全面拆解:核电级密封技术,如何补齐光热高温密封的行业短板?
发布者:admin | 0评论 | 251查看 | 2026-07-15 09:00:05    

日前,在成都召开的第十三届中国国际光热大会上,宁波天生密封件有限公司(简称“天生密封”)副总经理魏世军带来《光热旋枢密封装置全场景高温密封件》主题分享。


深耕高端密封领域二十余年的天生密封将核电、军工领域沉淀的尖端密封技术延伸至光热赛道,目前已成功推出导热油球形接头与熔盐旋转接头两款核心产品,破解了传统进口产品维护繁琐、高温熔盐密封难度大的行业痛点,为光热电站长周期可靠运行提供了自主可控的密封解决方案。


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图:魏世军


从核电到航天,攻克高端密封“卡脖子”难题


天生密封成立于1998年,是国家级高新技术企业,始终专注于中高端密封技术的研发与服务,核心定位就是解决关键领域的“卡脖子”密封难题,实现核心技术自主可控。成立二十余年来,公司技术已覆盖核工业、军工、航空航天、船舶、石油化工等对安全性、可靠性要求极高的行业。


这份技术底气,来自实打实的国家级成果验证。据魏世军介绍,公司曾先后斩获国家科学技术进步二等奖、国家技术发明二等奖,并获评国家级制造业单项冠军产品;在核电领域,其研发的压水堆核电路系统密封垫片曾填补国内空白,百万千瓦反应堆压力容器C型密封环更是打破美国、法国企业的长期垄断,2015年在秦山核电M310机组实现商用,成为全球第三家掌握该技术的企业。


凭借深厚的技术积累,天生密封的密封方案已逐步拓展至更多尖端领域:2022年切入航空发动机密封赛道;2024年承接长征系列运载火箭、重型火箭的密封产品研发;2025年立项合肥“紧凑型聚变能实验装置(BEST)”的密封研发,也就是业内俗称的“人造太阳”项目。


基于极端工况下的密封技术积淀,2019年天生密封正式立项研发光热领域专用密封产品,将核电级的密封可靠性标准全面带入光热行业。


    导热油球形接头:

自密封免维护,德令哈电站近6年零泄漏


槽式光热电站的导热油回路旋转接头,长期以来都是运维的痛点环节。魏世军在分享中提到,早期行业普遍采用的进口产品为注射式密封结构,接头外侧设三个注脂口,需要定期向内部注射密封填料,不仅维护周期短、运维成本高,还存在因维护不及时导致泄漏的风险。


针对这一行业痛点,天生密封团队研发出球形结构的导热油旋转接头。这款产品采用沿轴向对称分布的密封组件,通过螺母提供预压缩应力保障初始密封,更核心的是依托介质内压实现自紧密封效果——工况压力越高,密封贴合越紧密,从结构上彻底省去了定期注射填料的步骤,实现全寿命周期免维护。


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图:导热油回路旋转接


详细参数:


● 温度压力:设计温度覆盖-100℃至450℃,设计压力≤4MPa,适配联苯混合物、导热油、水蒸气等多种介质;


● 运动适配:支持±8°摆动、360°全回转,可完全匹配集热管的复杂运动需求;


● 规格寿命:覆盖外径70mm、73mm、89mm三种行业主流尺寸,旋转扭矩≤400N・m,设计寿命达11000次以上旋转无泄漏


双重验证保障性能可靠:


该产品不仅通过了公司内部的全工况测试,还委托第三方机电院所完成了复合运动测试:模拟0°~215°高频往复旋转、±7°摆转的联动工况,在393℃、3.0MPa的极限条件下,完成11000次以上循环测试,全程无泄漏,机械性能与密封性能全部达标。


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图:性能测试台架与介质循环系统实景


真正的可靠性验证来自工程现场。魏世军介绍,2021年9月这款球形接头就在德令哈50兆瓦槽式太阳能热发电站投用试用,现场实际运行温度最高390℃、压力稳定在2MPa。


截至目前,产品已稳定运行近6年,未发生任何泄漏、卡涩异常,且全程未对接头进行过维护保养,充分验证了自密封结构的高可靠性与免维护特性。


目前该产品已在该电站逐步完成全机组替换,同时配套多个新建导热油光热项目。


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图:球形接头在德令哈电站安装后照片(2021.09拍摄)


熔盐旋转接头:

攻坚580℃高温,适配熔盐光热升级需求


随着槽式、线性菲涅尔光热技术向熔盐路线升级,介质工作温度提升至550℃以上,且熔盐在高温下易氧化、会释放氧化性气体,对密封材料与结构的要求呈量级提升,传统密封方案普遍存在材料回弹不足、易氧化失效的问题。


2024年,天生密封正式立项研发熔盐专用旋转接头。针对熔盐高温氧化的特性,团队没有沿用单一密封材料的方案,而是采用复合耐高温密封组件,搭配介质压力自补偿的自紧密封原理,解决了高温下密封材料回弹性衰减、氧化失效的难题,同样延续了免维护的产品特性。


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图:熔盐旋转接头


详细参数:


● 温度压力:长时工作温度可达550℃,短时耐温最高580℃,设计压力≤3MPa;


● 规格寿命:支持360°全回转,适配外径70~90mm管路,旋转扭矩≤500N・m,设计寿命达11000次以上旋转无泄漏


目前产品已完成场内性能测试,测试完全模拟电站真实运行模式——白天运行、夜间停机、300℃保温,在0°~270°往复回转的工况下,完成了11000次以上循环验证,全程无泄漏,各项指标均达到设计要求。


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图:性能测试台架实景


全品类布局,覆盖光热电站多场景密封需求


除两款核心旋转接头外,天生密封的密封产品矩阵可以覆盖光热电站更多使用场景。


其中源自核电技术的C型、O型金属密封环,耐温最高可达800℃、承压≤30MPa,适配反应堆级别的严苛工况,可直接用于光热电站高温高压容器、法兰等密封场景,支持全尺寸定制;


此外还有金属石墨复合垫、全系列阀门填料等产品,可覆盖电站中低温、常规压力的密封需求。


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图:C型密封环


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图:O型密封环


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图:金属石墨复合垫


魏世军在分享最后表示,光热电站的长周期稳定运行,离不开每一个密封环节的可靠性。天生密封将继续把核电、军工领域的高端密封技术经验复用至光热行业,持续推进熔盐密封产品的工程化落地与迭代优化,以自主可控的技术方案,助力光热电站降低运维成本、提升运行安全性。


注:欲与天生密封对接合作,可联系CSPPLAZA平台郭世隆(13716608372/微信同号)获取支持。    

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