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ACP1000托起中国核电强国之梦(2)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2013/7/30 14:13:07   

 关键词:  ACP1000 压水堆 核电站

据邢继介绍,ACP1000具有三大技术特色:“177堆芯”、“单堆布置”和“双层安全壳”,进一步提高了安全性。具体来讲,堆芯是整个核电站的核心所在。ACP1000反应堆堆芯采用的是177组燃料组件方案,这一技术可使发电功率提高5%~10%,从而提高经济性,同时也降低了堆芯内的功率密度,提高了核电站的安全性。单堆布置使得ACP1000在厂址选择、电力需求、投资成本等条件上更具灵活性和适应性;双层安全壳可以抵御大型商用飞机的撞击。

安全是核电发展的生命线,核电站的设计以安全性作为主打点,在此目标上有非常严格的掌控。ACP1000堆芯损坏概率目标值小于10-6,大量放射性释放概率目标值小于10-7。“在ACP1000的研发过程中,每一处细节都是为了追求更安全、更先进,饱含了技术人员的努力。”

比如,ACP1000其中一项设计——事故后操纵员不干预时间由10分钟延长到了30分钟。“核电站一旦发生事故,以往要求操纵员10分钟之内必须进行干预。为了给操纵员更灵活的空间,并减少人因对核电厂运行的影响,ACP1000设计将干预时间延长到了30分钟。”刘昌文说。

看似一小步,核电一大步。面对这个要求时,课题攻关人员短时间内曾毫无进展,调研国内外的资料,只有别人的宣传资料,真正的技术资料无法得到。在这样的情况下,课题组对应该开展的各项工作进行了梳理,对各种假想事故的薄弱环节进行清理、讨论、确认,提出改进措施,进行理论计算……如此循环反复,不断发现新问题,一点点向前推进。特别是针对其中的一个假想事故——蒸汽发生器传热管破裂事故,在满足30分钟要求的同时,必须同时满足蒸汽发生器不满溢。

这一次,攻坚克难的是一群意气风发的青年人。面对这一难啃的骨头,他们在一年多的攻关过程中,大胆创新,提出了各种可能的解决方案,“如何使核反应堆在事故过程中得到有效冷却”、“如何使蒸汽发生器的补水既要足够又不能过多”……他们进行了一百多种方案的理论计算,终于顺利攻关。“这一过程也让我们更深地体会到在关系国民经济命脉和国家安全的关键领域,真正的核心技术是买不来的,必须依靠自主创新。”

在ACP1000的研发中,类似这样的例子还有很多。核电站设计是复杂系统工程,涉及几百个系统,光设计图纸就有几万张,每更改一个数据,牵一发而动全身,都可能意味着重新进行新一轮的分析计算,为了更安全、更先进,技术人员需要付出很多努力和心血。

“ACP1000的研制过程是一个充满创新意识的过程,但创新并不意味着非要与别人不一样。放弃自主研发,有样学样的仿制,那是没出息;放弃已经被实验验证的先进技术,非要自己另搞一套,那就是愚蠢。”邢继说。

ACP1000的设计原则是“博采众长,为我所用”。就是说,在各种相关核电技术都进入科研人员的视野后,择优选定技术手段为我所用,既需要有放弃、否定的勇气,还需要驾驭、消化的智慧,由此实现新的“系统集成”。

如在核电领域,让公众与非能动理念有了第一次亲密接触的,是美国三代核电AP1000。但事实上,在“八五”计划的AC600项目,中国就已经提出非能动概念,而且进行了原理性试验,只是后来由于种种原因停滞了。“在非能动领域,中国和美国几乎同时起步,十几年过去了,美国学成毕业了,中国因某些原因中途辍学,现在中国只能重新向美国学习。但是,我们并非是抄袭仿制,而是在借鉴了美国技术的基础上,研发出具有我们自身特色的先进技术。”核动力院反应堆工程研究所副所长李朋洲说。

相比现有核电技术,ACP1000更先进、更安全的重要标志是应用了先进的“能动与非能动相结合”的安全设计理念,其中包括采用能动与非能动相结合的蒸汽发生器二次侧余热导出、能动与非能动相结合的安全壳热量导出、能动与非能动相结合的堆芯熔融物冷却等。目前,非能动蒸汽发生器二次侧余热导出、非能动安全壳热量导出、非能动堆芯熔融物冷却等三个系统,已完成系统设计、试验台架建设和安装调试,正式进入实验验证阶段,今年将陆续完成数据采集,为工程设计提供依据。

在ACP1000研发中,力争自主知识产权的核心技术清单上,除这三个非能动系统,科研课题列了长长一大串,目前,清单上的不少项目已被勾划掉。“截至目前,ACP1000项目54项科研课题正按预定时间节点开展,掌握了多项新材料、新工艺。研究成果正在进行工程实施,各项工程设计工作如期开展。” 中国核电工程有限公司ACP1000设计经理荆春宁说。

“核电是知识密集型产业,发展核电可以带动一大批相关产业的发展和技术进步,同时提高我国核工业的综合实力和国际竞争力。”邢继说,“这也是ACP1000研发的意义所在。因此,ACP1000的研发一直贯穿着‘开放、包容、合作、共赢’的发展理念,充分利用国内外同行优势资源和能力。”

目前全国设备厂、各大高校广泛参与到ACP1000的研发中,如联合哈尔滨工程大学共同研发非能动全壳热量导出系统;联合北京核仪器厂共同研制堆芯中子通量测量装置;联合中国一重等重型设备厂一起攻关主设备制造;采用南阳油田蒸汽设施验证蒸汽发生器冷水分离装置的性能……

不仅如此,中核集团还将触角延伸到了国外,充分利用国际的优势资源和能力,提升自身技术水平:与美国合作研发主管道断裂破前漏(LBB)技术、与西屋公司合资研发数字化仪控系统、与法国合作攻关非能动氢复合器的技术……

实现梦想: 中国核电技术走出国门

随着研发的深入,开始谈及ACP1000的产业发展。市场的需要是最大的牵引, ACP1000市场开拓正在积极稳步推进,目前ACP1000的目标工程有福清5、6号机组、巴基斯坦K2、K3机组、阿根廷核电项目等。

翻开福清5、6号机组设计进度表:2012年3月,启动初步设计;2012年11月,完成核岛负挖图;2012年12月,完成初步安全分析报告(PSAR)编制……一切都在按计划进行,2013年年底,ACP1000依托工程——福清5号机组将具备浇灌第一罐混凝土的条件,目前现场准备工作正朝着这一目标积极推进。

ACP1000核电项目不仅要取得研制成功、市场成功,还必须实现产业化并走出国门。这是ACP1000肩负的使命。经历十几年的研发风风雨雨,核工业人瞄准的已不仅是圆“拥有中国自己的核电”的梦想,更多的努力是要在国际核电市场打出一片自己的天地,打出“中国核电”品牌,托起核电强国的大梦想。

因此,在推进国内ACP1000核电工程的同时,中核集团积极实施“走出去”战略,大力加强核电出口项目的组织协调。

如巴基斯坦K2、K3项目工作已取得进展:经过六轮合同谈判,固化了所有合同条款和附件,近期将签定合同。

除巴基斯坦之外,ACP1000核电市场推广还走向了阿根廷市场:在阿根廷核电市场当时有7个国家8个核电技术方案进行激烈竞争的情况下,经过多方努力, ACP1000核电技术通过阿方复评,获得阿方资格预审证书。目前,中核集团已成立专项工作组,在集团公司主管领导的亲自指挥下,正按合同模式、融资、技术转让和燃料供应四个部分编制项目建议书提交阿方,同时积极向国家政府部门报告,争取获得国家层面的支持与推动。

这次,人们可以放心,与CNP1000、CP1000不同,ACP1000是幸运的,它的诞生有着“天时、地利、人和”的条件而且在稳步推进,其成果也向世界表明:对于三代核电的研发建设,中国已经有足够的综合实力和科技水平,有足够的决心和信心。

九万里风鹏正举,ACP1000正在以“不敢懈怠”之姿,加紧前进,也许就在一年之后,这个核工业人孕育了十几年的梦想,很快会随着福清5、6号机组浇灌第一罐混凝土而最终变成现实。

来源:《中国核工业》
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