12月8日,陕西西安西电开关电气有限公司科研人员在测验190千安发电机断路器成套设备。
“大容量发电机断路器是核电站建造的要害设备。长时间以来,该设备的研发技能一向把握在少量世界企业手中。咱们经过8年尽力,成功研发出190千安发电机断路器成套设备,处理了国内核电站建造的要害中心难题,振奋人心!”12月8日,西安西电开关电气有限公司相关科研项目负责人严旭一边测验研发产品一边对记者说。
近来,国务院国资委新闻中心联合多家网站一同宣扬大国重器;“国资小新”淘宝店上架了16件大国重器,建议新一季“最硬核的国货购物车”,190千安发电机断路器成套设备位列其间。
大容量发电机断路器成套设备是确保核电站安稳运转的要害。该设备安装在发电机和主变压器之间,用于操控、维护发电机与变压器。长时间以来,世界上仅有一两家公司具有出产大容量发电机断路器成套设备的才能。
国外厂家供的货不只价格高,还存在延时供货的危险。为了推进严重设备国产化,处理要害中心难题,2014年末,我国西电所属的西安西电开关电气有限公司科研团队勇担历史使命,敞开了190千安发电机断路器成套设备的研发之路。
严旭回想:“8年前接到这一使命时,咱们团队既振奋又忐忑。研发大容量发电机断路器,需求霸占很多技能难关。”
190千安发电机断路器成套设备归于大容量发电机断路器的顶尖级产品,适用于单台发电机容量在1000兆瓦至1200兆瓦的核电站发电机组上,对发电机断路器的可靠性有着极高的要求。
“咱们有必要确保研发的产品肯定安全可靠!”严旭介绍,研发这套设备的最大难点是断路器开断问题。在开断过程中,断路器的两个导电触头间会发生电弧,电弧弧芯温度瞬间可达3万摄氏度。让电弧弧芯温度在数微秒时刻内下降到4000摄氏度以下,这是断路器开断的必要条件,难度非常大。
“其时,咱们手中除了一份调研陈述,再没有一点190千安发电机断路器规划、制作和实验的相关经历了。”科研人员吕军玲回想。面临这样的状况,科研团队分成大电流开断小组、大容量通流小组、动热安稳小组、机械寿数小组和工艺小组等。各小组成员群策群力,发挥各自特长,开端在白纸上绘图,规划开端的计划。
在数微秒时刻内,将发电机断路器电弧弧芯温度从3万摄氏度降到4000摄氏度以下——这是有必要霸占的难关。在实验过程中,超大的电弧能量对零件烧蚀的程度大大超出了科研人员的预判。部分样机开断失利后的爆炸现象,也给科研人员留下铭肌镂骨的回忆。可是,他们没被困难吓倒。
“咱们开端想象,从充沛的使用电弧能量和高效耗散电弧能量的视点,将电弧的能量引进一个小腔室并储存起来;再规划出适宜的出口通道,在需求的时分将高压气体开释开来,处理在数微秒时刻内降温的问题。”严旭说,“数微秒,相当于人类眨一次眼睛时刻的5万分之一。”
从开端的想象到成果的成功,这中心有很长的路。科研团队在屡次序的实验中发现,每一个数据的改动都会带来连锁反应,且常常超出料想。更令人头疼的是,实验数据的实践运转成果远比书面运算杂乱得多。为了让每一次实验和运算都更接近最理想的成果,科研人员竭尽全力,在每一个细节处费尽心机,生怕有任何遗失。
“只是找到比较适宜的出口通道,咱们就用了5年。出口通道是使用和耗费电弧能量的要害结构,需求将七八种不同零件组合。”科研人员路媛婧说,“那几年,咱们大电流开断小组成员重复进行模拟实验、画图纸、安装调试、样机实验,进行了20屡次序这样的流程,验证了上百个不同零件的组合结构。”
2018年,面临之前屡次组合零件计划的失利,大电流开断的研发进入瓶颈期。招集小组成员开会时,严旭鼓舞咱们从头整理每一次计划,从中找到实验失利的共性问题。咱们沉下心来,从头鼓足干劲,总结失利经验,推翻了之前4年的研发通道结构,从头从匹配发电机断路器腔室适宜压力的视点寻觅突破口。在接下来一整年的重复实验中,科研团队总算确认了“适宜的出口通道”。
在电弧发生的超高温状况下,大容量发电机断路器上的金属会被烧融发生金属微粒。这就需求用耐高温资料和金属结合来做好防护。这些耐高温资料需求绝缘资料,以确保结合后的新资料在高温下不能发生新的金属粒子。将金属和非金属严密地结合,一起结合面还需求耐受高温不失效,这又是一项巨大的应战。
实验期间,科研人员发现高温气体会把发电机断路器腔室内的一些金属零件烧化,严重影响了零件的强度和产品功能。所以,工艺小组开端攻关超高温的金属耐烧蚀技能难题。科研人员马冲说:“咱们用了一年的时刻,总算在真空环境下结合两种资料成功霸占了超高温金属耐烧蚀技能难题。”
经过重复优化改善,科研人员规划出了新式自能灭弧结构,成功处理了在数微秒时刻内将电弧弧芯温度从3万摄氏度下降到4000摄氏度以下的科研难题。
功夫不负有心人。在新产品的实验和制作阶段,研发团队重复修正计划、完善图纸、剧烈评论,用热心和酷爱为推进项目的全体进展活跃作出奉献,一步步霸占了“发电机断路器的长时间通流”“短路电流的开断”“耐高温新资料研发”等科研难点。
2023年7月,跟着最终一档型式实验经过,190千安发电机断路器成套设备总算研发成功。同年10月,该套设备经过国家级产品判定,具有了自主知识产权,填补了国内空白,归纳技能功能达到了世界领先水平。
8年间,西安西电开关电气有限公司研发团队坚韧不拔,继续霸占技能难关,将大容量发电机断路器设备的通流才能从160千安提升到190千安,打破了大容量发电机断路器成套设备长时间以来依靠进口设备的被动局面。
8年间,西安西电开关电气有限公司科研团队不断地前进,在相关范畴为国家建造不断奉献着陕西制作的力气。现在,该公司是国内仅有一家可以出产制作190千安大容量发电机断路器成套设备的厂家。
据介绍,190千安发电机断路器成套设备的成功研发,再次推进了我国百万千瓦级机组用严重配备的国产化,处理了“华龙一号”“AP1000”等大型核电站对大容量发电机断路器成套设备的急迫需求,完成了我国大型核电站工程建造和运转服务自主可控的安全保证。