设计|打破三代核电“首堆必拖期”怪圈,“华龙一号”是如何做到的

央视新闻1月30日消息 , 今天(30日)上午 , 中核集团在北京宣布:“华龙一号”全球首堆——福建福清核电5号机组 , 在完成满功率连续运行考核之后 , 正式投入商业运行 。 这标志着我国正式进入核电技术先进国家行列 , 对我国实现由核电大国向核电强国跨越具有重要意义 。
核电站作为极其复杂的系统工程 , 工程量和施工难度十分巨大 。 近年来 , 全球范围内的三代核电首堆建设都遭遇了拖延 , 而作为“华龙一号”全球首堆的福建福清核电5号机组 , 从开工建设到投入商运历时约68个月 , 如期完成建设目标 , 成为了全球首个按期投产的三代核电首堆 。
别人“首堆”都拖延 , 咱们为啥不一样?
核电“首堆” , 是指采用全新核电技术建造的第一台核电机组 , 在建造过程中涉及到大量新设计、新工艺、新设备 , 需要“摸着石头过河” , 一边施工 , 一边进行设备生产和设计改进 , 因此往往造成工程拖延 。 美国和法国的三代核电首堆均拖期四到五年 。

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中核集团“华龙一号”总设计师邢继:我们叫首堆往往叫它示范工程 , 那么它就是要为后续工程提供经验反馈 , 因此在这个过程当中 , 我们可能还有一些地方认为设计上需要不断优化和改进 , 所以种种的因素都会造成首堆工程在建设工期上延误 , 因此我们说首堆拖延 , 这是一个比较普遍的现象 。

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而“华龙一号”却打破了三代核电“首堆必拖期”的怪圈 , “华龙一号”全球首堆——福清核电5号机组计划工期72个月 , 于2015年5月开工 , 到如今正式投入商运历时约68个月 , 如期完成建设目标 。

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中核工程董事长徐鹏飞:“华龙一号”是我们自己的产品 , 所以我们做到了心底有数 。 就像我们讲到的新工艺 , 新设计 , 在这过程当中我也存在大量的一些变更 , 因为我们掌握了这些技术 , 所以这些变更的处理会非常快 , 也非常及时 。
掌握核心技术 , 是快速解决问题的首要因素 。 徐鹏飞介绍 , 中国是全球唯一连续30余年不间断核电建造的国家 , 经过30多年的积累和发展 , 中国核电技术水平、建造能力、运营水平都已经实现了历史性的重大跨越 , 目前已具备同时建设40台核电机组的能力 。
装载方案独一无二 , 设计寿命延长至60年
“华龙一号”作为我国自主研发的三代核电技术 , 科研人员进行了大量的技术研发和创新 , 使得“华龙一号”在安全性、经济性以及运行寿命上 , 较以往核电机组都有了明显提升 。
要研制出属于中国人自己的三代核电技术 , 首先要从最核心的地方开始 。 将核能转化成热能的堆芯技术 , 是各个核电强国的核心技术 。 “华龙一号”不仅要提高安全性 , 同时也要带来更好的经济性 , 因此 , “华龙一号”设计团队从这里入手开始了创新 。

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中核集团“华龙一号”总设计师邢继:两代改进型在国内批量化建设的这个机组 , 大部分都是157组燃料组件的这样一个反应的堆芯 , 它的发电功率大概在100万千瓦左右 。 那么“华龙一号”我们采用了177组燃料组件 , 也就是增加了20组 。

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与传统的“157堆芯”相比 , “华龙一号”的“177堆芯”是目前世界上独一无二的装载方案 , 它不仅可以使核电机组的发电功率提升5%至10% , 同时也增强了核电站的安全性 。 然而堆芯研发涉及336个系统 , 25个学科 , 增加20组燃料组件所带来的计算量超乎想象 。

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中核集团“华龙一号”总设计师邢继:因为增加了20组燃料组件 , 所以反应堆的整个反应堆的堆芯 , 那么都是要重新设计 , 要重新研发 。 同时跟它相配套的所有的系统 , 也都与这样的一个堆芯去配套把它研发出来 。

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在“华龙一号”的建设当中还有另一个数字的变化 , 我国以往建造的核电机组设计运行寿命为40年 , 而“华龙一号”要满足三代核电的要求 , 就必须将机组的运行寿命从40年延长至60年 。 这就意味着 , 设计人员要对核电机组里几乎所有的设备和构筑物进行全新的设计 。

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中核集团“华龙一号”总设计师邢继:包括高辐照 , 高温 , 这样的一些影响 , 能够保证60年内它的质量能够满足核电安全运行的要求 。 所以这样的话从材料从装备本身设计的本身都提出了更高的要求 。
(原题为《打破三代核电“首堆必拖期”的怪圈 “华龙一号”是如何做到的?》)
【设计|打破三代核电“首堆必拖期”怪圈,“华龙一号”是如何做到的】(本文来自澎湃新闻 , 更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)

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