历时12年科研攻关,“国和一号”示范工程推动核电行业和技术整体升级换代

2021-08-30 14:53:52 | 来源: | 参与: 0 | 作者:谷业凯 李云起

  三代核电自主化技术攻关团队步履不停,填补了一项又一项空白,推动我国核电实现跨越式发展

  如何保证三代核电在高安全性基础上拥有更强的竞争力?怎样研制出具有竞争力的核电机型,实现批量化建设?在郑明光看来,这些都必须通过自主化国产化来解决。

  带着这些挑战,中国核电人正式踏上了三代核电自主化国产化的创新之路。

  首先摆在面前的,就是一个看似难以逾越的障碍——根据外方的合作协议,只有电功率超过135万千瓦,我国才能拥有三代非能动核电的自主知识产权。为此,以郑明光为代表的三代核电自主化技术攻关团队,在原定技术方案基础上对“国和一号”顶层设计方案进行了全局性再创新,包括增加钢制安全壳的直径和厚度以扩大核岛空间,重新设计研制反应堆冷却剂泵、蒸汽发生器、爆破阀和汽轮发电机,大幅度优化主泵流量、主管道流通截面等,实现型号总体安全性、经济性和效率的全面提升。

  “135万千瓦,对非能动安全、主要设备来说是个‘大门槛’。”郑明光说,“为了确保拥有自主知识产权,我们果断调整了方案。这不是简单的等比例放大,要真正懂设计、懂技术,具备自主研制、自主试验的能力,不掌握核心技术,这个‘大门槛’就过不去。”

  要想提升核电型号功率,从材料研发到零部件生产再到设备安装调试,几乎都要重新论证、分析、评估与研制。

  一回路冷却剂管道,简称“主管道”,是连通核电站压力容器、蒸发器等主要设备的大型管道,好比人体的“大动脉”。为了更加安全可靠,“国和一号”主管道设计为没有焊缝的一体化锻件。主管道热加工后,还需要进行弯管,任何一个控制不当都会导致失败,只能靠试验不断摸索、改进。2年多的时间里,多家参研单位协同攻关,试验主管道毛坯从8吨、20吨、36吨,最后升格为70吨,最终,中国锻造的“大动脉”研制成功。

  反应堆冷却剂泵,简称“主泵”,承担着为核岛运转提供动力的重任,可以看作核电站正常功率运行时的“心脏”。全新的制造工艺和运行流程,对制造业来说是一项巨大挑战。为消除全厂断电时冷却剂泄漏概率,决定采用无轴封新型主泵,型号研发伊始就采用“双线并行”的模式,一面推进屏蔽电机主泵研发,另一面启动湿绕组主泵技术方案。十年磨一剑,湿绕组主泵和屏蔽电机主泵相继研发成功,有效支撑了核电先进型号的落地。

  从核电“大动脉”到“心脏”,从“大脑”核设计与安全分析软件,到“中枢系统”核电仪控,再到一次仪表等遍布核岛各处的“血管”“神经”……从设计方案到产品研发,三代核电自主化技术攻关团队步履不停,填补了一项又一项空白,啃下了一块又一块“硬骨头”,在关键核心技术“卡脖子”的地方下功夫,推动我国核电实现跨越式发展。

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