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2011年3月1日,國家核安全局正式向方大炭素公司頒發了《民用核安全機械設備制造許可證》,表明該公司生產高溫氣冷堆炭堆內構件生產技術及依據HAF003建立的核質保體系得到國家監管部門的認可,具備了批量生產核級炭材料的資質,並成為我國目前唯一一家具有此資質的炭素生產企業。該證的取得,標志著甘肅省涉核炭素制品的延伸和擴展,為我省發展核用材料奠定了堅實的戰略基礎。
高溫氣冷堆具有安全性好、發電效率高、小容量模塊化建造等特點,其冷卻劑出口溫度可達950?1000℃,不僅可以直接發電,提高發電效率(接近50%,輕水堆34%),而且可以作為高溫熱源,提供高溫工藝熱,用於制氫、煤的氣化、液化、直接煉鋼等,從而打破了核能只能用於發電和低品質熱能的限制,擴大了核能應用領域。同時高溫氣冷堆的固有安全性,選址更加靈活。高溫氣冷堆正好適應了全球正在興起的電力系統發展趨勢對電廠的要求。在美、韓等國相繼推動的第四代核能系統發展規劃中,高溫氣冷堆是優先發展的技術,也是最有希望成為適應未來能源市場安全和經濟需要的首選堆型之一。
高溫氣冷堆將發揮其巨大潛力,成為我國乃至世界核電發展的一個新的亮點,必將帶動我國核電技術的昇級,推動世界核電進一步發展。隨著國家高溫氣冷堆戰略的實施,方大炭素公司核級炭素材料的研發,將使得核電關鍵結構材料實現國產化。開發研制核用炭、石墨材料將成為方大炭素公司未來10年實現高速發展的一個強有力的經濟增長點。
炭、石墨材料是高溫氣冷堆堆芯結構材料。方大炭素公司自建企以來,為國內核工業企業提供了多種規格核炭素制品。也曾為相關單位高溫氣冷試驗堆研制生產過炭堆內構件,因此,方大炭素公司具有研發核用炭素材料的基礎和經驗。經相關專家驗收認為,公司生產的炭堆內構件產品綜合技術指標符合設計文件和訂貨合同的規定,滿足設計要求,質量優良。
方大炭素公司自2009年投資數億元,目前已建成年產細結構特種石墨4000噸生產線。產品主要指標如密度、純度、強度、導熱、抗氧化性、彈性模量、熱膨脹性及各向同性均達到進口產品指標,打破了國外企業在細結構特種石墨生產的壟斷,產品可滿足單晶硅、核能工程、電子工程及電火花加工的使用要求,產銷兩旺,產品供不應求。方大炭素公司2009年開始制定炭堆內構件項目的實施進度計劃,並圍繞《民用核安全機械設備制造許可證》的取證,開展了原料技術、生產技術、機械加工技術研究、加工設備及測試儀器的添置和炭堆內構件產品的試制等工作。
炭堆內構件加工精度要求極高,是目前炭素制品加工過程中尚未突破的技術難題。方大炭素公司為了解決加工精度問題,2010年又投資6000萬元,新建一座機加工廠房,購置了一套數控加工生產線和專用三坐標測量儀器,現已安裝調試完畢並投入使用,滿足了炭堆內構件加工、測試精度的要求。針對生產中炭堆內構件內部結構均勻性這一難題。為了保證生產出滿足炭堆內構件供貨合同要求的合格產品,方大炭素公司對原料、生產工藝、機械加工等進行了大量的研究論證,制定了詳細的計劃方案。在此基礎上,對炭堆內構件進行了多次反復試制試驗,對試制出的產品進行了細致的測試分析總結,不斷改進工藝數據,技術攻關取得了良好的效果。根據要求,公司於2010年5月進行了模擬件制造,在完成工序制造後,國家核安全局等相關單位對方大炭素公司模擬件、模擬件制造方面主要涉及的質量管理、廠房條件、設備狀態、人員配備、關鍵技術掌握和儲備和檢驗記錄及制作執行的技術文件、前期見證檢查中發現問題的整改落實情況等方面進行了全面的檢查,認為公司已建立完善的核質量保證體系,制作過程中核質量保證體系運轉正常。11月,國家核安全局審查組對方大炭素公司模擬件機械加工進行了現場見證和綜合檢查,認為所完成的模擬件性能滿足要求,質保體系滿足法規要求,具備核安全相關級高溫氣冷堆炭堆內構件制造能力。
《民用核安全機械設備制造許可證》是企業是否有能力生產核電產品能力的重要依據,也是涉核生產的必需資質。2008年年底,方大炭素公司提交了《民用核安全機械設備制造許可證》申請書後,通過兩年的不懈努力,先後完成和初步完成了原料技術研究,生產制造技術研究和機械加工技術研究及預組裝三個子項目,完成了炭堆內構件模擬件制作,建成了數控加工生產線,較好地解決了炭堆內構件產品均勻性和機械加工精度的技術難題。2010年12月,通過國家核安全局核安全與環境專家委員會專家會議最終評審,順利通過《民用核安全機械設備制造許可證》的審查。
目前,方大炭素公司正在進行第一次批量試制生產,以此作為正式生產的預演,對生產工藝再次檢驗,爭取早日投入正式批量生產,為增強公司技術實力和企業經濟效益的提高,為我國的核電和國防事業的發展做出新的貢獻。
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