近日，合康新能中標華能山東石島灣核電站高溫氣冷堆示范工程主氦風機變頻器國產(chǎn)化替代改造項目。
這是我國在第四代核電核心裝備——高溫氣冷堆主氦風機變頻驅(qū)動系統(tǒng)上首次替代外資品牌實現(xiàn)國產(chǎn)化改造。在核電核心裝備國產(chǎn)化的征程上，合康新能再次精準落子，樹起一座高壓變頻應用的新里程碑。
一、合康高壓變頻器應對核電行業(yè)最嚴苛挑戰(zhàn)
此次中標的變頻設備，將應用于華能山東石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程。該工程是全球首座實現(xiàn)第四代核電技術(shù)商業(yè)化運行的球床模塊式高溫氣冷堆核電站，其對安全性和可靠性的要求達到了前所未有的高度。
高溫氣冷堆主氦風機作為第四代核電的核心設備，其主要功能是在高溫氣冷反應堆運行中驅(qū)動一回路冷卻劑氦氣循環(huán)，流過堆芯帶走裂變熱，隨后在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳遞給二回路水以產(chǎn)生蒸汽發(fā)電。主氦風機的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，直接決定了整個核電站的能源安全與輸出穩(wěn)定。
因此，為其提供動力與精準控制的變頻器必須滿足極高標準：在20%-105%額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)任意轉(zhuǎn)速的長期穩(wěn)定運行；設計壽命需達20年以上；并能在各種極端及事故工況下保障反應堆絕對安全。
二、超高強度研發(fā)資源投入鑄就國產(chǎn)替代底氣
本次石島灣核電站高溫氣冷堆示范工程項目，區(qū)別于傳統(tǒng)的變頻調(diào)速方案，合康新能開創(chuàng)性采用HC2000W四象限水冷型高壓變頻解決方案作為本項目的技術(shù)路線，去應對項目高標準、高難度的挑戰(zhàn)，并得到了客戶的高度認可。這份認可源自合康新能在高壓變頻領(lǐng)域二十余載深耕厚植所建立的堅實技術(shù)底座：
2006年，合康新能率先實現(xiàn)四象限高壓變頻技術(shù)的國產(chǎn)化突破，成為國內(nèi)該領(lǐng)域自主創(chuàng)新的先行者。歷經(jīng)近二十載持續(xù)自主研發(fā)與技術(shù)積淀，公司于2024年正式推出全新一代HC2000四象限高壓變頻器。該產(chǎn)品基于國產(chǎn)工業(yè)自主可控的核心需求打造，功率密度較上一代提升48%，并搭載多重冗余安全保護邏輯，在可靠性、能效與適應性上實現(xiàn)全面跨越，已廣泛應用于各類高要求的特殊工況場合。
合康新能不僅開創(chuàng)了國產(chǎn)四象限高壓變頻的技術(shù)先河，更通過長期實踐積累起深厚的自主應用生態(tài)與案例經(jīng)驗，持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)向安全、高效、自主可控的方向邁進。
1. 四象限技術(shù)-為“絕對安全”上雙保險
基于主氦風機在極端高溫高壓環(huán)境下的高可靠性和固有安全性要求，合康新能采用四象限變頻器實現(xiàn)主氦風機變頻驅(qū)動。
當四象限變頻器在一、三象限運行，電機驅(qū)動主氦風機為高溫氣冷堆核電站提供足夠流量的氦氣通過一回路系統(tǒng)，將反應堆堆芯產(chǎn)生的熱量帶走。
事故工況時，四象限變頻器通過能量回饋制動，區(qū)別于傳統(tǒng)變頻器電阻制動的結(jié)構(gòu)形式復雜，制動功率大、制動時間無法保證、故障率高，運行效率極低。
四象限能量回饋制動可將電機的動能轉(zhuǎn)換成電能，在二、四象限運行，將電能送回電網(wǎng)，實現(xiàn)對電機的精準制動和能量回收。
因此四象限高壓變頻器通過能量回饋再生制動，可有效縮短主氦風機惰轉(zhuǎn)時間，將主氦風機的制動時間縮短至毫秒級別，在緊急情況下保障核反應堆的安全。
且四象限能量回饋制動相比傳統(tǒng)電阻制動，核心優(yōu)勢是再生電能回收再利用、四象限全工況適配、低發(fā)熱與長壽命、電網(wǎng)品質(zhì)優(yōu)化，高度適配核電領(lǐng)域大功率應用場景。
2.水冷散熱技術(shù)-為“長壽命、高穩(wěn)定”奠定基石
面對本次設備的大功率應用，散熱是保證設備長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。水冷的散熱方案相比傳統(tǒng)風冷，其散熱效率更高可達98%，溫度最高點相較于風冷最多可下降35℃，其換熱效率更是風冷的100倍，極大的保證了功率器件始終工作在最佳溫度區(qū)間，極大提升了系統(tǒng)長期運行的穩(wěn)定性與可靠性，完美匹配核電20年以上的長壽命設計要求。
HC2000W四象限水冷型高壓變頻方案的選擇是一個“大膽創(chuàng)想，謹慎驗證”的過程。產(chǎn)品性能測試的結(jié)果顯示，HC2000W四象限水冷型高壓變頻器響應客戶要求的所有嚴苛的性能指標，且輸入頻率變化范圍、額定輸出功率、成套設備效率、過載能力等多項關(guān)鍵指標大幅優(yōu)于客戶要求。
最終測試結(jié)果與合康在高壓變頻研產(chǎn)領(lǐng)域多年以來的創(chuàng)新與技術(shù)積累，是客戶最終確定采用四象限水冷方案的底氣。
三、融入國策支持國家能源轉(zhuǎn)型大戰(zhàn)略
近期，為更深層次地布局核電產(chǎn)業(yè)，合康新能與煙臺萊山區(qū)國資平臺合資成立“山東合康核電裝備有限公司”，為深化從核心設備高壓變頻器供應商向產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建者升級邁出關(guān)鍵一步。
共建“絕對安全”生態(tài)：通過提供高可靠的高端裝備與開展前瞻性技術(shù)研發(fā)，為核電“絕對安全”的目標提供從設備、系統(tǒng)到協(xié)同運營的全方位支撐，助力構(gòu)建更牢固的核電安全生態(tài)體系。
助推“能源轉(zhuǎn)型”進程：在“雙碳”目標引領(lǐng)下，核電作為清潔穩(wěn)定的基荷能源作用凸顯。公司將通過提升裝備水平、保障電站高效穩(wěn)定運行，為能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型提供堅實可靠的裝備基礎。
引領(lǐng)“自主可控”發(fā)展：堅定推進關(guān)鍵裝備與核心技術(shù)的自主研發(fā)與應用，推動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，增強核電產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈的韌性與安全性，為核電產(chǎn)業(yè)自主可控、高質(zhì)量發(fā)展注入生態(tài)動能。
從以四象限水冷變頻技術(shù)成功中標首例第四代核電核心設備國產(chǎn)化替代項目，到攜手煙臺萊山區(qū)國資平臺合資設立公司、深化高端裝備產(chǎn)業(yè)布局，這兩個關(guān)鍵動作清晰地表明：合康新能不再僅滿足于在單一產(chǎn)品領(lǐng)域保持領(lǐng)先，而是以更主動、更深入的姿態(tài)，全面融入國家“積極安全有序發(fā)展核電”的戰(zhàn)略全局。
未來，合康新能將攜手合作伙伴，通過尖端技術(shù)創(chuàng)新與深度產(chǎn)業(yè)協(xié)同，為國家能源安全與核電事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，貢獻更為全面而持久的“中國驅(qū)動”力量。
