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打破三代核電“首堆必拖期”的怪圈 “華龍一號”是如何做到的?

由 長孫秀芬 發佈於 科技

  今天(30日)上午,中核集團在北京宣佈:“華龍一號”全球首堆——福建福清核電5號機組,在完成滿功率連續運行考核之後,正式投入商業運行。這標誌着我國正式進入核電技術先進國家行列,對我國實現由核電大國向核電強國跨越具有重要意義。

  核電站作為極其複雜的系統工程,工程量和施工難度十分巨大。近年來,全球範圍內的三代核電首堆建設都遭遇了拖延,而作為“華龍一號”全球首堆的福建福清核電5號機組,從開工建設到投入商運歷時約68個月,如期完成建設目標,成為了全球首個按期投產的三代核電首堆。

  別人“首堆”都拖延 咱們為啥不一樣?

  核電“首堆”,是指採用全新核電技術建造的第一台核電機組,在建造過程中涉及到大量新設計、新工藝、新設備,需要“摸着石頭過河”,一邊施工,一邊進行設備生產和設計改進,因此往往造成工程拖延。美國和法國的三代核電首堆均拖期四到五年。

  中核集團“華龍一號”總設計師 邢繼:我們叫首堆往往叫它示範工程,那麼它就是要為後續工程提供經驗反饋,因此在這個過程當中,我們可能還有一些地方認為設計上需要不斷優化和改進,所以種種的因素都會造成首堆工程在建設工期上延誤,因此我們説首堆拖延,這是一個比較普遍的現象。

  而“華龍一號”卻打破了三代核電“首堆必拖期”的怪圈,“華龍一號”全球首堆——福清核電5號機組計劃工期72個月,於2015年5月開工,到如今正式投入商運歷時約68個月,如期完成建設目標。

  中核工程董事長 徐鵬飛:“華龍一號”是我們自己的產品,所以我們做到了心底有數。就像我們講到的新工藝,新設計,在這過程當中我也存在大量的一些變更,因為我們掌握了這些技術,所以這些變更的處理會非常快,也非常及時。

  掌握核心技術,是快速解決問題的首要因素。徐鵬飛介紹,中國是全球唯一連續30餘年不間斷核電建造的國家,經過30多年的積累和發展,中國核電技術水平、建造能力、運營水平都已經實現了歷史性的重大跨越,目前已具備同時建設40台核電機組的能力。

  裝載方案獨一無二 設計壽命延長至60年

  “華龍一號”作為我國自主研發的三代核電技術,科研人員進行了大量的技術研發和創新,使得“華龍一號”在安全性、經濟性以及運行壽命上,較以往核電機組都有了明顯提升。

  要研製出屬於中國人自己的三代核電技術,首先要從最核心的地方開始。將核能轉化成熱能的堆芯技術,是各個核電強國的核心技術。“華龍一號”不僅要提高安全性,同時也要帶來更好的經濟性,因此,“華龍一號”設計團隊從這裏入手開始了創新。

  中核集團“華龍一號”總設計師 邢繼:兩代改進型在國內批量化建設的這個機組,大部分都是157組燃料組件的這樣一個反應的堆芯,它的發電功率大概在100萬千瓦左右。那麼“華龍一號”我們採用了177組燃料組件,也就是增加了20組。

  與傳統的“157堆芯”相比,“華龍一號”的“177堆芯”是目前世界上獨一無二的裝載方案,它不僅可以使核電機組的發電功率提升5%至10%,同時也增強了核電站的安全性。然而堆芯研發涉及336個系統,25個學科,增加20組燃料組件所帶來的計算量超乎想象。

  中核集團“華龍一號”總設計師 邢繼:因為增加了20組燃料組件,所以反應堆的整個反應堆的堆芯,那麼都是要重新設計,要重新研發。同時跟它相配套的所有的系統,也都與這樣的一個堆芯去配套把它研發出來。

  在“華龍一號”的建設當中還有另一個數字的變化,我國以往建造的核電機組設計運行壽命為40年,而“華龍一號”要滿足三代核電的要求,就必須將機組的運行壽命從40年延長至60年。這就意味着,設計人員要對核電機組裏幾乎所有的設備和構築物進行全新的設計。

  中核集團“華龍一號”總設計師 邢繼:包括高輻照、高温,這樣的一些影響,能夠保證60年內它的質量能夠滿足核電安全運行的要求。所以這樣的話從材料從裝備本身設計的本身都提出了更高的要求。

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