介紹了核電閥門相關標準的規定及其產品的特殊性、安全性和可靠性。分析了國內外核電閥門在企業管理、閥門研發設計和產品生產制造工藝及輔助加工設備等方面的能力與水平。提出了核電閥門產業應列入國家核電成套設備國產化計劃，整合國內相關資源和集中人力、資金進行技術開發和科研攻關，促使核電閥門國產化并逐步向高端領域發展的建議與設想。

1、概述

　　在實現低碳、環保、綠色及可持續發展并積極發展核電等清潔高效能源的形勢下，核電閥門的國產化能力起到至關重要的作用。閥門在核電站設備中雖然不是主設備，但卻是核電站安全運行不可或缺的關鍵附件，其主要作用是控制并調節核電站管道內介質的流量、溫度、壓力及流向等，還對其他壓力容器如穩壓器及蒸發器等起保護作用。雖然核電站用閥門的工作溫度和壓力等參數比常規火電站用閥門低，但是由于核電站具有其設備的特殊性、安全性和可靠性，因此對核電閥門產品提出了遠高于普通工業設備的要求。同時，在核電閥門的設計、制造過程中，有著比常規閥門更多的測試要求，以及更嚴苛的合格標準。

2、閥門特性

　　根據核電閥門相關標準的規定，核電站閥門安全等分為核一級、核二級、核三級和NC 級，其中核一級要求最高。以福清核電工程為例，2個百萬千瓦壓水堆核電機組，所需閥門約2. 8 萬臺( 表1 ～ 表3) 。

表1 核電站閥門分布

表2 不同安全級別閥門數量

表3 進口與國產閥門數量及金額對比

　　從表1 ～ 表3 可以看出，進口閥門數量只占到閥門總數的4. 3%，而其金額卻占到所有總金額的58%。由此可見，在核電閥門附加值較高的高端領域，進口閥門仍然占據絕對的優勢。伴隨著中國整個核電產業鏈的發展，目前國內核電閥門制造廠逐漸進入原本被國外廠家所壟斷的核一級閥門高端市場，從福清核電1、2 號機組產品采購數據分析，已國產化的核一級閥門多數是核一級止回閥和部分核一級閘閥，總計有142 臺。但是，在核一級閥門領域的進口閥門仍然以29% 的核一級閥門數量，占據了79%的核一級閥門總采購金額。

3、企業現狀

　　從數據的分析可以看出，目前福清核電站用閥門數量上超過95%的閥門為國內制造，但是在產品金額上國產閥門無論是核一級高端領域，還是全部核電站閥門都遠低于進口閥門，即國產核電閥門絕大多數都集中于數量大、價格相對低的核三級和非核級領域，而一些高端的核一、核二級閥門如核一級電動閘閥、核一級調節閥、主蒸汽隔離閥、主蒸汽安全閥及主給水調節閥等附加值極高的關鍵閥門，目前還不具備國產化的能力，均被國外廠家壟斷。與國外閥門行業研發、制造水平相比，國內廠家還有較大差距，主要體現在企業管理、產品研發設計能力、閥門加工設備、生產工藝及產品上下工序輔助制造能力等方面。

3.1、管理水平

　　與國內大多數制造行業一樣，當前國內核電閥門企業的粗放式管理未得到徹底扭轉。雖然諸如6S 管理、6Sigma 管理、核電設備質保體系以及核電設備質量理念等均在執行，但是實際執行效果與國外先進管理體系相比，其軟實力的差距還遠大于生產設備等硬實力的差距。

3.2、研發設計

　　與國外著名核電閥門生產廠家相比，國內閥門設計水平相差較大。至今一些關鍵閥門的設計制造仍然未能取得突破。對于核電閥門的應力計算、抗震分析、疲勞分析及抗震分析等，國內廠家很少能完整掌握，必須委托設計院或高校進行，一定程度上限制了企業的研發能力。

3.3、加工設備及生產工藝

　　目前國內核電閥門企業機加工設備主要以萬能機床為主，制造精度低，生產效率低下、產品質量穩定性及統一性稍差。而在國外得到普遍應用的數控機床目前在國內還未大量普及，采用數控機床能大幅提高產品加工精度，保證產品尺寸及質量的統一性。

3.4、產業上下游輔助制造能力

　　(1) 鑄造能力

　　核級閥門對鋼水的化學成分、均勻度等有較高要求，而對氣孔、夾雜等鑄造缺陷要求較一般常規產品更嚴苛。因此，這對于煉鋼設備及澆注工藝提出了更高要求。國外普遍使用的精煉工藝，如AOD爐等，以及在鑄件造型工藝上，使用蠟模鑄造等精密鑄造工藝，是核級鑄件的首選。國內具備提供核級閥門鑄件資質的企業不多，核電閥門鑄件訂貨趨于緊張，由此也帶來了產品質量不穩定、交貨期難以滿足閥門廠家進度要求等問題。對于一些大口徑核電閥門鑄件，如代表著核電閥門最高鑄造水平的主蒸汽隔離閥體( DN800) ，國內公司目前處于試制原型件( prototype) 階段。

　　(2) 鍛造能力

　　相比于鑄件，鍛件產品晶間結構均勻、致密，質量比鑄件優良。目前國外先進閥門企業越來越多的使用鍛件取代鑄件，最大的鍛造閘閥口徑能達到DN600，而且采用的是模鍛工藝，使得閥體閥蓋等鍛件無論是外觀還是內在質量都大幅提升。在核電閥門模鍛方面，國內制造水平與先進水平相比差距較大。當前國內企業僅能提供小口徑閥門鍛件。

　　(3) 執行機構及各種附件的制造能力

　　作為閥門的動力裝置，執行機構主要功能是按照指定命令精確的調整閥門開度，其對閥門整體質量性能有較大影響。目前國內能夠制造提供1E 級K1 類閥門電動裝置、1E 級K3 類閥門氣動裝置。對于部分技術要求高、制造難度大的執行機構，如限位開關及電磁閥等附件、先導式控制系統及用于主蒸汽隔離閥的氣- 液聯動式執行機構，產品還需要從國外進口。

　　(4) 試驗及測試條件

　　核電產品因為其特殊性，對設備的可靠性提出較高要求。因此，核電閥門如主蒸汽隔離閥、主蒸汽安全閥等在批量生產應用之前需要經過嚴格的樣機試驗。但是目前國內的測試條件及設備非常有限，如用于主蒸汽隔離閥的模擬主蒸汽管道破裂工況的試驗臺架，國內尚沒有。其他諸如模擬一回路的熱態試驗、冷態試驗等試驗臺架也不夠完備，限制了國內新的閥門產品的研發制造。

3.5、國外主要核電閥門概況

　　目前，國外核電閥門供應商絕大多數為法國以及美國公司，由于現階段中國機組采用法國技術體系的較多，因此法國閥門供應商占據多數。另外有少量英國、德國、韓國及日本等公司參與核電閥門供應。在給福清核電工程供應閥門的公司中，美國1家( 提供主蒸汽隔離閥) ，德國1 家( 提供常規島閘閥) ，法國為7 家( 提供穩壓器安全閥、核級調節閥等) 。國內約14 家，國內核電閥門絕大多數集中在產業鏈下游，數量雖然巨大，但是產品附加值較低。

圖1 核電閥門測試回路

4、國產化分析

4.1、研發能力

　　近幾年，在國家政策扶持下，經過重大技術裝備科研攻關、引進國外先進技術消化、與國外廠家合作等途徑，部分國內核電閥門企業在核電閥門研發、制造方面取得了不少突破。如2009 年，某閥門公司研發的核電穩壓器比例噴霧閥樣機通過專家鑒定，填補了國內空白。同時，該公司新研發的核一級電動截止閥、核二級氣動球閥、核二級平行雙閘板電動閘閥、核二級W 型電動閘閥( 公稱通徑200mm，設計壓力6. 4 MPa) 等產品也達到了國內先進水平。而另一閥門公司開發的核一級止回閥、核一級截止閥、核一級閘閥及核二級止回閥、核二級截止閥、核二級閘閥均通過了國家級鑒定，填補了國內空白，大大的推進了核電閥門國產化的進程。同時，國內也正在興建首臺核電站安全閥試驗臺架，將極大緩解國內核電站安全閥試驗臺架緊缺的局面。目前國內已經有供貨業績的核電閥門主要是部分核級閘閥、截止閥和所有的止回閥、球閥以及一些隔膜閥和調節閥等。目前已通過樣機鑒定但是沒有供貨業績的有穩壓器噴淋閥等，而主蒸汽隔離閥的國產化，當前正在和國外廠家談判中。

　　目前尚不具備生產條件的有主蒸汽安全閥、大氣排放閥、穩壓器安全閥及先導式安全閥等核電關鍵閥門，以及部分大口徑電動閘閥，這些閥門的數量只占核電閥門總數的2% 左右，但其合同額卻占40%左右。對于這一批閥門，依托當前國內眾多核電建設項目，可以采取技術引進、合資，以及技術攻關等方式，有選擇、有步驟的實現產品國產化。

4.2、發展前景

　　國內大多數在建核電站技術上屬于二代加( 基于法國技術的M310 堆型) 。目前，以AP1000、EPR為代表的第三代核電技術正在建設。以高溫期冷堆為代表的第四代核電技術在2012 年末獲準開工建設。從當前國內核電發展態勢分析，未來若干年內AP1000 技術將是國內主流。基于AP1000 技術路線的特點，閥門數量大幅度減少，主要閥門供應商也必將從M310 堆型的法國轉移到美國。國內一些主要閥門廠家也開始掌握新的核電技術，如AP1000的真空爆破閥樣機已連續多次進行了相關試驗。而在AP1000 新技術中被淘汰的閥門如隔膜閥等，也將向調節閥領域實現轉變。

4.3、建議

　　(1) 核電閥門產業應列入國家核電成套設備國產化計劃。制定核電閥門行業發展規劃，以保證核電閥門行業持續和穩定的發展。

　　(2) 整合國內各相關研究設計院、高校及企業等相關資源，組建國家核電閥門實驗基地，加強核電閥門測試的能力。

　　(3) 做好配套行業的規劃。對于上下游如鑄鍛供應商、執行機構供應商、電氣附件供應商等統籌規劃，完善核電閥門產品供應鏈。

　　(4) 加強核電閥門樣機的鑒定管理，達到合理的通過率，以維護樣機鑒定的權威性、嚴肅性和可信性。

5、結語

　　核電閥門企業在管理上應以國際先進企業為榜樣，改變國內的粗放式管理，集中人力和資金進行技術開發及科研攻關，促使產品逐步向高端核電閥門領域發展。在國內巨大的核電市場下，閥門企業應該在技術提升和管理提升的保證下，謀求企業的發展和進步，從而實現更多核級閥門的國產化。