工程中心创新能力建设报告.doc

目 录

1.项目摘要 1
1.1 项目名称 1
1.2 项目法人概况 1
1.3 资金申请报告编制依据 2
1.4 项目提出的主要理由 2
1.5 发展战略与经营计划 4
1.6 建设内容、规模、方案和地点 5
1.7 主要建设条件 7
1.8 项目总投资、投资构成及资金筹措方案 8
1.9 主要技术经济指标 8
1.10 目前存在的问题与建议 8
1.11 结论与建议 9
2. 项目建设的依据、背景与意义 10
2.1项目建设的依据 10
2.2 项目建设的背景 10
2.3 项目建设的意义 18
3. 技术与市场分析 21
3.1 技术的主要发展状况与趋势预测、项目的优势与问题 21
3.2 国内外市场状况与发展趋势预测、项目的目标市场与市场占有率分析 27
3.3 技术与市场的竞争力分析 29
4.主要方向、任务与目标 32
4.1工程中心的主要发展方向 32
4.2工程中心的主要任务 32
4.3工程中心的发展战略与经营思路 33
4.4工程中心拟产业化的重要科研成果 35
4.5工程中心的近期和中期目标 36
5. 组织机构、管理与运行机制 37
5.1 工程中心法人单位概况 37
5.2工程中心的机构设置与职责 38
5.3主要技术带头人、管理人员概况及技术队伍情况 41
5.4运行机制和激励机制 41
6.工程中心的建设方案 44
6.1 建设内容、建设规模、建设地点与环境 44
6.2 技术方案、设备方案和工程方案及合理性 46
6.3 总图布置与公用辅助工程 50
6.4 原材料、动力、供水等配套及外部协作条件 55
6.5 科研开发的主要技术、工艺设计方案 57
6.6 内部设施的功能及合理性分析 62
7.土地利用、能源消耗及环境影响 64
7.1 土地利用 64
7.2 能源消耗 64
7.3 环境影响 66
8.劳动安全、卫生与消防 69
8.1 劳动安全与工业卫生 69
8.2 消防 70
9.项目实施进度与管理 73
9.1 建设工期 73
9.2 项目实施进度安排与进度表 73
9.3 建设期管理 74
9.4 项目招标方案 75
10.投资估算及资金筹措方案 76
10.1 项目总投资估算 76
10.2 建设投资估算 76
10.3 流动资金估算 76
10.4 分年投资计划表 76
10.5 项目资金筹措方案及其落实情况 76
10.6 申请国家安排资金的理由和国家资金的具体使用方案 77
11.项目经济和社会效益分析 78
11.1 初步经济效益分析 78
11.2 社会效益分析 80
12.项目风险分析 82
12.1 技术风险 82
12.2 市场风险 82
12.3 管理和运营风险 83
12.4 其它风险 83

84

1.项目摘要
1.1 项目名称
XXXXXX国家工程研究中心创新能力建设项目
1.2 项目法人概况
XXXXXX国家工程研究中心法人单位是YYYYYY。
YYYYYY建于1965年，是焊接技术研究方面具有综合科技实力的企业。现有职工3200多人，其中国家级突出贡献专家2名，政府特殊津贴获得者9名，研究员及高级工程师共120多人。研究与开发的方向包括金属材料焊接性和产品焊接、焊接行为物理及计算机模拟、焊接材料及制备技术、先进焊接工艺和焊接自动化装备、激光焊接技术、焊接机器人应用、表面涂敷材料和工艺、热切割工艺与装备、焊接无损检验及修复、技术信息等。
自改革开放以来，YYYYYY承担了大量国家重大科技攻关项目和促进焊接技术进步的行业服务任务，同时也承担了焊接高新技术产业化工程建设的任务。为适应市场经济发展的要求，围绕科技成果转化，积极建立相关的焊接科技产业示范基地。近年来对全公司的生产资源、技术资源、人力资源进一步整合，成立了特种焊条、焊剂及配套焊带作为主营产品的焊条焊剂事业部；以高纯实心焊丝作为主营产品的实心焊丝事业部；以高强钢及药芯焊丝作为主营产品的药芯焊丝事业部；以配套定型焊接专机及焊接机器人工作站作为主营产品的定型专机事业部，以为表面工程领域提供产品和技术服务的表面工程事业部。生产的产品广泛应用于石化、汽车、机械、冶金、桥梁、车辆、水电、核电设备和国防工程等的各个领域，服务对象遍及全国各地，取得了显著的经济效益和社会效益。目前，YYYYYY已发展成为集研究开发、产业化、质量检验、行业服务四大体系于一体的、具有综合优势的大型高科技企业。
1.3 资金申请报告编制依据
（1）发改办高技[2008]205号——国家发展改革委办公厅关于请组织申报2008年国家工程研究中心创新能力建设项目的通知
（2）2006年国家工程研究中心评价结果
（3）国家发改委2007年第52号令——国家工程研究中心管理办法
（4）国家发展改革委[2006]43号令——国家高技术产业发展项目管理暂行办法
（5）中国计划出版社2006年8月出版的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）
（6）项目单位提供的基础数据及相关资料。
1.4 项目提出的主要理由
核电是清洁能源，它不排放二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物。经过很多国家近半个世纪的开发、利用、建设、运营的实践，核电已经被全世界公认是一种“安全、清洁、稳定、可靠、优质、经济”的电能。核电能源工业的发展进程已被国务院办公会议讨论并确定为国家中长期发展规划。
快速发展的核电装备的巨大需求给国内外焊接生产厂商带来了广阔的市场前景和挑战。目前我国核级产品焊接工艺及装备有较快发展，我国福建宁德核电站首台压水堆核电站主回路管道窄间隙全自动焊机在施工现场完成组装并成功引弧，这是自动焊技术首次应用于中国核电站建设，有效地进行焊接质量控制，提高核电站运行寿命。2007年10月我国第三代核电自主化依托项目首台机组、世界上首座第三代核电AP1000机组——浙江三门核电站一号机组核岛钢制安全壳（CV）底封头主焊缝已经全部焊接完成，为三门核电站一号机组核岛CV底封头整体吊装就位这一工程建设关键里程碑目标的实现奠定了坚实基础，将使AP1000核电在世界上首次采用的在核电站核反应堆压力容器外增加钢制安全壳（CV）的新技术由设计向工程现实转换迈出关键的一步。
但是目前我国核级产品焊接工艺及装备主要集中于一些非关键部件的应用，如二级或三级产品与部件的制造，焊接工艺装备也比较简单，主要以传统的手工电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧自动焊等，一些关键部件如核岛压力容器的先进焊接工艺及装备刚刚有一些尝试。由于我国核电设计与制造技术的总体依托于国外有经验公司，因此关键产品及零部件的焊接工艺及装备主要依靠进口。在工厂焊接制造方面，关键部件与产品的焊接工艺与装备基本依赖国外，设备采购周期长，价格昂贵，有些国外公司对我国实行封锁。对于进口设备，由于企业没有消化、吸收的能力，因此后续的技术服务以及设备的维护与维修价格高，周期长。在现场焊接安装方面，焊接自动化程度低，主要是手工电弧焊，焊接质量受人为因素影响大，目前已经成为核电项目建设进度的主要瓶颈之一。
XXXXXX国家工程研究中心创新能力建设项目将是上述问题的有效解决方案。通过建设核级产品焊接工艺及装备研发验证平台，搭建国家级核级产品焊接工艺及装备研究及产业化技术发展平台，一方面将为引进吸收消化国外核心工程技术、自主研发我国核级产品焊接工艺及装备的关键技术和推进科研成果转化提供有利的平台，另一方面将直接解决核电行业迫切希望解决的焊接技术瓶颈问题，提升我国核电建设的焊接技术水平，增强核电设备国产化的竞争能力。因此项目的建设适应了我国核电建设国产化、自主化和焊接自动化技术发展的需要，可以缩短核电建造周期，降低成本，提高焊接质量，并为未来核电检修提供了技术储备，为推进国家核电自主化建设打下了良好基础。
1.5 发展战略与经营计划
1.5.1工程中心的发展战略
工程中心以大功率固体激光焊接技术研究为核心，力图成为先进的焊接技术及装备研发、加工基地以及优质焊接材料制备基地，成为集科研开发－产品加工－设备集成－工程示范－服务咨询－人才培训－国际合作等功能于一体的先进焊接工艺与装备技术平台，系统性的攻破国家重大装备焊接技术的工程难点，全面提升材料连接的综合技术水平，建立国际领先的科研开发团队，使中心的科研成果在重点工程中得到应用，在推动行业技术进步的同时推动能源发电、航天航空、装备制造、军工产品、高速交通设备、汽车、船舶等行业的发展,打造我国自己的焊接工艺及装备的研发平台，形成国内自主研究开发、工艺与装备系统集成、设备建设成功应用的产业链。
1.5.2工程中心的经营思路
发挥工程中心的技术集成优势，分阶段地以成果产业化和工程化为核心，逐步拓展中心的各种业务，努力增加收入，实现股东权益。工程中心计划以焊接工艺及设备产业化生产销售、技术服务、技术转让及承接科研项目等方式进入市场，实现销售收入，完成中心的经营目标和任务。坚持走综合焊接技术研究的特点，跟踪交叉学科的前沿动态，完善工程化的系统科研体系，形成自主知识产权的科研成果。在经营方向上，材料连接以热过程的核心内容入手，分析检测连接过程的物理特性与材料机理（覆盖黑色、有色、非金属材料）；工艺方法侧重于热过程的形成方式与作用机理，通过模拟仿真研究合理的工艺方法；自动化系统集成侧重于数字化与智能化，解决材料连接的装备手段。
1.6 建设内容、规模、方案和地点
1.6.1 建设内容、规模
本项目在焊接自动化系统集成中心现有基础条件下，建设核级产品焊接工艺及装备研发验证平台，主要建设内容包括焊接工艺研究实验室、焊接装备研发实验室和焊接工艺装备系统集成试验室，计划总建筑面积3200平方米。具体建设内容、规模如下：
1、焊接工艺研究实验室
建筑面积为1600平方米，主要开展基于特定的焊接母材、结构、性能和基于气体保护焊、激光焊等优质高效的焊接工艺方法和工艺规范的试验与评定，为焊接系统集成装备配备特定的焊接工艺以及需具备的特定的结构与功能提供依据。预计装修改造费用为280万元，购置研究开发用仪器设备总金额为2651万元。
2、焊接装备研发实验室
建筑面积为1000平方米，用于开展二维、三维多轴机械装置的仿真与模拟，焊接轨迹的跟踪与检测模块、设计用的各种专用软件工具的开发、基于各种控制功能的数字化控制电路模块设计等，为焊接工艺装备的设计提供基础性的、先进的机械、电子装备的模块或组件。预计装修改造费用为200万元，购置仪器设备总金额605 万元。
3、焊接工艺装备系统集成试验室
建筑面积为600平方米，主要实施焊接工艺装备系统集成装备的机加工、安装与调试。预计装修改造费用为180万元，购置仪器设备总金额为295万元。
1.6.2 建设方案
建设方案如下表所示。
核级产品焊接工艺及装备研发验证平台建设方案
表1-1
序号
建 设 内 容
建筑面积（m2）
备注
一
焊接工艺研究实验室
1600
改造
1
全数字化气体保护焊技术实验室
120

2
数字化埋弧焊技术实验室
80

3
大功率等离子焊接技术实验室
100

4
大功率激光及激光-电弧复合热源焊接
技术实验室
400

5
焊接温度场数值模拟与物理模拟技术实验室
80

6
金属材料焊接热裂纹敏感性评价实验室
80

7
金属材料焊接冷裂纹敏感性评价实验室
80

8
理化检验实验室
660

二
焊接装备研发实验室
1200
改造
1
焊接工艺装备的数字化设计与模拟仿
真实验室
240

2
焊接自动化与智能化控制技术实验室
120

3
多自由度气体保护焊堆焊技术实验室
120

4
窄间隙TIG焊接工艺技术实验室
120

5
窄间隙埋弧焊工艺技术实验室
120

6
热丝TIG 焊接工艺技术实验室
120

7
焊接电弧行为检测分析实验室
80

8
焊接工艺稳定性检测分析实验室
80

9
焊接质量在线监测技术实验室
80

10
小型机械加工室
120

三
焊接工艺装备系统集成试验室
1000
改造
1
机械加工室
400

2
电控系统制造室
200

3
设备安装调试室
400

1.6.3 建设地点
本项目依托YYYYYY现有条件建设，建设地点位于zz市A区B路111号YYYYYY区内，其中焊接工艺研究实验室建于2号楼，焊接装备研发实验室建于4号楼，焊接工艺装备系统集成试验室建于机加车间。
1.7 主要建设条件
1、本项目研究领域为核级产品焊接工艺及装备，符合国家发改委在《新能源产业振兴规划》和《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2007年度）》公布的重点建设领域。
2、工程中心项目法人单位YYYYYY承担了大量国家重大科技攻关项目和促进焊接技术进步的行业服务任务，为我国的焊接高新技术产业化工程建设、建立焊接科技产业示范基地做出了巨大贡献。对本项目的建设拟定了明确的发展思路、发展战略和经营方针，为本项目的开展奠定了雄厚组织基础，积累了丰富市场经验。
3、工程中心拥有多项拟产业化成果，开发了大型核电压力容器接管马鞍形焊缝自动化焊接工艺与装备、大型核电压力容器接管内壁全自动堆焊工艺与装备、窄空间下管板自动化焊接工艺与装备、大型90度整体弯管自动化内壁堆焊工艺与装备以及热丝 TIG工艺与装备等多项全国领先的焊接新技术，为项目建设提供了技术支撑条件。。
4、工程中心拥有一支精干的研发和管理队伍，各开发环节均有经验丰富的技术人才。
5、项目的建设方案、环保、土地使用、城市规划等建设条件均已具备。
7、本项目建设地点YYYYYY基本配套设施齐全，水、电、暖、交通、通讯等基础条件均能满足项目的建设。
1.8 项目总投资、投资构成及资金筹措方案
经测算，本项目总投资5866万元，其中建设投资5338万元，铺底流动资金528万元。建设投资包括建筑工程费948万元，设备购置费3551万元，设备安装费107万元，其他费用732万元。
本项目总投资5866万元，其中企业自筹4366万元，申请国家支持1000万元，地方政府配套3200万元。
1.9 主要技术经济指标
项目建设完成后，各项经济指标预测如下表：
主要经济指标表
表1-2
序 号
项 目
单 位
指 标
1
年均销售收入
万元
7712
2
年均总成本
万元
6169
3
年均销售利润
万元
1120
4
项目投资财务内部收益率（税后）
%
12.89%
5
项目投资财务净现值（Ic=10%，税后）
万元
2739
6
投资回收期（含建设期，税后）
年
8.30

1.10 目前存在的问题与建议
1、核级产品焊接工艺及装备的发展可以促进我国核电事业的发展，可以开发清洁能源、改善能源结构，环境和经济效益明显，利国利民。目前国内核电焊接工艺的研究开发远不能满足实际需求,而国外厂家提供的这方面的产品服务不仅价格高，而且还进行技术封锁。国内还缺乏对核电设备关键工艺的深入系统研究，工艺装备的设计制造能力与水平还需要明显提升，急需建立焊接工艺研发平台和基于数字化设计与计算机模拟仿真的设计研发平台。而平台建设的固有风险和巨大投入与其潜在的商业价值之间也存在着一定的矛盾，因此对承担风险的企业来说，政策支持和鼓励就显得非常重要。
2、核级产品焊接工艺及装备研究前期投入较大，技术成果产业化也需要相当长时间，核电制造安装技术发展较快，因此项目建设初期，可能会自我造血机能不足，资金周转有一定困难，建议国家进一步给予资金支持，使得工程中心不断成长壮大。
1.11 结论与建议
1、XXXXXX国家工程研究中心创新能力建设项目的建设内容为核级产品焊接工艺及装备研发验证平台的建设，以解决我国核级产品焊接工艺及装备研发及产业化过程中的关键技术为目标，提高我国行业研究与开发的整体水平，推动我国核电焊接新技术的发展，项目建设意义重大。项目制定的发展战略和实施方案，符合国家鼓励发展的产业，投资方向正确。
2、工程中心牵头单位YYYYYY具有多年从事核级产品焊接工艺及装备研发及成果产业化的经验，在相关领域研发及产业化过程中的关键技术研究方面已有丰富的技术积累和项目沉淀。项目技术基础雄厚，技术方案合理。
3、为满足实验室、工程化验证及产业化示范的需要，项目需购置部分仪器仪表及设备装置。设备采购遵循高性能、环保、易维修及价格合理的原则，采取国产与进口相结合。项目设备选购方案合理。
4、项目总投资5866万元，投资构成符合国家的有关要求，融资方案合理，体现了以企业自有资金为主，国家适当支持的投资原则。
5、项目具有较好的经济效益，项目建成后工程研究中心完全可以独立经营，自负盈亏。
综上所述，本项目建设和生产条件具备、技术工艺先进、设备选型合理、经济效益和社会效益良好，项目可行。

2. 项目建设的依据、背景与意义
2.1项目建设的依据
（1）发改办高技[2008]205号——国家发展改革委办公厅关于请组织申报2008年国家工程研究中心创新能力建设项目的通知
（2）2006年国家工程研究中心评价结果
（3）国家发改委2007年第52号令——国家工程研究中心管理办法
（4）国家发展改革委[2006]43号令——国家高技术产业发展项目管理暂行办法
（5）中国计划出版社2006年8月出版的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）
（6）项目单位提供的基础数据及相关资料。
2.2 项目建设的背景
2.2.1 先进焊接工艺及装备对我国经济发展的重要作用
先进焊接新技术是集现代材料科学、机电一体化和计算机科学为一体的基础制造技术，是世界先进制造技术领域竞相发展的高新技术之一，其核心是高效、优质焊接新工艺、焊接过程的高效低成本自动化技术及优质焊接材料。焊接技术已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的先进成形技术，几乎所有的产品，从不足1克的电子元件到几十万吨级轮船，在生产制造中都不同程度地利用焊接技术。它不仅对发展装备制造业、尖端科技与军工产品具有重要作用，而且对提高全民生活质量具有普遍意义。
先进焊接工艺及装备在我国近期完成的一系列标志性工程中发挥了重要作用。三峡水利枢纽的水电装备就是一套庞大的焊接系统，包含导水管、蜗壳、转轮、大轴、发电机机座等，其中马氏体不锈钢转轮直径10.7米, 高5.4米, 重440吨，是全世界最大的铸-焊结构转轮，每个转轮的焊接需要使用12吨焊丝。神舟7号飞船的成功发射与回收，标志着我国航天事业的巨大进步，其中运载火箭、返回舱、轨道舱和舱外航天服都是铝合金的焊接结构，而焊接接头的气密性和变形控制是其焊接制造的关键。2005年底第一重型机械集团为神华公司制造了我国第一个煤直接液化反应器，其直径5.5米,长62米,厚337毫米,重2060吨，是当今世界最大、最重的锻-焊结构加氢反应器，该反应器采用具有我国自主知识产权的全自动双丝窄间隙埋弧焊技术，两个反应器共28条环焊缝，全部一次探伤合格。我国制造的30万吨超级油轮、新型10062标箱集装箱船、LNG运输船受到全世界瞩目，被称为“中华第一盾”的170舰，是我国造船界的骄傲，这些船体也都是典型的板-焊结构。我国研制的新型飞机和发动机也都采用了钛合金、高温合金等精密焊接结构。从“十一五”规划的二十项国家重大技术装备的研制项目可以看出，在百万千瓦级核电机组、超超临界火力发电机组成套设备、高水头超大容量水电机组、大型抽水蓄能机组、30-60万瓦级循环硫化床（CFB）锅炉的成套技术装备、百万吨级大型乙烯成套设备、百万吨级大型对苯二甲酸成套设备、大型煤制气成套设备以及大型煤矿综合采掘成套技术与装备中，焊接制造都是关键制造工艺之一。
焊接技术的先进程度已成为一个国家工业先进程度的显著标志，因此大力发展焊接成套设备、人工智能技术、信息化处理技术、焊接电源控制数字画家、焊接质量控制智能化技术、焊接生产过程机器人技术、研制优质焊接材料等先进焊接工艺及装备技术，将对我国建设创新、节约型国家起到重要作用。
2.2.2 我国核级产品焊接工艺及装备发展状况
1、我国核电装备的发展现状及前景
随着我国国民经济的持续快速发展，对能源提出了非常紧迫的要求。目前从保证能源安全、优化能源结构、支持国民经济可持续发展等多方面迫切需要出发，我国已制订立足于火电，大力发展水电，适度开发新型能源的政策，如核电和风电等，我国的核电建设进入了一个快速发展期。据统计，我国现运行的核电机组有11台，总装机容量为900万千瓦，占全国发电装机总量的1.04%。目前国家已核准核电建设项目8个，24台机组，总装机容量为2540万千瓦。在建机组13台，总装机容量为1335万千瓦。拟批复14个核电项目，60台机组，总装机容量5860万千瓦。
目前我国在建和规划的核电装备有两个主要的堆型：一是目前技术已经比较成熟的二代改进型核电堆型CPR1000，该堆型的设备国产化率已达到60%-70%，在我国的核电建设中得到广泛应用，占有较大比重；二是我国首批三代核电自主化依托项目AP1000，这是我国引进的目前世界上安全性最好、技术最先进的核电技术，预计第一台AP1000机组将在2013年投入运营，将成为我国核电建设的主力堆型。2007年我国引进的三代核电技术全面开工，其中包括四台从美国引进的AP1000机组和两台从法国引进的EPR机组。同时，我国在消化、吸收、全面掌握从美国引进的AP1000技术基础上，正在自主开发具有我国自主知识产权、功率更大的核电技术，国家大型先进压水堆核电站重大专项示范工程——CAP1400核电站，根据规划，将于2013年动工，2017年底建成运行。
近几年来，国家、地方政府和企业投入大量资金，建设核电装备研发和制造基地，国产化率逐步提高。现已形成了东北、四川、上海三大核电装备制造基地，以第一、第二重型机械制造集团和上重集团为重点的大型铸锻件和压力容器制造基地，以沈鼓集团、中核苏阀、大连大高阀门等一批骨干企业为代表的核级泵阀制造基地。上海第一机床厂、上海先锋电机厂、大连起重运输机械厂、四川三洲川化机核能设备制造有限公司等一批专业生产厂家具备了堆内构件、控制棒驱动机构、环吊、主管道及配套设备的批量生产条件，其他众多的国内企业也已具备了为核电站的其他设备供货的条件和能力，我国已成功掌握了二代改进型百万千瓦级压水堆核电站关键设备的制造技术，其中核级泵、阀的国产化率分别从2006年的4%、6%提高到60%。我国核电设备制造能力经过发展有了很大的提高，但与国际先进水平相比存在较大差距。核电设备种类多、数量大、精密度和安全级别要求高（尤其是部分核级设备），实现核电设备国产化还需要做艰苦的努力。
为了满足国民经济快速发展对电力的强力需求，国家发改委在《新能源产业振兴规划》制定了2020年总装机容量达到7000万千瓦的发展目标，我国核电占电力总装机容量的比例将达到5%以上。当前我国核电产业正面临着难得的发展机遇，正在进入批量化、规模化的快速发展阶段，中国核电迎来了前所未有的机遇。
2、我国核级产品焊接工艺及装备发展状况
我国大力促进核电发展的政策已经启动了核电装备市场的大门，而核级产品焊接工艺及装备的巨大需求则给国内外焊接生产厂商带来了广阔的市场前景和挑战。
目前我国核级产品焊接工艺及装备有较快发展，2008年3月福建宁德核电站首台主管道自动焊机在施工现场完成组装并成功引弧，这是自动焊技术首次应用于中国核电站建设，相比传统手工焊单台机组总焊接工期将直接缩短30至45天，更可有效地进行焊接质量控制，提高核电站运行寿命。核电站主回路管道的焊接是整个核电站建造的关键环节，其状况直接关系到整个核电站建造的质量和进度，压水堆核电站主回路管道窄间隙全自动焊接工艺，代表着当今世界大厚度不锈钢管道焊接的发展方向。2007年10月我国第三代核电自主化依托项目首台机组、世界上首座第三代核电AP1000机组——浙江三门核电站一号机组核岛钢制安全壳（CV）底封头主焊缝已经全部焊接完成，为三门核电站一号机组核岛CV底封头整体吊装就位这一工程建设关键里程碑目标的实现奠定了坚实基础，将使AP1000核电在世界上首次采用的在核电站核反应堆压力容器外增加钢制安全壳（CV）的新技术由设计向工程现实转换迈出关键的一步。
随着核电的快速发展，对焊接产业领域更是一种推动和促进创新的作用，将带给焊接工艺及装备应用中的一场崭新的“技术革命”。一座核电厂的建设大约需要手工电焊机近千台，随着新技术、新工艺、新设备、新材料的推行应用，各种自动焊接装备大量投入，主要有：
（1）埋弧焊机。适用于核设备、贮罐和结构件以及大直径大壁厚的管道预制的焊接，特别是AP-1000堆型的反应堆厂房安全壳容器是个40米大直径的容器（δ=47.6mm、44.5 mm、41.3mm三种钢板构成），分五个模块进行施工，焊接工艺可以推荐采用气电立焊机和埋弧横焊机及埋弧角焊机，是未来的焊接工艺推行的发展方向；随AP-1000堆型模块化施工的推行，工厂化制造集中模块的推行，国内正在山东省海阳市加快建设第三代核电引进依托项目的模块化预制厂，自动焊工艺的采用更有利于提高生产效率。
（2）螺柱焊机。对于二代加改进项目的M310堆型适用，可以主要专用于焊接反应堆厂房安全壳的钢覆面的几十万个铆固件的焊接，极大的提高了生产效率和确保了焊接质量，避免了投入大量人员存在的人为焊接质量不稳定因素。
（3）自动焊机。随着核电的积极发展，无论建造什么堆型，自动焊管机是未来核级管道车间大量管道预制工作在焊接工艺改善方面的发展和应用的方向，特别是药芯焊丝的气保护焊工艺是未来改善劳动强度提高生产率的发展方向；如果在一回路主管道的焊接方面完全地采用自动焊工艺，可以缩短施工工期达到2个月（对AP-1000的施工工期更为有利），极大的提高了焊接效率，将带来极大的经济效益，更重要的是也极大地提高了企业的市场核心竞争力。如果能够实现国内现场自动焊安装焊接主管道技术，可以填补国内、外在核电工程建设现场实现主管道安装焊接的一项技术应用的空白，将极大推动我国科技技术上的一大进步。
3、我国核级产品焊接工艺及装备面临的问题
随着我国核电工业的发展，我国核级产品焊接工艺及装备也有一定的发展，但主要集中于一些非关键部件的应用，如二级或三级产品与部件的制造，焊接工艺装备也比较简单，主要以传统的手工电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧自动焊等，一些关键部件如核岛压力容器的先进焊接工艺及装备刚刚有一些尝试。由于我国核电设计与制造技术的总体依托于国外有经验公司，因此关键产品及零部件的焊接工艺及装备主要依靠进口。在工厂焊接制造方面，关键部件与产品的焊接工艺与装备基本依赖国外，设备采购周期长，价格昂贵，有些国外公司对我国实行封锁。对于进口设备，由于企业没有消化、吸收的能力，因此后续的技术服务以及设备的维护与维修价格高，周期长。在现场焊接安装方面，焊接自动化程度低，主要是手工电弧焊，焊接质量受人为因素影响大，目前已经成为核电项目建设进度的主要瓶颈之一。
具体来说，要提升我国核电产业的自主化能力和水平，迫切需要解决下列技术与装备的焊接制造问题：
（1）大型铸锻焊关键部件。这些设备及关键部件占设备及投资的比重大，而且价格昂贵，有些设备国外不对外销售，而国内又没有这方面的经验，如：大型核容器（核反应堆、稳压器、蒸发期等），大型汽轮机转子等。这些重大部件的制造需要先进的冶炼及铸锻焊综合制造技术，其中大尺寸、大厚度、超重件的焊接工艺与装备是核心关键技术之一。
（2）主循环泵、核级泵。主循环泵是核电站的心脏。截至目前，中国核电站的主循环泵和核级泵全部依靠进口。它们不仅设计难度大，而且制造技术复杂，其中多自由度协调控制的自动化焊接工艺与装备，对我国实行技术封锁。
（3）核安全阀门。阀门同样要求密封性能可靠。截至目前，国内几大核电站的主安全阀、释放阀、喷淋阀、隔离阀等依靠国外进口。一个百万千瓦级核电站的核岛、常规岛等共需阀门３万多台。其中大型阀门的表面堆焊技术与装备也是核心关键技术之一。
（4）主管道。它与一回路设备相连接，其中管道自身的自动化焊接以及管道与容器接管的焊接既涉及到同种钢焊接，还涉及到非常困难的异种钢焊接，对焊接工艺及装备、以及焊接材料提出了苛刻的技术要求。
（5）核反应堆堆内构件的焊接。为了抗腐蚀与核辐射，堆内构件（如吊蓝、支撑座、核燃料管等）通常采用焊接难度大的高合金材料与特种合金材料，这些部件目前都立足于手工焊。但从设计尺寸精度要求和焊接质量的要求考虑，迫切需要采用自动化焊接工艺与装备。
（6）核设备的现场安装。由于长期依靠手工电弧焊，已经严重影响了工程建设和焊接质量的稳定性。提升焊接工艺与装备的自动化水平，不仅可以加速建设周期、保证焊接质量的稳定性，还可以解决当前我国核级电焊工严重短缺的问题。
2.2.3 我国核级产品焊接工艺及装备发展的对策
我国核电建设进入了黄金发展期，但核级产品焊接工艺及装备的发展严重滞后于核电建设快速发展的需求。实践也表明，核电焊接工艺与装备的发展仅仅依靠建设单位的努力是不行的，因为他们是先进焊接工艺与装备的应用者，主要任务是将产品与部件成功焊接，而不是研究开发焊接工艺装备。因此，建议采取如下对策：
（1）依托于焊接工艺装备研究开发力量较强的单位
这些实力较强的研发单位可针对核电装备的焊接特点，包括结构设计特点、材料特点、质量要求特点、总体制造工艺特点等，深入系统地研究开发焊接工艺与质量控制技术，全面提升焊接工艺装备的设计与制造技术，加强工艺—装备---质量控制的系统集成，最终为企业提供集焊接工艺装备硬件与焊接工艺与质量控制软件于一体的先进焊接工艺装备。
（2）自主创新与引进消化吸收相结合
我国核级产品焊接工艺及装备面临的主要挑战就是技术的创新。首先是技术创新体制、机制及其运行方式的创新，通过政府引导，市场调节，理顺创新机制。其次增强创新能力，加强建设自主创新能力，提高焊接机械化、自动化成套装备的设计与制造能力。再次是提高引进消化吸收能力，我国核电制造技术总体依托于国外技术，因此关键产品焊接工艺及装备主要依靠进口，要加快消化吸收，实现再创新。
2.3 项目建设的意义
核电作为一种清洁安全、技术成熟、供应能力强的能源，不仅在调整我国能源结构中发挥着积极而重要的作用，而且对改善全球环境、控制气候变化，减少二氧化碳排放起到重要作用。本项目建设对我国核电装备制造及焊接行业发展都具有重要的意义。
1、突破核级产品制造安装的技术瓶颈
发展核电是对未来能源结构调整有重要影响的重大战略部署。目前我国已经投运的核电机组容量约占电力总装机容量的1.3%，目前的核发电量仅占2%，与17%的世界平均水平还有很大的差距，通过自主研发和技术引进相结合的方式掌握核电技术是当前全面提升我国核电产业能力和水平的重要任务。我国发展核电装备需要攻关的四大技术难点包括：大型铸锻件、主循环泵及核级泵、核安全级阀门、焊接工艺及装备。焊接工艺与装备作为核电工程建设和运行维修的关键技术之一，对核电设备的制造、安装质量以及核设施在设计寿命周期内的安全可靠运行具有重要意义。核电的快速发展对核电装备的关键产品与部件的材料、制造、安装、维修等提出了更高更新的技术要求。当前，随着核电设备国产化进程的快速发展，核电焊接技术以及关键焊接材料国产化、关键焊接工艺与装备的自动化、在役设备的自动检测和焊接维修技术研发已经迫在眉睫，这对于我国掌握核电建设核心技术的能力，保证核电设备的高质量制造、安装及维修，进而确保核电机组的安全可靠运行将起到重要作用。
2、打造我国核级产品焊接工艺及装备研发、工程化验证的平台
工程中心的任务之一是通过提供完善的运作机制和先进的科研设备与技术条件，形成国家级的焊接自动化系统集成研发和成果转化的孵化器，促进核级产品焊接工艺及装备的研究成果实现产业化。本次创新能力建设完成后，将完善核级产品焊接工艺及装备科技创新体系，提高基础研究和技术创新能力，促进现有技术成果进行工程化转化和实际运用，形成政府、企业、企业、中介机构、金融机构等主体的良性互动，实现资源的有效集成和合理配置，扩大市场，提升我国核级产品焊接工艺及装备工程化水平和国产化率。
3、提升我国焊接工艺装备技术水平
本项目建设不仅有利于解决我国核电装备焊接制造所面临的问题，还将大大提升我国焊接工艺装备的设计制造技术水平，促进焊接行业自身的快速发展。这些先进焊接工艺与装备还将为我国其它国民经济支柱行业（如能源发电、石油化工、交通运输、机械装备、国防军工等行业）的发展提供强有力的技术支撑。可以看出，以核电装备焊接制造技术为核心开展焊接工艺与装备研究开发是一项非常必要且紧迫的任务，它不仅直接服务于我国核电工程建设的需要，还能够提升和带动焊接行业以及其它行业中焊接技术的快速发展。
4、培养核级产品焊接领域国际一流的高水平专业技术人才
核级产品焊接领域是当今世界发展中极富活力的先导性、战略性产业，其发展要依赖最优秀的人力资源。当前我国的生物产业人才储备、人才培养能力和人才使用环境等均不能满足发展现代核级产品焊接需要。工程中心将建立一个开放性的研发环境，吸引海内外优秀科技人员合作，通过高层次技术交流和实践，培养出一支高水平的人才队伍，尽快突破当前面临的人才瓶颈，作为我国核级产品焊接工艺及装备产业快速发展的有力支撑。
因此本次工程中心创新能力的建设，将直接解决核电行业迫切希望解决的焊接技术瓶颈问题，提升我国核电建设的焊接技术水平，增强核电设备国产化的竞争能力。与此同时，打造我国自己的核电设备焊接工艺及装备的研发平台，形成国内自主研究开发、工艺与装备系统集成、核电建设成功应用的产业链。
3. 技术与市场分析
3.1 技术的主要发展状况与趋势预测、项目的优势与问题
3.1.1 核级产品焊接技术的主要发展状况与趋势预测
对于核设施或核设备，最为重要的是安全可靠运行，国外发达国家经过几十年的不懈努力，对于各种堆型积累了丰富的设计制造与安全可靠经验，有些堆型的技术已经在全世界流行，被广泛接受。对于核级产品的焊接制造技术，包括焊接工艺与装备，伴随着核设备的建造，逐步有手工焊发展为自动焊，甚至是机器人智能化焊接。为了不断提高焊接制造效率和保证焊接质量的稳定性，国外发达国家不断提升焊接工艺与装备的能力与水平，核电关键部件基本实现了自动化焊接制造。在焊接工艺方面已基本具备数据库（物理模拟测试）+计算机数值模拟+专家系统的水平。在装备的设计制造方面已基本达到了三维数字化设计+系统模拟仿真+工艺质量在线调控的水平。
1、核级产品焊接方法的发展及趋势
核级产品的焊接工作量相当大，质量要求十分高，以下是国内外核级压力容器、管道制造中已得到成功应用的先进高效焊接方法。
（1）膜式水冷壁管屏双面脉冲MAG自动焊接生产线
上世纪80年代后期，日本三菱重工率先开发膜式水冷壁管屏双面脉冲MAG自动焊新焊接方法及焊接设备，并成功地应用于焊接生产。其特点是多个MAG焊焊头从管屏的正反两面同时进行焊接。焊接过程中，正反两面焊缝的焊接变形相互抵消，管屏焊接后基本上无挠曲变形。主要技术关键是必须保证正反两面的焊缝质量，包括焊缝熔深，成形和外形尺寸基本相同。这就要求在仰焊位置的焊接采用特殊的焊接工艺—脉冲电弧MAG焊（富氩混合气体）。焊接电源和送丝系统应在管屏全长的焊接过程中产生稳定的脉冲喷射过渡。因此必须配用高性能和高质量的脉冲焊接电源和恒速送丝机。这些焊接设备的性能和质量愈高，管屏反面焊缝的质量愈稳定，合格率愈高。最近国产的管屏MPM焊机配用了第三代微要控制逆变脉冲焊