在核電站冷源系統(tǒng)的核心地帶，循環(huán)水泵如同人體的“心臟”，以每秒數十噸的流量為反應堆輸送冷卻生命線。然而，這一關鍵設備長期被國外技術壟斷，成為制約我國核電安全的“卡脖子”難題。2025年6月，一場由水泵廠家領銜的聯合攻關正式啟動——利歐泵業(yè)攜手國核院、三門核電、浙江大學、湘電股份，共同簽署《核電站大型流量可調循環(huán)水泵聯合研發(fā)協議》，標志著國產百萬千瓦級核電機組循環(huán)水泵自主化邁出關鍵一步。
一、技術空白：核電安全的“阿喀琉斯之踵”
核電憑借高能量密度、低碳排放和穩(wěn)定運行的優(yōu)勢，已成為我國實現“雙碳”目標的核心能源支柱。但核反應堆每秒產生數千兆瓦熱量，若冷卻不足將導致災難性后果。循環(huán)水泵作為冷源系統(tǒng)的核心設備，需在極端工況下保持絕對可靠：
流量巨獸：單泵輸送能力達15-25m³/s（相當于1.5個標準泳池水量/分鐘），揚程25-30m；
耐力考驗：匹配6400kW級電機，7×24小時連續(xù)運行數十年；
智能調控：需根據反應堆功率變化實時調節(jié)流量，誤差率需低于0.5%。
此前，具備動葉可調技術的高端循環(huán)水泵完全依賴進口，不僅采購成本高昂，供應鏈風險更威脅國家能源安全。國產化迫在眉睫。
二、聯合攻堅：破解“不可能三角”的技術路線
本次研發(fā)直指百萬千瓦級核電機組需求，以真機工程化為目標，同步對比三大技術路線：
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技術方案
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核心原理
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優(yōu)勢
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挑戰(zhàn)
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動葉可調機組
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液壓調節(jié)葉片角度
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流量調節(jié)精準，能效最優(yōu)
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機械結構復雜，密封要求極高
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變頻機組
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改變電機轉速控流量
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響應快，無機械磨損
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電力電子系統(tǒng)抗輻照能力弱
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固定葉片機組
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閥門節(jié)流調節(jié)
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結構簡單，成本低
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能耗高，調節(jié)精度差
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項目組將通過全生命周期經濟性分析，在安全性、效率與成本間找到最優(yōu)解。
三、國產化突破：水泵廠家的創(chuàng)新答卷
作為研發(fā)主體單位，水泵廠家利歐泵業(yè)承擔了核心泵體的設計與制造任務，突破三大技術壁壘：
材料革命：采用雙相不銹鋼葉輪+陶瓷涂層蝸殼，耐受含氯海水腐蝕，壽命提升至40年；
動葉調節(jié)系統(tǒng)：液壓伺服機構精度達±0.1°，確保流量波動＜2%（國際標準為5%）；
抗震設計：通過數字孿生技術模擬9級地震工況，管道應力分散結構使振動值降低60%。
湘電股份研發(fā)的6400kW特種電機，創(chuàng)新采用定子繞組直接水冷技術，溫升控制在40K以內，效率突破97%。而浙江大學團隊開發(fā)的AI自適應控制算法，可依據水溫、負荷變化實時優(yōu)化調節(jié)邏輯，較傳統(tǒng)PID控制節(jié)能12%。
四、協同生態(tài)：產學研用鍛造“國之重器”
此次合作構建了核電裝備國產化的黃金模式：
需求端驅動：國核院與三門核電提供核電站實際運行參數與故障數據庫，確保研發(fā)貼合實戰(zhàn)；
技術鏈整合：浙大基礎研究（流體力學模型）+利歐制造工藝（精密鑄造）+湘電動力系統(tǒng)，實現技術無縫銜接；
場景化驗證：真機將在模擬核電站工況的全尺寸試驗臺測試，累計運行超10000小時方可交付。
這種“產學研用”一體化協作，使研發(fā)周期縮短40%，工程化風險降低70%。
五、產業(yè)變革：從國產替代到全球引領
該項目的意義遠超單一設備突破：
成本重構：國產化后設備采購成本降低50%，運維費用下降30%；
標準話語權：制定《核級動葉可調循環(huán)水泵技術規(guī)范》，推動中國標準出海；
技術外溢：高精度液壓調節(jié)技術已衍生至火電、船舶領域，某超臨界機組應用后年節(jié)電達240萬度。
據預測，隨著我國2030年前新增50臺核電機組，大型可調循環(huán)水泵市場規(guī)模將突破百億。此次聯合研發(fā)為水泵廠家打開了高端核級裝備的萬億級市場。
結語：冷卻水流中的國家意志
從三峽大壩的巨型軸流泵，到“華龍一號”的動葉可調循環(huán)水泵，中國水泵廠家正以自主創(chuàng)新重塑全球高端裝備格局。當首臺國產真機在核電站轟鳴啟動，它輸送的不僅是冷卻水流，更是中國智造捍衛(wèi)能源安全的鋼鐵意志——因為每一滴穿越泵腔的水，都在為民族工業(yè)的崛起奔騰不息。
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