近日，合康新能中標(biāo)華能山東石島灣核電站高溫氣冷堆示范工程主氦風(fēng)機(jī)變頻器國產(chǎn)化替代改造項目。
這是我國在第四代核電核心裝備——高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)變頻驅(qū)動系統(tǒng)上首次替代外資品牌實現(xiàn)國產(chǎn)化改造。在核電核心裝備國產(chǎn)化的征程上，合康新能再次精準(zhǔn)落子，樹起一座高壓變頻應(yīng)用的新里程碑。
一、合康高壓變頻器應(yīng)對核電行業(yè)最嚴(yán)苛挑戰(zhàn)
此次中標(biāo)的變頻設(shè)備，將應(yīng)用于華能山東石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程。該工程是全球首座實現(xiàn)第四代核電技術(shù)商業(yè)化運行的球床模塊式高溫氣冷堆核電站，其對安全性和可靠性的要求達(dá)到了前所未有的高度。
高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)作為第四代核電的核心設(shè)備，其主要功能是在高溫氣冷反應(yīng)堆運行中驅(qū)動一回路冷卻劑氦氣循環(huán)，流過堆芯帶走裂變熱，隨后在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳遞給二回路水以產(chǎn)生蒸汽發(fā)電。主氦風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，直接決定了整個核電站的能源安全與輸出穩(wěn)定。
因此，為其提供動力與精準(zhǔn)控制的變頻器必須滿足極高標(biāo)準(zhǔn)：在20%-105%額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)任意轉(zhuǎn)速的長期穩(wěn)定運行；設(shè)計壽命需達(dá)20年以上；并能在各種極端及事故工況下保障反應(yīng)堆絕對安全。
二、超高強(qiáng)度研發(fā)資源投入鑄就國產(chǎn)替代底氣
本次石島灣核電站高溫氣冷堆示范工程項目，區(qū)別于傳統(tǒng)的變頻調(diào)速方案，合康新能開創(chuàng)性采用HC2000W四象限水冷型高壓變頻解決方案作為本項目的技術(shù)路線，去應(yīng)對項目高標(biāo)準(zhǔn)、高難度的挑戰(zhàn)，并得到了客戶的高度認(rèn)可。這份認(rèn)可源自合康新能在高壓變頻領(lǐng)域二十余載深耕厚植所建立的堅實技術(shù)底座：
2006年，合康新能率先實現(xiàn)四象限高壓變頻技術(shù)的國產(chǎn)化突破，成為國內(nèi)該領(lǐng)域自主創(chuàng)新的先行者。歷經(jīng)近二十載持續(xù)自主研發(fā)與技術(shù)積淀，公司于2024年正式推出全新一代HC2000四象限高壓變頻器。該產(chǎn)品基于國產(chǎn)工業(yè)自主可控的核心需求打造，功率密度較上一代提升48%，并搭載多重冗余安全保護(hù)邏輯，在可靠性、能效與適應(yīng)性上實現(xiàn)全面跨越，已廣泛應(yīng)用于各類高要求的特殊工況場合。
合康新能不僅開創(chuàng)了國產(chǎn)四象限高壓變頻的技術(shù)先河，更通過長期實踐積累起深厚的自主應(yīng)用生態(tài)與案例經(jīng)驗，持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)向安全、高效、自主可控的方向邁進(jìn)。
1. 四象限技術(shù)-為“絕對安全”上雙保險
基于主氦風(fēng)機(jī)在極端高溫高壓環(huán)境下的高可靠性和固有安全性要求，合康新能采用四象限變頻器實現(xiàn)主氦風(fēng)機(jī)變頻驅(qū)動。
當(dāng)四象限變頻器在一、三象限運行，電機(jī)驅(qū)動主氦風(fēng)機(jī)為高溫氣冷堆核電站提供足夠流量的氦氣通過一回路系統(tǒng)，將反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生的熱量帶走。
事故工況時，四象限變頻器通過能量回饋制動，區(qū)別于傳統(tǒng)變頻器電阻制動的結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，制動功率大、制動時間無法保證、故障率高，運行效率極低。
四象限能量回饋制動可將電機(jī)的動能轉(zhuǎn)換成電能，在二、四象限運行，將電能送回電網(wǎng)，實現(xiàn)對電機(jī)的精準(zhǔn)制動和能量回收。
因此四象限高壓變頻器通過能量回饋再生制動，可有效縮短主氦風(fēng)機(jī)惰轉(zhuǎn)時間，將主氦風(fēng)機(jī)的制動時間縮短至毫秒級別，在緊急情況下保障核反應(yīng)堆的安全。
且四象限能量回饋制動相比傳統(tǒng)電阻制動，核心優(yōu)勢是再生電能回收再利用、四象限全工況適配、低發(fā)熱與長壽命、電網(wǎng)品質(zhì)優(yōu)化，高度適配核電領(lǐng)域大功率應(yīng)用場景。
2.水冷散熱技術(shù)-為“長壽命、高穩(wěn)定”奠定基石
面對本次設(shè)備的大功率應(yīng)用，散熱是保證設(shè)備長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。水冷的散熱方案相比傳統(tǒng)風(fēng)冷，其散熱效率更高可達(dá)98%，溫度最高點相較于風(fēng)冷最多可下降35℃，其換熱效率更是風(fēng)冷的100倍，極大的保證了功率器件始終工作在最佳溫度區(qū)間，極大提升了系統(tǒng)長期運行的穩(wěn)定性與可靠性，完美匹配核電20年以上的長壽命設(shè)計要求。
HC2000W四象限水冷型高壓變頻方案的選擇是一個“大膽創(chuàng)想，謹(jǐn)慎驗證”的過程。產(chǎn)品性能測試的結(jié)果顯示，HC2000W四象限水冷型高壓變頻器響應(yīng)客戶要求的所有嚴(yán)苛的性能指標(biāo)，且輸入頻率變化范圍、額定輸出功率、成套設(shè)備效率、過載能力等多項關(guān)鍵指標(biāo)大幅優(yōu)于客戶要求。
最終測試結(jié)果與合康在高壓變頻研產(chǎn)領(lǐng)域多年以來的創(chuàng)新與技術(shù)積累，是客戶最終確定采用四象限水冷方案的底氣。
三、融入國策支持國家能源轉(zhuǎn)型大戰(zhàn)略
近期，為更深層次地布局核電產(chǎn)業(yè)，合康新能與煙臺萊山區(qū)國資平臺合資成立“山東合康核電裝備有限公司”，為深化從核心設(shè)備高壓變頻器供應(yīng)商向產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建者升級邁出關(guān)鍵一步。
共建“絕對安全”生態(tài)：通過提供高可靠的高端裝備與開展前瞻性技術(shù)研發(fā)，為核電“絕對安全”的目標(biāo)提供從設(shè)備、系統(tǒng)到協(xié)同運營的全方位支撐，助力構(gòu)建更牢固的核電安全生態(tài)體系。
助推“能源轉(zhuǎn)型”進(jìn)程：在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，核電作為清潔穩(wěn)定的基荷能源作用凸顯。公司將通過提升裝備水平、保障電站高效穩(wěn)定運行，為能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型提供堅實可靠的裝備基礎(chǔ)。
引領(lǐng)“自主可控”發(fā)展：堅定推進(jìn)關(guān)鍵裝備與核心技術(shù)的自主研發(fā)與應(yīng)用，推動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，增強(qiáng)核電產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的韌性與安全性，為核電產(chǎn)業(yè)自主可控、高質(zhì)量發(fā)展注入生態(tài)動能。
從以四象限水冷變頻技術(shù)成功中標(biāo)首例第四代核電核心設(shè)備國產(chǎn)化替代項目，到攜手煙臺萊山區(qū)國資平臺合資設(shè)立公司、深化高端裝備產(chǎn)業(yè)布局，這兩個關(guān)鍵動作清晰地表明：合康新能不再僅滿足于在單一產(chǎn)品領(lǐng)域保持領(lǐng)先，而是以更主動、更深入的姿態(tài)，全面融入國家“積極安全有序發(fā)展核電”的戰(zhàn)略全局。
未來，合康新能將攜手合作伙伴，通過尖端技術(shù)創(chuàng)新與深度產(chǎn)業(yè)協(xié)同，為國家能源安全與核電事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，貢獻(xiàn)更為全面而持久的“中國驅(qū)動”力量。
