科创中国

核电主给水超声波流量计用于核电机组主给水流量的高精度测量，是核电厂安全、可靠地适度降低一回路控制裕量的重要设备。一直以来，主给水超声波流量计市场一直被海外品牌占据，产品高昂的价格，极大的增加了中国核电厂的运行维护成本。本项目主给水超声波流量计的国产化研发和生产制造，通过了中国核能行业协会科技成果鉴定，属于国内首创，达到国际先进水平，打破国外公司对主给水超声波流量计产品与技术的垄断。项目自主研发成功实现以下主要技术要点的突破：1.成功研制了可在250℃高温下长期可靠运行的换能器，研发了具有高居里点温度压电陶瓷材料、高温下声波传输匹配与耦合材料以及异种金属和陶瓷片封装工艺。2.基于流场动态分布的分析技术，研发的具有整流功能的多声道测量管段，有效改善了高温、高压、高流速流体不稳定产生的误差，保证了测量的高精度。3.开发了基于流体仿真的正交多声道算法，对加权系数进行自适应处理，以实现对不同温度、压力、材料等因素的宽动态补偿。4.处理装置采用冗余设计，具有信号诊断、故障分析等功能，确保测量的稳定、可靠。5.构建可模拟现场运行条件的试验平台，采用环境参量外推技术，结合现场实际运行数据

本项目进行的主给水超声波流量计的国产化研发和生产制造属于国内首创，成功打破国外公司对主给水超声波流量计产品与技术的垄断，提高了我国核电关键仪控设备的研制水平，改善了我国核电厂高精尖仪表完全依赖进口的局面，促进了我国核电仪控产品行业的快速发展和核电仪控设备国产化的进程，具有显著的经济效益、社会效益和推广应用前景。

目前国内仅海阳、三门核电使用主给水超声波流量计，美国Cameron公司生产，在建的CAP1400示范电站采购的是德国科隆公司的产品。本项目设备的成功国产化，使得我国自主掌握核电厂MUR（小幅功率提升）技术成为可能。该产品目前已在海阳核电现场成功安装应用，经过运行考验，各项性能指标满足技术规格书和相关法规、标准的要求，具有测量精度高、电磁兼容性好、安全可靠等特点，单台机组配套设备1000万元，可代替1800万元的进口设备。该项成果应用，提高了我国核电关键仪控设备的研制水平，改善了我国核电厂高精尖仪表完全依赖进口的局面，促进了我国核电仪控产品行业的快速发展和核电仪控设备国产化的进程，具有显著的经济效益、社会效益和推广应用前景。

国内多家核电厂和设计院正在积极开展相关研究，拟在M310、CRP1000、CP1000、CAP1000以及华龙一号等核电厂安装使用主给水超声波流量计，以提高主给水流量的测量精度，进而提高核电厂运行的安全性和经济性，目前该设备在国内具有广阔的应用市场。

本项目为自主联合研发，研发团队由山东核电与拟合作单位共同组成，研发团队情况介绍如下:山东核电有限公司研发团队：研发团队组建以山东核电仪控维修专项技术组为依托，项目负责人职称为高级工程师，拥有深厚的专业理论知识和多年的现场实践经验，主持过公司多项集团级课题和企业课题，业务和项目管理能力优秀。团队人员由专项技术组骨干及优秀员工组成，均为本科以上学历，仪控设备运维经验丰富，专业技能和业务能力优良。美核电气（济南）股份有限公司研发团队：依托山东大学核电安全级仪控装备工程技术研究中心和叶奇蓁院士工作站，团队由公司业务骨干组成，均为本科以上学历，团队带头人由山东省泰山学者、山东大学教授级研究员李苏教授担任，团队成员工程实践和项目实施经验丰富。

目前进口主给水超声波流量计备件采购价格昂贵，整套设备采购价格约为800万，同时由于该仪表无法自主检修，海阳核电已经与代理商签订了两台机组53万每个燃料循环的运维支持合同。如完成国产化研发并应用，预估设备及备件采购价格可下降50%以上并节省运维费用。同时，及时的自主检修可提高仪表可靠性，减少不可用导致的受迫功率损失。

以AP1000核电机组为例：按照每台机组发电功率为1250MW，每年满功率发电时长为7000h计算，每台机组每年增加的发电量为：1.5%*1250*7000=131250MWh。网点电价按照0.4元/kWh计算，那么每台机组每年增加的收益为：131250*0.4/0.001=5250万元，两台机组合计1亿元以上。

打破国外公司对主给水超声波流量计产品与技术的垄断，使我国自主掌握主给水超声波流量计研制和应用中的核心技术，提高我国核电关键仪控设备的研制水平，改善我国核电厂高精尖仪表完全依赖进口的局面，促进我国核电仪控产品行业的快速发展和核电仪控设备国产化的进程。

本成果可以根据实际需要委托供货厂商生产制造和继续开发，根据客户的实际需求进行定制化开发，现有的技术以及发展成熟，已经得到了充分的验证，对于新的合作需求，我们将根据客户的系统特点和现场应用要求开展相关工作。本成果的合作方式可以多样开展，技术转让和技术合作均可，也可以结合具体情况开展合作技术攻关工作。