——记上汽-清华合作研发国际最强核电汽轮机“心脏”

2018年4月12日，上海电气大型核电汽轮机焊接转子技术报告会隆重召开。汇聚行业内、国内顶级专家的与会嘉宾们纷纷对上海汽轮机厂六十年坚持自主创新，一步一个脚印地试验研究，设计制造出覆盖火电、核电、燃气轮机、压气机以及联合循环汽轮机等焊接转子技术所取得的惊人成果表示衷心的赞叹！华龙一号是我国自主研发的第三代核电机组，其中汽轮机低压转子是关键部件之一，是汽轮机的“心脏”，配置了1710mm长叶片的核电低压焊接转子长达13米，直径超6.4米，重量300吨，为目前世界上尺寸最大、重量最重的汽轮机转子。2017年8月上海电气成功完成第一根核电低压转子的生产制造，各项性能和质量指标完全符合设计要求。截止现在，已经完成五根低压转子的焊接制造，并形成了批量生产制造能力，2018年首根焊接转子连同汽轮机就将运往巴基斯坦卡拉奇，成为“一带一路”倡议下的核电走出去示范项目。正是上海电气六十年不忘初心，始终如一地坚持自主创新的精神，才有今天自主设计制造百万等级核电汽轮机在国际能源装备市场上赢得一席之地的地位。

报告会上91岁高龄的中国科学院院士、我国焊接界泰斗潘际銮，非常激动地追忆60年前带领清华大学科研团队一起参与上海电气独立自主艰苦奋斗开创国内焊接转子技术攻关的种种往事，细数今朝创新致胜铸就焊接转子世界领先的技术成就。早在1959年潘际銮、鹿安理、陈丙森、苏毅、罗志昌、洪忠许、胡百僖、吴志强等清华师生就常驻在工厂科研一线，深入试验与生产现场，在生活条件艰苦、技术手段落后的情况下，为了搞清楚焊接转子的变形，全部依靠人工手算，纸张堆满房间……。就在这样的环境下，1964年成功焊接了第一根6MW压气机转子。这是中国焊接界的一段珍贵的经历。它记载了新中国的焊接工作者自力更生、艰苦奋斗、勇创世界一流的壮志与豪情。这是我国大型部件焊接制造的一个里程碑，其研究与应用的成果经历五十余年的考验，并以此为基础得到不断发展和延伸，为我国电站设备、大型动力装备等关键部件的自主制造做出了重大的贡献。

2008年为了攻克华龙一号核电低压焊接转子的焊接制造难题，上海电气与清华大学等单位再次联合共同开展国家重大专项“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”中的两个专题“大型焊接转子设计及制造技术研究”和“CAP1400半速饱和蒸汽汽轮机焊接转子设计制造”技术攻关。蔡志鹏老师作为潘老师团队的核心成员，与上海电气的科研人员一起设计试验方案、制订试验计划、分析试验结果、提炼工艺参数、指导工艺方法，特别是能够依靠其扎实的理论知识和丰富的科研经验，在错综复杂的工程现象背后从材料学、焊接冶金学的理论上提出解决问题的方法和思路，发挥了突出的科学指导作用，例如，核电低压转子焊接残余应力在焊接、焊后热处理以及后续产品运行过程中的产生和演变的定性和定量分析；研究微量元素对焊缝组织、冲击韧性及疲劳裂纹门槛值影响机理，并提出了一种基于本征疲劳参数通过少量测试数据来预测不同应力比下疲劳裂纹门槛值的方法，为工程实践提供了准确、快速的计算以及考核依据。这十年期间，蔡老师已经成了上汽厂研究团队中的一员，每两周一次技术交流，几百份的技术资料，上千份的国内外文献，针对厂里技术员进行公开授课等，而且蔡老师频频来车间现场进行测试与分析研究，还与工人师傅结下了深厚的友谊。

百尺竿头更进一步，在“潘际銮院士工作站”的基础上，2012年上汽厂与清华大学机械系联合成立了“先进焊接技术研发中心”，旨在推动先进火电及大型核电装备的自主制造。目前已经在600℃、620℃高温异种钢焊接转子工艺技术攻关方面也都取得的可喜成果，产品已先后投入商业运行，实现了国内汽轮机焊接转子技术的重大突破，达到国际领先水平。正合作研究的还有国家能源局牵头的面向未来高效超超临界700℃机组的镍基材料的焊接转子项目。

电站关键装备的自主制造任重而道远，上海汽轮机厂与清华大学的合作是“中国梦”中的一页美好篇章，除了宝贵的技术成果，所蕴含的家国情怀、艰苦奋斗、精诚合作的精神财富，更是值得我们传承和发扬光大的。我们期待双方将继往开来深化合作，发挥各自的优势加强前瞻技术预研，引领产品市场发展，助力实现新时代“上汽梦”。