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冰释核电,自己作主立异铸中中原人民共和国核

发布时间:2020-01-26 18:53编辑:www.599588.com浏览(131)

    5月11日,北京航天桥,中国核电工程公司。由中核集团国际合作部和人力资源部共同主办,来自阿塞拜疆、阿尔巴尼亚、保加利亚、塞浦路斯、吉布提、黎巴嫩、土耳其、乌干达等国家二十多名代表走进这里,通过座谈、参观和技术交流等形式近距离感受华龙一号这一世界领先三代核电的强劲脉动。

    非能动安全壳热量导出系统是能动和非能动技术的重要组成部分,PCS试验成果也是华龙一号全球首堆装料的必要条件。

    巴基斯坦是中国自主三代核电技术华龙一号落户海外的第一站,也是历史上中国核电项目出口海外的第一站。1991年底,中国大陆第一座30万千瓦核电站秦山核电站并网发电;16天后,中巴两国在北京签定了合作建设巴基斯坦恰希玛核电站的协议,中国从此跨入了核电站出口国的行列。时至今日,巴基斯坦K-2/K-3核电项目是华龙一号海外首堆,是中核集团向巴方总承包交钥匙工程,也是我国“一带一路”上的重点项目。

    “华龙一号全球首堆目前进展如何?”、“华龙一号安全性能有什么特点?”……面对来自经济、能源、教育、宣传、海关等领域代表们的热情,华龙一号总设计师邢继以通俗的科普语言,向代表们介绍了华龙一号的安全性、先进性及全球首堆进展情况。

    10年间,主泵的国产化一步一个脚印,实现了“从无到有”的跨越。从福清1、2号搭建国内首个主泵全流量试验台架、实现泵壳和电机的设计制造、主泵泵体少量部件的国产化,到福清3、4号,泵体国产化范围进一步扩大,并包含部分关键部件,逐步地提升了主泵国内制造能力。在中核工程的推动下,哈电动装公司获得国家核安全局颁发的主泵制造许可证、设计许可证。中核工程公司与哈电动装公司共同努力,在国内首个主泵全流量试验台上自主完成了华龙一号首台主泵组装与全流量试验,最终使我国具备了主泵自主制造、总体设计能力,基本实现了主泵的国产化。华龙一号首台主泵已于2018年底引入核岛。主泵的国产化使主泵不再受制于人,解决了自主核电出口的锁喉之痛。

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    在华龙一号模型及展板前,来访各国代表对华龙一号177堆芯、双层安全壳、能动加非能动安全设计以及科技人才培养等话题十分感兴趣,纷纷与集团公司的专家们进行交流。

    中国核电工程有限公司PCS系统研发设计团队首次开发非能动系统,针对非能动系统重点关注的自然循环的建立及运行特性开展了反复迭代及论证分析,并搭建了PCS系统性能验证试验装置,最终在我国首次完成了非能动安全壳热量导出系统的研发。华龙一号示范工程开工,研究工作却并未结束,由于尚未在工程上实际应用,因此开展PCS系统综合性能研究以进一步验证其功能的有效性和可信性,被确定为开工许可证条件。

    核工业的发展是新中国成立70周年以来,尤其是近40年来不断深化改革开放、持续融入世界的一个缩影。中国的核工业人本着自主创新、自力更生的精神,通过几代人的努力与共和国共成长创造了核工业的辉煌。近年来,核电技术研发与工程设计取得重大突破,华龙一号就是核工业发展历程的一张亮丽的“国家名片”。

    “我前不久去过华龙一号全球首堆工程现场。”看到现场传来的福清核电工程镜头,来自乌干达的代表向同行伙伴们作起了介绍,“现场管理十分科学高效,听过很快就要穹顶吊装。未来中乌双方要加快核电领域的交流与合作,争取核电项目早日落地乌干达。”

    PCS设计团队的专利“一种非能动安全壳热量导出系统”及“一种核电站能动与非能动结合的堆芯剩余热量排出系统”连续两年荣获国家知识产权局评选的专利领域奥斯卡奖——“中国专利奖”,成为中国核电工程有限公司科技创新领域的领军力量。

    核电站会不会对周围居民造成危险?记者在中国核电城核电科技馆找到了答案。一座百万千瓦级核电厂周围居民一年接受的辐射量只有0.01毫希弗,相当于一根烟的辐射量。按照国际标准放射委员会的统计普通人群每年接受的天然放射性剂量为3毫希弗,接受一次X射线检查所受的辐射剂量达100至200毫希弗,所以核电站不会对周围居民造成危害。

    当华龙一号全球首堆福清核电5号机组现场施工情况通过大屏幕实时展示出来时,到访各国代表纷纷拿起手机拍照;当三维协同设计通过3D画面精确模拟出核电站内部各项工程细节及运行情况时,到访代表惊叹不已。

    中国核工业人坚守国产化路线,力求核电技术能够真正独立自主、不受国外制约。核电设备的制造能力是国内制造业水平的试金石,中核集团全力支持核电设备国产化。其中,所有设备国产化进程中,最艰难的就是华龙一号主泵国产化。

    核心技术是国之重器,最关键最核心的技术要立足自主创新、自立自强。随着“一带一路”加速推进,华龙一号作为当今最能代表中国高端制造业走向世界的国家名片之一。

    目前,华龙一号全球首堆福清核电5号机组各项工程节点按计划有序推进,一步一步朝着穹顶吊装目标前进。在工程指挥中心连线福5现场,大屏幕实时传回工程现场繁忙而有序的建设画面时,来自保加利亚科学院的约里安先生问到了华龙一号设备国产化率的问题。

    硬核实力 做先进核能研发尖兵

    在今天,核技术应用不光为我们国家提供国防的基础,还会为我们国家经济的绿色发展做出更大的贡献。目前,我们国家核电的总装机容量已经达到了世界第三位,在医疗的诊断,治疗,食品的消毒,农业的育种,甚至于石油勘探,核技术应用非常广泛。

    “一带一路”国际合作高峰论坛召开在即,29国元首将出席,此时的北京繁花似锦,盛况空前。

    177堆芯、双层安全壳、能动与非能动安全系统、抗震能力、抗大飞机撞击能力,这些关键词共同构成了华龙一号这一中国自主核电堆型“画像”。其中能动与非能动相结合是华龙一号设计团队基于福岛核事故的经验反馈提出的革新性创新思路。

    自主创新铸华龙重器

    “核电站是一个庞大、复杂而精细的工程,华龙一号设计竟然可以全部在这样的一个数字化平台上实现,这是最让我感到不可思议的。”来自阿塞拜疆的Uzeyir先生认为华龙一号三维协同设计让他真实感受到了来自中国核工业的黑科技。

    2008年,该公司依托福清、方家山项目启动主泵国产化,以治愈前期电站进口主泵的依赖症。中核工程公司建立从基层项目管理人员到公司领导甚至中核集团领导的协调机制,成立了主泵国产化的专项组,积极协调国外厂家与国内主泵合作方开展技术转让交流,安排项目人员驻厂推动主泵国产化进展,帮助厂家建立了一整套主泵项目管理、质保体系,并在资金上全力支持主泵国产化。

    远远望去,高大的穹顶在蓝天白云的映衬下显得格外醒目,工地上的建筑吊塔直插云霄,非常壮观。走进“华龙一号”5号机组核心区,设计师、工人们正在如火如荼的工作,为了能够打破国际核电站建设首堆必拖期的魔咒,上万名工人正在热火朝天的劳作,为了实现2020年首堆成功。

    华龙一号工程指挥中心是利用“互联网 ”技术对各项目进行全面管控的平台,该平台可全面展示在建核电项目的工程进展信息,项目管理人员可实时查阅项目相关进展信息,包括设计图纸、设备采购、现场施工、调试等。

    华龙一号主泵高10米,重130吨,可在5分钟内灌满一个奥运会标准泳池,单台主泵6000多个部件,制造周期4年,技术与质量文件1000余份。在三代核电华龙一号技术要求大幅提升的情况下,中核工程公司作为华龙一号研发设计及工程总承包单位,将主泵项目继续作为国产化的“试金石”,与主泵设备制造商哈电动装协同合作,将主泵寿命提升至60年,自主完成全流量试验台设计改造工程,加快主泵全面国产化进程。

    7月23日,“与共和国共成长 新媒体走进新国企”——“核铸强国梦”采访活动走进中核集团福清核电站,近距离了解华龙一号全球首堆示范工程,现场直击中国核电基地的工业化力量与美感。

    “华龙一号所有关键设备,包括主泵、蒸汽发生器、安全壳、燃料元件等,国产化率达到了90%。”北京核工程研究设计院院长荆春宁难掩骄傲,自信满满地回答道。约里安先生还询问了华龙一号海外工程进展情况,对巴基斯坦卡拉奇核电工程建设进展顺利表示关切和赞赏。

    主泵的国产化是个漫长且艰辛的过程。2007年,中核集团中国核电工程有限公司(以下简称“中核工程公司”)开始承担核电厂总承包工作,当时国内接触过主泵的人就非常少,真正了解主泵的人更是凤毛麟角,国内没有一家单位能够独立设计、制造主泵,更不用说百万千瓦级主泵。

    中国核电城核电科技馆科普图

    其间,中核集团总经济师黄敏刚向代表们介绍了中核集团的国际朋友圈——作为我国唯一出口过核电站并实现批量出口的企业,中核集团向7个国家出口过6台核电机组、8台反应堆或核动力装置,并与全球40多个国家和地区建立了科技经贸关系,正在商谈核工业全产业链合作。

    核工业是高科技战略产业,是国家安全重要基石。技术创新是核工业的核心竞争力。核电工程配套软件以及先进核动力系统研发技术软件的开发是中核集团战略发展方向,同时也是科技创新核心能力提升的要求。中国核电工程有限公司一直参与中核集团设计与分析软件研发工作,在规范标准的质量保证体系下,采用标准的软件工程化发流程,同时引入第三方测试和验证,参与完成了核反应堆设计计算软件平台、堆芯设计分析软件、源项与屏蔽设计分析软件、热工水力与安全分析软件、设备与系统设计分析软件等一批自主化软件产品,并已应用于华龙一号的国内外工程建设。下一步,中核集团将继续结合科研工程需求,进一步开展软件技术研发,实现“至2020年拟研发出具有完全自主知识产权、技术上达到国际先进水平、功能配套、主要应用于核电工程设计并兼顾核动力工程设计的软件产品,形成完善的核电核动力工程设计软件技术研发体系,提高我国核电技术自主研发能力和竞争力”的目标。

    海盐文溪坞 朱马烈/摄

    至今,中核集团已经成为“一带一路”合唱团中的重要一员,与沿线国家积极寻求契合点,探索合作,帮助能源匮乏国家寻求解决能源供应的最优方案。建设在海上丝绸之路起点的中核巨龙——华龙一号正是中核集团勇担央企一号责任的最佳体现,中核人正在用自己的智慧谱写国家“一带一路”合奏中的中核最强音! 来源:中核网

    主泵是核电站一回路反应堆冷却剂系统中唯一高速旋转的核一级设备,作为反应堆中循环系统的动力源被业界比喻为核电站“心脏”,结构精密、系统复杂、制造难度极大,2008年之前国内已建成核电站的主泵均是从国外进口,像这种关键设备不掌握在自己手里,对电站的建设就可能造成制约性的影响。

    2017年5月25日,华龙一号全球首堆福清核电5号机组完成内穹顶吊装。内穹顶是一个直径46.8米、重约340吨的半球体,受沿海天气影响,要将这样一个庞然大物精准安装到45米高的反应堆厂房,难度可想而知。7月14日,华龙一号全球首堆示范工程福清核电5号机组外穹顶封顶混凝土浇筑圆满完成,至此华龙一号全球首堆高度达到73.98米,为全球在建核电机组中工程量最大的壳体结构。

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    以华龙一号为例,围绕核电研发反应堆堆芯、燃料自主化、装备制造自主化三大块,华龙一号研发设计方中国核电工程有限公司进行了大量工作,并得到了国内和国际行业的认可。在计算分析软件、反应堆堆芯设计、燃料技术、能动和非能动安全技术等方面全面实现了重大突破,真正掌握了核心技术和未来竞争和发展的主动权。

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    来自土耳其海关贸易部的官员Yasemin表示,土耳其正在筹建核电站,目前大家最关心的就是核能安全问题,她认为华龙一号能动加非能动的设计从根本上保障了核电站的安全,给她留下了深刻印象。

    核工业是高科技战略产业,是国家安全重要基石。我国已建立起包括铀矿地质勘探、铀矿采冶、铀纯化、铀浓缩、元件制造、核电、乏燃料后处理、放射性废物处理处置等环节的完整核工业体系,核工业已经成为军民结合产业的标杆。作为我国核工业自主创新、集成创新和机制创新成果并拥有完整自主知识产权的三代核电技术华龙一号也已成为中国在“一带一路”建设中核电走出去的一张亮丽的国家名片。

    “安全——核电站的生命”这是中国大陆首座核电站秦山一期门口硕大的标语牌。

    历经8年,随着大型安全壳综合试验装置的建成,2018年10月底,研发团队完成全部11组工况试验并向核安全当局提交试验报告,为华龙一号全球首堆福清5、6号机组顺利装料奠定了基础。

    安全是核电站的生命 永远放在第一位

    核工业是高科技战略产业,也是军民融合的重点行业,在面临新一轮人工智能发展的重大战略机遇期,在构筑我国人工智能发展的先发优势,建设创新型国家和世界科技强国过程中,要继续发扬“两弹一星”精神,勇于登攀,奋发进取,加快实现我国由核大国向核强国跨越。 来源:国防科工局网站

    目前我国供电系统中,70%来自于火力发电,30%是水电、核电、风电和太阳能。到2035年,由于新能源技术的进步,风力、太阳能估计会大规模发展起来,但受制于天气等因素,有太多不确定性因素。而火力发电面临着环境问题。核电将会是一种兼顾安全性、经济性、环境友好的清洁、高效能源。

    “通过几代核工业人的不懈努力,我国核电国产化率已达全世界最高。如今,华龙一号首堆实现国产化率90%以上,目标是实现系列化后达到95%以上,相关设备仪表的制造涉及国内5400余家企业。其余部分不是没有能力实现国产化,而是本着最高效、节约成本的方式,没必要国产化,且这10%也不会制约我们的发展。”作为华龙一号研发设计与工程总包单位,中核集团中国核电工程有限公司总经理刘巍曾在央视《对话》栏目中如此解释国产核电的国产化率问题。

    华龙一号作为中国制造名片正走向世界

    全流量试验是验证主泵性能的关键,包含15大项30余小项性能考核试验,涉及常规运行以及断水、断电等破坏性工况试验。主泵制造厂家哈电动装公司投资2亿人民币启动国内首个全流量试验台建设,中核工程公司全程派驻主泵专家参与协助,试验台架于2012年建成并投入使用。哈电动装成为国内首个具备开展主泵全流量试验能力的厂家,为后续项目主泵全面国产化扫清了道路。

    据了解,除了巴基斯坦外,目前中国已与20余国家达成了核电合作意向。

    创新突围 消解核电“锁喉之痛”

    华龙一号 国之重器 朱马烈/摄

    非能动安全壳热量导出系统性能验证试验装置和大型安全壳综合试验台架的建成及成功的研发经验,为中国核电工程有限公司研发中心“科技创新平台、科技成果转化和产业化创新平台、军民双向融合平台”规划的实现奠定技术基础。

    1954年,中国发现第一块铀矿石;1964年,中国第一颗原子弹爆炸成功,这一声巨响成为了中国立于世界之林的安全基石,也是我国扬眉吐气挺起脊梁的关键;1991年,我国第一座自行设计、建造的秦山核电一期建成,被誉为“国之光荣”。“开业之石”到“国之光荣”,见证了中国核工业的起步发展与辉煌,从此我国踏上了核工业的创新之路。

    中核集团秦山核电宣传科长夏建军告诉记者,“近期正好有一批从巴基斯坦卡拉奇项目来秦山核电参加海外华龙一号操纵员培训。”从侧面反映,中巴核电合作不断向纵深发展,中国不仅在项目建设、设备维护等方面对巴基斯坦给予技术支持,同时更探索“授之以渔”,通过培训、交流加强人才队伍建设,帮助他们提高运行管理水平。通过核电人才的沟通交流,中国让巴基斯坦切实看到了中国的变化,因此更加信任“中国品牌”,对华龙一号充满期待,为中国核电项目更深入地“走出去”赢得了更多支持。

    正因为华龙一号始终把安全放在第一位,采用全球的最高安全标准,近几年华龙一号的海外项目开发不断取得突破。

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    华龙一号全球首堆示范工程福清核电5号机组 朱马烈/摄

    中国大陆首座核电站秦山核电站一期门口 朱马烈/摄

    “华龙一号是我国具有完全自主知识产权的三代核电技术,能动 非能动的安全系统汲取了福岛事故后的安全教训,拥有双层安全壳,可以抵御大飞机的撞击,能抗9级地震。”中核集团福清核电党委宣传部部长成利向记者介绍。

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    中国第一块铀矿石标本被称为中国核工业的“开业之石” 朱马烈/摄

    一直以来,很多人对于“核”这个字并没有好的印象,有些人甚至谈“核”色变,核一直以来被污染、辐射等字眼挂钩。核电站的建设对当地居民有什么影响?带着这个疑问,记者走进距中核集团秦山核电站厂区相距7公里的文溪坞村,75岁的老村支书周益凯告诉记者:“当时上面提出要修核电站,我们也不知道有没有核辐射,老百姓朴实的感情就是一切跟党走,国家要建重点工程了,我们就全力支持。没想到核电建成后海盐基础设施、教育都有很大提升,核电产业发展带动了当地经济和就业。现在我们村子里好多人都在核电站工作呀,怕什么,就在里边。”,周益凯向记者介绍:“人均寿命跟其他地方没有什么两样,旁边村平均寿命77岁,我们村里也差不多,80、90岁的老年人很多。”

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    在华龙一号正式启动专项型号研发工作不久,日本福岛事故就发生了。因此,在设计研发过程中,充分汲取了日本福岛核事故的经验反馈,重新做了大量优化,以抵御更为严重的地震和海啸事故。可以抵抗9级以上地震。针对海啸等外部灾害,在采用最高设防标准的同时,为应对可能发生的全厂断电风险,‘华龙一号’采用了‘177堆芯’设计,加强了电源系统,能够在丧失厂外电的情况下,通过纵深防御的电源供应系统,提供全厂断电应急供电,确保安全系统运行。此外,华龙一号的安全设计中,还加入了防范商用大飞机恶意撞击一项。这是“9 11”事件后美国核管会对核电站最新的安全要求,也是全球最高安全标准。

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