(chǎng)自1997年開(kāi)始研制核級電動(dòng)執行機構以來(lái)，經(jīng)過(guò)充分消化、吸收國內外標準等技術(shù)資料，通過(guò)與核工業(yè)第二研究設計院、上海核工程研究設計院、中國核動(dòng)力研究設計院、田灣核電站等科研院所和用戶(hù)單位進(jìn)行合作探討。先后分別開(kāi)發(fā)出1E級（K1、K2、K3類(lèi)）2HA3系列核級多回轉電動(dòng)執行機構、1E級K3類(lèi)SDQH系列核級整體式小轉矩部分回轉電動(dòng)執行機構、帶緩沖裝置的1E級K1、K2、K3類(lèi)閥門(mén)電動(dòng)執行機構、1E級K2類(lèi)核級小轉矩多回轉閥門(mén)電動(dòng)裝置等。上述產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了全面的性能和安全方面的試驗驗證，完全滿(mǎn)足了技術(shù)規格書(shū)和相關(guān)標準中規定的各項要求，相繼通過(guò)了核級產(chǎn)品的評審和鑒定，獲得權威部門(mén)和相關(guān)專(zhuān)家的認可。鑒定情況詳見(jiàn)表1。     
表1 核級電動(dòng)執行機構鑒定一覽表

    2.目前已具備批量生產(chǎn)條件的核級電動(dòng)執行機構種類(lèi)（見(jiàn)表2）
表2 閥門(mén)種類(lèi)及技術(shù)參數

    3.核級電動(dòng)執行機構應用情況
    揚修廠(chǎng)自2003年開(kāi)始進(jìn)入核級閥門(mén)電動(dòng)執行機構核電實(shí)際應用階段，截止到2009年底共銷(xiāo)售各種型號的核級電動(dòng)執行機構產(chǎn)品1704臺，其中K1類(lèi)產(chǎn)品240臺，K2類(lèi)產(chǎn)品41臺，K3類(lèi)產(chǎn)品1423臺。產(chǎn)品分別應用于田灣、秦山、嶺澳、紅沿河、寧德、陽(yáng)江等核電站和巴基斯坦C2、401快堆、軍工等項目領(lǐng)域。
    4.自主化產(chǎn)品與國外同類(lèi)產(chǎn)品的對比（見(jiàn)表3）

表3 K1類(lèi)閥門(mén)電動(dòng)執行機構產(chǎn)品試驗數據對比

    由于標準的差異，試驗數據有所不同，但無(wú)本質(zhì)區別。所以揚修廠(chǎng)自主化產(chǎn)品與法國伯納德產(chǎn)品相當，可完全滿(mǎn)足二代加核電機組的配套使用要求。
    三、核級閥門(mén)氣動(dòng)執行機構的現狀
    1.自主化研制開(kāi)發(fā)情況
    鑒于當時(shí)核電站使用的核級閥門(mén)氣動(dòng)執行機構全部依賴(lài)進(jìn)口，而國內沒(méi)有生產(chǎn)核級閥門(mén)氣動(dòng)執行機構的單位的情況，確定了在消化國外同類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)的基礎上，結合國內的實(shí)際應用情況進(jìn)行自主化研制的路線(xiàn)，根據閥門(mén)廠(chǎng)閥門(mén)自主化的需求，決定先進(jìn)行膜片式核級閥門(mén)氣動(dòng)執行機構的開(kāi)發(fā)。
    2007年以來(lái)，我廠(chǎng)參照國外同類(lèi)產(chǎn)品結構，先后開(kāi)發(fā)了用于DN20截止閥、DN50截止閥、DN20隔膜閥、DN80隔膜閥和DN100比例噴霧閥等5種規格型號的膜片式氣動(dòng)執行機構樣機多臺。按照標準EJ/T1022.12－1996《壓水堆核電廠(chǎng)閥門(mén)氣動(dòng)裝置》、EJ/T531－2001《核電廠(chǎng)安全級閥門(mén)驅動(dòng)裝置的鑒定》中的規定進(jìn)行了型式試驗，試驗結果樣機滿(mǎn)足標準規定要求。2009年6月，通過(guò)國家能源局和中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )聯(lián)合主持的樣機鑒定，達到K2類(lèi)水平。
    目前正在進(jìn)行核級氣動(dòng)執行機構的系列化（含1E級K1類(lèi)）開(kāi)發(fā)工作，系列化開(kāi)發(fā)的技術(shù)設計已于2010年5月初通過(guò)了國家能源局和中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )組織的專(zhuān)家評審，得到了與會(huì )領(lǐng)導、專(zhuān)家、閥門(mén)廠(chǎng)家及業(yè)主代表的一致高度認可，為下一步的樣機制作、鑒定試驗及實(shí)際工況應用工作奠定了非常好的基礎。
    2.配套件國產(chǎn)化情況
    核級氣動(dòng)執行機構的工況比較嚴酷，對配套件的要求比較特殊，國內目前的標準產(chǎn)品不能滿(mǎn)足核電工況要求。我廠(chǎng)了解了國內相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)水平和配套能力，通過(guò)與配套件生產(chǎn)廠(chǎng)家及專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的反復交流和探討，明確了有關(guān)K2類(lèi)配套件的技術(shù)要求，定制了一批核級氣動(dòng)執行機構的專(zhuān)用膜片、減壓閥、電磁閥等，并對定制的膜片、電磁閥、減壓閥等進(jìn)行了機械老化、熱老化、輻照老化等性能試驗，為下一步的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)作好準備。
    3.核級氣動(dòng)產(chǎn)品應用情況
    作為樣機已提供多臺給中核蘇閥、大連大高等閥門(mén)公司與閥門(mén)進(jìn)行配套試驗。
    自主化的核級氣動(dòng)執行機構尚無(wú)工程的實(shí)際應用。
    四、積極參與核電標準的制、修訂工作，將企業(yè)自主創(chuàng )新的成果轉化為標準
    我廠(chǎng)系全國閥門(mén)標準化技術(shù)委員會(huì )委員單位、過(guò)程控制與測量標準技術(shù)委員會(huì )TC124／SC4和SC5委員單位、電站閥門(mén)標準化技術(shù)委員會(huì )委員單位，電力行業(yè)標準DL／T641《電站閥門(mén)電動(dòng)執行機構》和DL/T642《隔爆型電站閥門(mén)電動(dòng)裝置》主要起草單位。
    現有1996版核級執行機構標準取到了關(guān)鍵性的指導作用，是核級產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要依據之一。隨著(zhù)國內外核電技術(shù)、執行機構本身的技術(shù)發(fā)展及目前國內核電機組的建設情況，對1996版標準進(jìn)行適當修訂是必要且及時(shí)的，我廠(chǎng)積極參與了EJ/T1022.11《壓水堆核電廠(chǎng)閥門(mén)第11部分：電動(dòng)裝置》和EJ/T1022.12《壓水堆核電廠(chǎng)閥門(mén)第12部分：氣動(dòng)裝置》的修訂工作，將企業(yè)自主創(chuàng )新的成果轉化為標準，充分體現目前國內的核電機組的技術(shù)特點(diǎn)、國內的制造水平、配套能力及試驗手段等條件要求，使其更加便于實(shí)施與運用，更具權威性。目前這兩個(gè)標準的修訂工作已到了報批階段。我廠(chǎng)還承擔了《核電廠(chǎng)安全級閥門(mén)電動(dòng)裝置質(zhì)量鑒定試驗規則》標準的制訂和《核電廠(chǎng)安全級閥門(mén)驅動(dòng)裝置質(zhì)量鑒定》標準的修訂的牽頭工作，目前各項工作正在有序進(jìn)行。
    五、核級執行機構自主化的思考與建議
    1.目前存在的問(wèn)題
    核電產(chǎn)品自主化應是從核級產(chǎn)品的技術(shù)要求確定、產(chǎn)品設計、樣機研制、鑒定試驗、產(chǎn)品制造到產(chǎn)品的實(shí)際應用的全過(guò)程，涉及到業(yè)主單位、設計院、制造單位。目前存在以下幾方面的問(wèn)題。
 

    1）供貨批量小。核級產(chǎn)品的前期樣機研制投入大，批量生產(chǎn)的制造成本也高。目前來(lái)看，企業(yè)的投入與產(chǎn)出不匹配，一定程度上影響了企業(yè)的積極性，制約了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
    2）國內配套能力不夠，配套件采購困難。配套件廠(chǎng)家對核電市場(chǎng)不夠了解，同時(shí)配套件的研發(fā)投入也大，影響了廠(chǎng)家研發(fā)核級產(chǎn)品配套件的積極性。采用進(jìn)口配套件，則價(jià)格高，交貨期長(cháng)。
    3）受?chē)鴥群思夐y門(mén)及其執行機構的試驗測試手段所限，以及技術(shù)、管理等原因，目前核級閥門(mén)及其執行機構產(chǎn)品的可靠性數據少，自動(dòng)控制水平較低、產(chǎn)品的質(zhì)量還不夠穩定，導致核電站業(yè)主不愿或不輕易采用國內生產(chǎn)的核電站關(guān)鍵部位用核電閥門(mén)及其執行機構。
    2.幾點(diǎn)建議
    核級產(chǎn)品的自主化如果缺少實(shí)際應用環(huán)節，則不能說(shuō)實(shí)現了產(chǎn)品自主化，也不能形成核電安全、穩定運行的技術(shù)裝備保障。因此建議：
    1）由國家能源局、中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )牽頭，構建業(yè)主單位、設計院和制造單位的聯(lián)動(dòng)機制，以項目為依托成立核級閥門(mén)執行機構自主化聯(lián)合工作小組，由業(yè)主提出應用需求，設計院提供技術(shù)支撐，閥門(mén)廠(chǎng)和執行機構制造廠(chǎng)具體實(shí)施，明確自主化工作內容、技術(shù)要求，制訂詳細工作計劃。各相關(guān)單位主要工作內容分工如下：由業(yè)主負責提出自主化閥門(mén)及執行機構的采購需求，提出自主化閥門(mén)及執行機構的采購需求，對核電設備制造廠(chǎng)人員進(jìn)行技術(shù)培訓以及自主化執行機構的實(shí)際工況應用和信息反饋等工作；由設計院負責提供國外同類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)信息，提出自主化執行機構的設計要求，試驗要求并指導鑒定試驗等工作；執行機構的制造單位則負責樣機設計、制造、鑒定試驗及批量制造工作。
    2）由國家能源局協(xié)調明確：國內具備供貨能力的產(chǎn)品，業(yè)主優(yōu)先使用；常規島產(chǎn)品，優(yōu)先選用國內產(chǎn)品。
    3）近期采用進(jìn)口配套件。建議國家能源局、中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )協(xié)調組織國內骨干企業(yè)進(jìn)行核級執行機構配套件的自主化開(kāi)發(fā)。
    4）盡快進(jìn)一步補充完善我國的核電閥門(mén)及其執行機構的技術(shù)標準和規范。將現有的EJ、GB等標準按ASME、RCC-E等標準補充完善，符合國情，提高可操作性，以利于國內核電閥門(mén)及其執行機構在設計、選材、制造、檢驗等各個(gè)環(huán)節上能夠達到自主化。
    5）核電是以安全可靠為第一原則的。希望國家及各相關(guān)單位在技術(shù)、人才、政策、軟件、硬件、管理諸方面采取有效措施提高核級閥門(mén)及其執行機構產(chǎn)品的技術(shù)水平，保持質(zhì)量穩定，以盡快適應核電閥門(mén)自主化要求的步伐，滿(mǎn)足國家核電設備逐步國產(chǎn)化的需要。