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        ·  綿陽廣播電視臺官方網站

        二十年磨一劍! “玲龍一號”核心模塊誕生記

        人民網     2023-08-11 09:34            

        8月10日,全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”反應堆核心模塊成功吊裝?!傲猃堃惶枴焙藣u設備安裝關鍵路徑上的第一個里程碑節點順利完成。

          “玲龍一號”反應堆核心模塊主要包括壓力容器和蒸汽發生器兩個關鍵設備?!芭c‘華龍一號’的分散布置相比,‘玲龍一號’最突出的特征就是一體化設計、模塊化建造等。這次核心模塊吊裝就是最好的詮釋?!敝袊藙恿ρ芯吭O計院副院長唐傳寶說。

          這一天,中核集團“玲龍一號”設計團隊,等了整整20年。

          踏入核能開發“無人區”

          沒有可以參考的方案,每一個參數、方案都得來不易

          國際原子能機構認定,電功率30萬千瓦以下的核反應堆被稱為小堆。

          “大堆可以看作是一個家用的臺式電腦,包括顯示器、主機、鍵盤等。小堆可以把它當作一個筆記本電腦,它的顯示器、主機、鍵盤等都集中到一起?!敝泻思瘓F“玲龍一號”總設計師宋丹戎說。

          早在上世紀七八十年代,國際原子能機構就開始倡導發展中小型反應堆。包括美國、俄羅斯、日本、韓國、英國等在內的越來越多的國家,競相加入模塊化小堆研發行列。

          除了核能發電,小堆在非電領域,包括工業工藝蒸汽、區域供熱、海水淡化等領域的應用也有廣闊的市場需求,還可以應用于廣大內陸地區、海島、海上油氣鉆井平臺的供電、供汽、供熱。

          2003年,在川央企中國核動力研究設計院(以下簡稱“中核動力設計院”)開始核能綜合利用的探索研究,以海水淡化、核能供熱等需求為目標,完成概念方案和安全性及經濟性評估。

          2009年8月,小堆技術研究進入中核動力設計院核電科研“十二五”規劃項目清單。2011年,中核集團模塊化小堆的研發正式啟動。項目代號ACP100,別稱“玲龍一號”,它與大家熟知的“華龍一號”是“親兄弟”。

          “玲龍一號”副總設計師秦忠說,“玲龍一號”區別于其他小堆的關鍵一點就是真正實現模塊化制造。只有真正實現模塊化,才能實現工廠批量制造,在提高質量的同時,降低造價。

          “‘玲龍一號’研發讓核能開發進入‘無人區’?!鼻刂艺f,“玲龍一號”是完全從零開始的全新設計,在沒有任何參考的基礎上,朝著既定目標,通過技術創新去完成設計,最終還要通過核安全部門的審查?!懊恳粋€參數、方案都需要無數次的分析、論證、試驗,反復迭代?!?/p>

          2012年,“玲龍一號”技術設計完成;2014年12月,“玲龍一號”標準設計完成;2016年,“玲龍一號”通過國際原子能機構安全審查,成為全球首個通過IAEA安全審查的小型壓水堆技術。

          2021年7月13日,中核集團海南昌江多用途模塊式小型堆科技示范工程(小堆示范項目)在海南昌江核電現場正式開工。該項目成為全球首個開工的陸上商用模塊化小堆,標志著我國在模塊化小型堆技術上走在世界前列。

          再造“核電之肺”

          十多年的科研攻關,終于開花結果

          有“核電之肺”之稱的蒸汽發生器,設計、制造過程同樣充滿艱辛。

          大堆蒸汽發生器高度約21米;而小堆蒸汽發生器高度僅僅約2米?!半m然都是蒸汽發生器,但是兩種不同的技術路線。小堆的蒸汽發生器具有體積小、重量輕、結構緊湊、耐腐蝕性好、傳熱效率高等優勢?!薄傲猃堃惶枴闭羝l生器設計負責人劉威說。

          針對一體化布置的特點,團隊開展蒸汽發生器緊湊結構設計?!懊恳粋€設計都要經過無數次反復論證,才能得出最優解?!眲⑼f。

          2021年2月,蒸汽發生器一次側水壓試驗現場被陰霾籠罩?!霸囼炇×??!苯拥诫娫挼囊凰查g,“玲龍一號”蒸汽發生器項目課題負責人黃衛東心想,“完了,我們的節點保不住了?!?/p>

          黃衛東說,蒸汽發生器一次側是一回路承壓邊界主要組成部分,而一次側水壓試驗是檢驗其整體強度、密封性和制造質量的重要試驗,也是制造中的關鍵節點。團隊迅速找原因,最終花了4個月時間解決了問題,保證了任務節點。

          2022年9月,“玲龍一號”首堆蒸汽發生器通過出廠驗收?!笆嗄甑目蒲泄リP,終于開花結果了?!秉S衛東感慨地說。

          隨著吊裝完成,此后堆內構件、主泵等關鍵設備也陸續到場安裝,距離揭開“玲龍一號”神秘面紗又更近一步。

          重塑“心臟”

          體積雖然變小了,但是它的功能反而增加了,設計非常復雜

          “并不是單純地把大型核電小型化?!彼蔚と终f,“玲龍一號”是一個涉及多需求多目標多技術耦合的新堆型。以往可以直接用的一些大型壓水堆技術理論,包括數據等,對于它都不適用,必須從頭開始。

          反應堆壓力容器是核電站核心設備之一,也是反應堆中唯一不可更換的主設備,被喻為核電站的“心臟”,對核電站安全、穩定運行有著至關重要的作用。為滿足小堆多功能集成化的設計需求,小堆壓力容器采用一體化設計?!靶《洋w積雖然變小了,但是它的功能反而增加了,設計非常復雜?!薄傲猃堃惶枴狈磻褖毫θ萜髟O計負責人董元元說,“玲龍一號”反應堆壓力容器內部結構復雜。在常規反應堆壓力容器的功能上,還具有支承主泵、包容蒸汽發生器、消除主管道、堆內分流等額外的功能作用。

          針對如何與主泵直接連接,并形成進出口回路的結構設計要求,團隊反復研究,提出6種設計方案,對每一種方案進行分解、論證,對每一種方案進行三維建模分析,最終對結構設計方案進行固化。

          2023年7月13日,全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”反應堆核心模塊完成出廠驗收,發運前往海南。8月10日,“玲龍一號”反應堆核心模塊正式吊裝,為我國核動力設備自主化的藍圖再添一抹亮麗色彩。

          “玲龍一號”研發時間線

          2003年

          中國核動力研究設計院開始核能綜合利用的探索研究,以海水淡化、核能供熱等需求為目標,完成概念方案和安全性及經濟性評估

          2009年8月

          小堆技術研究進入中核動力設計院核電科研“十二五”規劃項目清單

          2011年

          中核集團模塊化小堆的研發正式啟動

          2012年

          “玲龍一號”技術設計完成

          2014年12月

          “玲龍一號”標準設計完成

          2016年

          “玲龍一號”通過國際原子能機構安全審查,成為全球首個通過IAEA安全審查的小型壓水堆技術

          2022年9月

          “玲龍一號”首堆蒸汽發生器順利通過出廠驗收

          2023年7月13日

          “玲龍一號”反應堆核心模塊完成出廠驗收,發運前往海南

          2023年8月10日

          “玲龍一號”反應堆核心模塊成功吊裝(四川日報全媒體記者 徐莉莎 徐浩煊)


        (責編:章華維、羅昱)


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