中國二重鎮(zhèn)江出?？诨匕偃f千瓦級核島主設(shè)備制造的規(guī)劃方案

周燁明，郭杭鋒

（中國聯(lián)合工程有限公司，杭州 310052）

1 引用

截至2020年年底，針對核電等重型裝備，我國已建成有上海電氣集團（臨港重裝備基地）、哈爾濱電氣集團（秦皇島基地）、東方電氣集團（南沙基地）、一重集團（棉花島基地）和二重集團（鎮(zhèn)江基地）五大重型裝備制造基地。其中，二重集團經(jīng)多次專項技術(shù)改造，已形成德陽大型先進核電鑄鍛鋼基地及鎮(zhèn)江重大技術(shù)裝備出?？诨?，重型裝備專業(yè)化生產(chǎn)能力大大提升，已實現(xiàn)核電大型鑄鍛件批量生產(chǎn)，及超重型石化容器的批量生產(chǎn)，并具備核島主設(shè)備的關(guān)鍵制造條件。本文僅對鎮(zhèn)江重大技術(shù)裝備出?？诨氐陌偃f千瓦級核電主設(shè)備制造的規(guī)劃方案作一簡述。

2 鎮(zhèn)江重大技術(shù)裝備出?？诨?/h2>

2.1 基地概況

二重（鎮(zhèn)江）出海口基地是我國繼東方電氣（廣州）、上海電氣（臨港）、哈爾濱電氣（秦皇島）及一重集團（大連棉花島）之后的第5個以核電重型裝備產(chǎn)品為主導(dǎo)的重型裝備制造基地，也是二重集團2008年緊抓新一輪核電等裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展機遇，解決長期制約二重集團裝備運輸、高精密組裝和制造生產(chǎn)發(fā)展“瓶頸”問題，充分發(fā)揮企業(yè)的綜合優(yōu)勢，而著力打造的國際一流的特大、超限重型裝備出海口生產(chǎn)基地及重大件江海聯(lián)運的現(xiàn)代物流中心。

項目位于鎮(zhèn)江市丹徒經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。一期用地面積704 300 m2，新建建筑面積127 900 m2；二期用地面積430 300m2，新建建筑面積102 000 m2。基地規(guī)劃建設(shè)有850 t的核電容器生產(chǎn)廠房、成套裝備生產(chǎn)廠房、安全殼及模塊生產(chǎn)廠房、堆內(nèi)構(gòu)件廠房等生產(chǎn)廠房，配套建設(shè)110 kV變電站、氣體站、綜合倉庫、理化計量樓及管材庫、綜合辦公樓等生產(chǎn)輔房。另外，作為大型江海聯(lián)運物流基地，基地還建設(shè)有10 000 DWT重件吊裝泊位、15 000 DWT重件滾裝泊位和40 000 DWT件雜泊位，800 t重型裝備可以從生產(chǎn)車間一次吊裝遠洋發(fā)運。

基地生產(chǎn)產(chǎn)品涵蓋核電承壓容器、核電安全殼、堆內(nèi)構(gòu)件、重型化工容器、冶金成套裝備等產(chǎn)品。其核電產(chǎn)品工藝在綜合了國內(nèi)3大動力裝備基地的設(shè)計優(yōu)點的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化提升：將焊接生產(chǎn)和加工生產(chǎn)分開廠房設(shè)置，有效提升產(chǎn)品的作業(yè)環(huán)境和設(shè)備效率；產(chǎn)品覆蓋面廣，不僅可完成AP1000、EPR、CAP1400等核電機組產(chǎn)品的制造，而且也可用于下一代高溫氣冷堆反應(yīng)堆關(guān)鍵裝備制造。

2.2 項目選址

二重集團出?？诨亟?jīng)過了多方面嚴謹?shù)谋冗x和優(yōu)化，先后考察和評判過福建福清、河北秦皇島、江蘇啟東、江蘇太倉、江蘇鎮(zhèn)江等多個廠址。在項目選址過程中，除考慮交通、地質(zhì)、氣象、公用配套設(shè)施、開發(fā)區(qū)政策、經(jīng)濟和人文等基本條件外，特別考慮了兩個基本條件：其一，項目廠址必須滿足將“特大、重型”產(chǎn)品可以從基地便捷運至用戶地的要求。產(chǎn)品直接下水、出運能力良好、靠近產(chǎn)品目標(biāo)市場。其中產(chǎn)品直接下水是關(guān)鍵。其二，新基地與二重老基地的聯(lián)系便捷，二重集團生產(chǎn)的零部件可經(jīng)公路、鐵路和水路直接運至重型裝配基地，公路運輸限高不低于5 m，全線路基載重能力應(yīng)大于汽-20級，能引鐵路專線進廠；特別是水路條件尤為重要。

經(jīng)過對各個廠址的考察，最終確定江蘇啟東和江蘇鎮(zhèn)江為優(yōu)選方案。由于啟東基地的水運條件有較大的制約條件，其上游航道500 t級內(nèi)河船、下游外海航道3 000 t級海船雖然可基本滿足全潮通航，但無法滿足10 000 t遠洋輪的出運目標(biāo)。最終基地選址在鎮(zhèn)江丹徒開發(fā)區(qū)。丹徒開發(fā)區(qū)南接滬寧鐵路，北臨長江、與揚州一橋相連，水、陸、空交通均很便利。

選擇鎮(zhèn)江作為出?？诨鼐哂幸韵聝?yōu)勢：

1）同時具備良好的水路、鐵路、公路運輸條件：水路方面，岸線條件優(yōu)越，岸線前沿水深可滿足40 000 DWT大型船舶停靠作業(yè)，水路從長江上可抵武漢、蕪湖、宜昌，下可經(jīng)上海出海；公路方面，丹徒經(jīng)濟開發(fā)區(qū)毗鄰滬寧高速公路入口和潤揚長江大橋，312國道、沿江高速公路、沿江高等級公路均從區(qū)內(nèi)經(jīng)過；鐵路方面，穿越開發(fā)區(qū)鐵路共3條，其中滬寧鐵路為既有鐵路，其高資站向東至丹徒龍門港鐵路專用線已由原鐵道部批準(zhǔn)，站場改造部分工程已經(jīng)竣工，可作為本項目的接軌線路。

2）與二重集團現(xiàn)有基地的聯(lián)系便捷，二重集團生產(chǎn)的鑄鍛件等零部件可經(jīng)公路、鐵路和水路直接運至基地。當(dāng)基地鐵路和碼頭建成后，二重集團來料可采用：公路、水運（運輸采用2 000 DWT以下雜貨船）→重型碼頭，或鐵路→重型碼頭。實現(xiàn)多種便捷運輸方式。

3）實現(xiàn)江海聯(lián)運。鎮(zhèn)江基地位于長江下游，水路暢通，基地產(chǎn)品可不經(jīng)中轉(zhuǎn)，由同一艘船完成江河與海洋運輸。因此，項目基地尤其符合我國發(fā)展內(nèi)陸新一代先進核電及其他化工生產(chǎn)基地的戰(zhàn)略目標(biāo)。

2.3 基地產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模規(guī)劃

根據(jù)二重集團的總體發(fā)展規(guī)劃及災(zāi)后重建規(guī)劃，依據(jù)把出海口基地建成國際一流的特大、超限重型成套裝備制造基地及重大件江海聯(lián)運的現(xiàn)代物流中心的總體規(guī)劃目標(biāo)，整個項目基地以“一次規(guī)劃、分期建設(shè)、滾動發(fā)展”的原則進行規(guī)劃建設(shè)。

一期項目主要建設(shè)大型核電、石化等重大裝備制造和總裝基地以及重大件江海聯(lián)運的重型專用碼頭。生產(chǎn)規(guī)模為：形成年產(chǎn)3～5套第三代核電重型壓力容器，10 000 t超大型、超重石化容器，4套冶金等成套裝備，10臺大型起重機的制造能力。江海聯(lián)運碼頭年吞吐量1360 000 t。

規(guī)劃后續(xù)項目形成年產(chǎn)3～5套核電安全殼、2套堆內(nèi)構(gòu)件、2 900 t核電及化工不銹鋼壓力容器等的生產(chǎn)能力及年吞吐量為1750 000 t貨運碼頭。同時，進一步做大做強重大件江海聯(lián)運的現(xiàn)代物流中心。

2.4 基地總體規(guī)劃布局

2.4.1 基地組成

整個基地一次規(guī)劃，分期建設(shè)。一期項目用地面積704 300 m2，新建建筑面積127 900 m2。主要建設(shè)內(nèi)容包括核電容器廠房、成套裝備廠房、110 kV降壓站、空壓站、理化計量中心及管材庫、氣體站、天然氣配氣站、油化庫等。

二期項目用地面積430 300 m2，新建建筑面積102 000 m2。主要建設(shè)內(nèi)容包括核電安全殼及設(shè)備模塊廠房、綜合辦公樓、運管綜合樓、綜合倉庫、堆內(nèi)構(gòu)件廠房、鐵路等。

2.4.2 規(guī)劃布局

基地總體共分5大功能區(qū)，包括生產(chǎn)區(qū)、動力輔助區(qū)、物流區(qū)、海關(guān)監(jiān)管區(qū)和廠前區(qū)。

廠前區(qū)布置在沿江高等級公路北側(cè)中部地區(qū)，規(guī)劃建設(shè)綜合辦公樓、廠前廣場及停車場等。

生產(chǎn)區(qū)位于廠區(qū)北側(cè)、沿江高等級公路以北的核心區(qū)域。建設(shè)內(nèi)容包括核電容器廠房、成套裝備廠房、堆內(nèi)構(gòu)件廠房、理化計量樓及管材庫、綜合倉庫、安全殼及模塊廠房等。

物流區(qū)布置在北廠區(qū)西側(cè)，靠近長江碼頭和高資港碼頭，主要為水運配套區(qū)域，同時兼顧水陸聯(lián)運，建設(shè)有運管綜合樓。其中，長江碼頭沿長江岸線設(shè)置10 000 DWT重件碼頭1個、15 000 DWT重件滾裝碼頭1個（兼顧5 000 DWT雜件碼頭）、40 000 DWT件雜船碼頭1個；高資港碼頭沿高資港岸線設(shè)置1 000～2 000 t級內(nèi)河船碼頭。

動力輔助區(qū)主要布置在北廠區(qū)邊緣地帶，建設(shè)內(nèi)容包括110 kV降壓站、空壓站、油化庫、液態(tài)氣體站。

海關(guān)監(jiān)管區(qū)布置在沿江高等級公路南側(cè)、馬步橋港以東區(qū)域。

2.4.3 運輸

廠外運入：公路→廠內(nèi)；水運→重型碼頭；鐵路→公路→廠內(nèi)等。大部分原材料采用水運，其他原材料采用鐵路和汽車運輸；原料水路運輸采用2 000 DWT以下雜貨船。

廠外運出：成品重大件（最大重量1 500 t）采用水運：核電容器廠房重型跨→重型碼頭→特種船→廠外；長度大于45 m的超長件在重型跨內(nèi)分段制作，在重型碼頭超長件貨物裝卸區(qū)裝焊、試驗、包裝→吊裝上船；成品運輸采用10 000 DWT海駁承運，可運往全球各地；部分未超限貨物可采用道路→鐵路或道路運輸方式。此外，還可用特種平板或平板車承擔(dān)對外大件運輸任務(wù)。

2.5 主要規(guī)劃建設(shè)子項

2.5.1 核電容器廠房

1）生產(chǎn)任務(wù)

負責(zé)重型化工容器和核島主承壓設(shè)備的制造，另協(xié)作部分大型鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的最后裝配和加工。其中，化工容器產(chǎn)品主要以重型鍛焊或板焊容器產(chǎn)品為主，包括大型化工裝置用加氫反應(yīng)器、煤化工裝置液化反應(yīng)器和氣化爐、大型塔器、大型換熱器。核電產(chǎn)品主要以壓力殼、蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器為主，產(chǎn)品涵蓋CPR1000、EPR、AP1000、CAP1400、高溫氣冷堆等核電機組。

2）廠房設(shè)置

核電容器廠房由4跨生產(chǎn)車間（對應(yīng)4個分區(qū)）和配套生產(chǎn)輔房組成。4跨生產(chǎn)車間長度378 m，跨度均為36 m。各個生產(chǎn)分區(qū)情況如下。

1區(qū)：車間廠房規(guī)格36 m×378 m，設(shè)置雙層行車，上層行車最大起重能力850 t（425 t+425 t）,另一臺行車750 t，軌高28 m。下層行車最大起重200 t，軌高20 m。本車間最大工件起吊能力1 500 t（雙行車合抬）。車間主要負責(zé)500 t以上容器產(chǎn)品的總裝、蒸發(fā)器的最后總裝、超長容器（30 m以上）的最后總裝、產(chǎn)品的包裝和發(fā)運，容器及核電產(chǎn)品的機械加工。

2區(qū)：車間廠房規(guī)格36 m×378 m，設(shè)置雙層行車，上層行車最大起重能力500 t，軌高23 m。下層行車最大起重160 t，軌高16 m。本車間主要負責(zé)蒸發(fā)器管系段制造、蒸發(fā)器下部組件的裝焊、壓力殼本體總裝、500 t以下重型容器的總裝、重型列管式換熱器管系段的裝焊、容器及核電產(chǎn)品的立車加工。

3區(qū)：車間廠房規(guī)格36 m×378 m，設(shè)置單層行車，單臺行車起重能力250 t。本車間主要負責(zé)蒸發(fā)器管下部組件筒體的制造、壓力殼本體上部組件、下部組件的制造；重型容器產(chǎn)品的組件制造，也包括250 t以下容器產(chǎn)品的總裝。

4區(qū)：車間廠房規(guī)格30 m×378 m，設(shè)置單層行車，單臺行車起重能力160 t。本車間主要負責(zé)板材下料、筒節(jié)卷制及縱縫焊接；蒸發(fā)器包殼等板焊筒體制造；筒節(jié)、封頭、接管等的堆焊；壓力殼頂蓋的制造；蒸發(fā)器上、下封頭的制造等。

輔房區(qū)：建設(shè)有12 MeV加速器探傷室、6 MeV加速器探傷室、大型熱處理爐、大型噴丸室、焊培中心及焊材庫、車間輔助辦公樓等。

室外組裝區(qū)：在碼頭前沿約6 m×160 m范圍設(shè)置露天重型組裝區(qū)，主要負責(zé)500 t以下超長塔器的總裝；在1區(qū)外伸行車梁至江堤范圍內(nèi)設(shè)置露天組裝區(qū)。用于部分產(chǎn)品的組裝、堆放及包裝任務(wù)。

3）關(guān)鍵工藝裝備

重型卷板機：配置1臺重型三輥卷板機，規(guī)格為80 mm/250 mm×4 000 mm，用于核電穩(wěn)壓器及化工容器的筒節(jié)卷制。

窄間隙埋弧自動焊接裝置：包括龍門式自動焊接裝置2套、懸臂式自動焊接裝置7套，用于重型容器的主焊縫焊接。

自動熱絲TIG焊機：配置自動熱絲TIG焊機2套，用于接管安全端焊接。

大型組合機床：配置1套大型組合機床，由φ16 000 mm×12 500 mm立式車床和φ260 mm（X方向尺寸=20 m，Y方向尺寸=6 m）鏜銑床組合而成，用于核電及化工容器產(chǎn)品的最終整體加工。

大型熱處理爐：配置9 m×10 m×15 m熱處理爐1座，溫度950℃，用于核電壓力殼本體、加氫容器組件的熱處理；配置6 m×7 m×12 m大型熱處理爐1座，溫度1150℃，可用于加氫容器筒節(jié)組件的熱處理及卷制筒節(jié)的溫校；配置8 m×9 m×30 m臺車爐1座，溫度780℃，用于加氫反應(yīng)器等產(chǎn)品的最終熱處理。

高能射線探傷室：建設(shè)12 MeV直線加速器探傷室（探傷厚度420 mm）及6 MeV直線加速器探傷室(探傷厚度280 mm)各1座，用于產(chǎn)品的射線探傷。同時配置TOFD超聲波檢測系統(tǒng)，用于超長容器產(chǎn)品的主焊縫探傷。

專用清潔室：在廠房內(nèi)設(shè)置專用清潔室用于核電蒸發(fā)器管系段的制造，包括長清潔室2座、中清潔室1座、短清潔室2座。清潔室采用全空調(diào)負壓設(shè)計，確保生產(chǎn)所需的清潔環(huán)境。

2.5.2 成套裝備廠房

1）生產(chǎn)任務(wù)

本廠房主要承擔(dān)1 000 MW級及以上核島主設(shè)備中壓力殼、蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器中大型零部件的機械加工，以及大型石化容器筒節(jié)、封頭、管板等零部件的機械加工任務(wù)。另承擔(dān)軋機等重型成套裝備的裝配任務(wù)。

2）廠房條件

成套裝備廠房由2個36 m跨和1個30 m跨組成，廠房長度380.5 m。在廠房重型裝配跨東面預(yù)留牛腿，以滿足以后擴建的需要。

廠房東跨為重型裝配跨，上層吊車最大起重能力350 t，軌高29 m；下層吊車最大起重能力100 t，軌高22 m。主要用于成套裝備的裝配。

廠房中間跨為重型加工跨，吊車最大起重能力250 t，軌高18 m。主要用于重型核電及容器筒節(jié)、組件的加工，同時用于軋機機架的加工的精加工。

廠房西跨為中型加工跨，吊車最大起重能力160 t，軌高18 m。主要用于核電及容器筒節(jié)、組件的加工，以及蒸發(fā)器和換熱器管板的加工。

3）關(guān)鍵工藝裝備

數(shù)控三軸深孔鉆床：配置3臺數(shù)控三軸深孔鉆床，主要用于蒸發(fā)器管板以及大型換熱器管板的深孔加工。新增數(shù)控三軸深孔鉆床主要技術(shù)參數(shù)為：槍鉆φ15 mm～φ65 mm，BTAφ12 mm～φ32 mm，X=9 000 mm，Y=7000 mm，Z=1 200 mm，W=600 mm。其中，X為水平方向尺寸；Y為水平方向尺寸；Z為垂直方向尺寸；W為附加軸方向尺寸。

數(shù)控立式車床：共配置3臺，主要用于壓力殼本體及頂蓋組件法蘭面、卷制筒節(jié)及組件環(huán)縫的加工，同時可用于容器軸向接管孔的加工。規(guī)格分別為φ1 0 0 0 0 m m×6 5 0 0 m m、φ6 3 0 0 m m×5 0 0 0 m m、φ6 300 mm×4 000 mm數(shù)控雙柱立式車床。

數(shù)控落地鏜銑床：共配置4臺，主要用于核電壓力殼接管段徑向接管孔以及頂蓋組件上CRDM管座孔法蘭孔、蒸發(fā)器上下封頭以及筒節(jié)上接管孔、穩(wěn)壓器上電加熱器套管孔、重型容器中馬鞍型焊接坡口等機械加工工作。4臺數(shù)控落地鏜銑床規(guī)格為φ260 mm（布置在核電廠房）、φ260 mm、2臺φ200 mm。

數(shù)控天橋式龍門鏜銑床：主要用于成套設(shè)備中軋機機架的加工以及船機缸體的加工，同時該設(shè)備可用于壓力殼頂蓋組件和穩(wěn)壓器電加熱器套管孔的加工，該設(shè)備的規(guī)格主要考慮兼顧船機缸體的加工。設(shè)備規(guī)格為6 000 mm×28 000 mm。

數(shù)控滑座式搖臂鉆床和萬向搖臂鉆床：主要用于成套裝備產(chǎn)品在裝配過程中牽涉到的零部件的配鉆工作。采用1臺φ125 mm滑座式搖臂鉆床、2臺φ50 mm萬向搖臂鉆床和2臺φ40 mm萬向搖臂鉆床。

2.5.3 安全殼及設(shè)備模塊廠房

1）生產(chǎn)任務(wù)

安全殼及設(shè)備模塊廠房負責(zé)AP1000核電機組安全殼及設(shè)備模塊及結(jié)構(gòu)模塊的制作。

2）廠房條件

安全殼及設(shè)備模塊廠房位于廠區(qū)東南角，由兩跨露天跨、一跨模塊制作車間、兩跨安全殼制作車間和龍門吊堆場組成。

材料存放跨規(guī)格分別為36 m×174 m和36 m×198 m，用于原材料的存放和成型板的存放，行車都采用20 t電磁吊，軌高8 m。

模塊制作車間規(guī)格為36 m×198 m，車間用于設(shè)備模塊的制作，配置最大行車100 t，軌高14 m。

安全殼制作車間由兩跨36 m×198 m的車間組成，用安全殼的制作及其他結(jié)構(gòu)部件的制造，配置最大行車160 t，軌高18 m。

露天龍門吊場地主要用于安全殼的組焊。設(shè)計配置1臺300 t大型龍門吊，軌距50 m，軌高25 m。

3）關(guān)鍵工藝裝備

AP1000鋼制安全殼為圓柱形容器，直徑近40m，高度為65.6 m，由中間的圓柱形筒體及上下兩個橢圓形封頭組成。整個安全殼由260塊材料為SA738弧形的鋼板組焊而成。弧形鋼板的規(guī)格厚44 mm、長將近12 m、寬將近4 m，其典型特征是大尺寸、多曲率、高精度及一次模壓成型，要求誤差不超過3 mm。

數(shù)控火焰切割機：配置1臺數(shù)控火焰切割機，規(guī)格5 m×15 m，用于安全殼板片的精確下料。

四輥卷板機：配置1臺四輥卷板機，規(guī)格為70 mm×4 000 mm的四輥卷板機（材料屈服強度294 MPa），用于安全殼弧形板的成型。

厚板沖壓液壓機：配置1臺厚板沖壓液壓機和配套模具，用于封頭的熱成型。

加熱爐：配置2臺鋼板加熱爐，用于備料后板材的加熱，爐膛規(guī)格均為6 m×4 m×14 m，溫度1 100℃，爐車承載100 t。

2.5.4 重件碼頭

重件碼頭位于核電容器廠房和成套裝備廠房的北側(cè)，與廠區(qū)之間采用引橋連接和露天跨連接。建設(shè)有10 000 DWT重件吊裝泊位、15 000 DWT重件滾裝泊位和40 000 DWT件雜泊位各1個。碼頭主要由碼頭作業(yè)平臺及引橋組成。碼頭作業(yè)平臺全長為709 m，平臺通過3座引橋與后方大堤相連。重件吊裝泊位與核電容器廠房之間采用露天跨連接，重型工件可直接由車間吊裝上船。

重件吊裝泊位：裝卸船采用核電容器廠房的850 t橋式起重機作業(yè)，當(dāng)單個重件超過850 t且小于1500 t時采用雙鉤抬吊的方式裝卸船，大于1 500～3 000 t時，采用雙鉤抬吊加長江浮吊的方式裝卸船。

少量產(chǎn)品或半成品裝卸船采用310 t液壓全掛車水平運輸至碼頭平臺重載區(qū)，由橋式起重機裝卸船。

重件滾裝泊位：超長、超重件的組件、零部件等通過橋式起重機或310 t液壓平板車運輸?shù)街丶跹b泊位的重件組裝區(qū)，在重件組裝區(qū)組裝好后，通過多輪液壓升降平板車將重件運送上在滾裝碼頭泊位的運輸駁船，在駁船上捆扎固定好重件后，多輪液壓升降平板車再撤離運輸駁船。

3 結(jié)語

二重（鎮(zhèn)江）出?？诨氐那捌谝?guī)劃工作，從建設(shè)國際一流的特大、超限重型成套裝備制造基地及重大件江海聯(lián)運的現(xiàn)代物流中心的總體目標(biāo)出發(fā)，重點把握了重型裝備制造基地規(guī)劃建設(shè)的項目選址、產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模選擇、總體布局、主要建設(shè)子項等關(guān)鍵內(nèi)容，并對基地各關(guān)鍵子項進行工藝方案規(guī)劃，保證了二重（鎮(zhèn)江）出?？诨鼐哂小疤卮?、重型”產(chǎn)品運輸優(yōu)勢、良好的市場競爭能力及長遠發(fā)展前景，同時也對重型裝備制造基地規(guī)劃設(shè)計具有重要的參考意義。