“玲龍一號”全球首堆的安裝工作步入高峰期。

▲圖為“玲龍之心”吊裝現場。中核集團/供圖
藍天白云、陽光沙灘、椰風海韻……提到海南,人們往往會聯想到這樣的畫面?!吨袊茉磮蟆酚浾呓兆哌M全球首個商用核電小堆核心模塊吊裝現場——海南昌江核電基地,領略了不一樣的海南。
8月10日,中核集團旗下中國核電投資控股的中核海南多用途模塊式小型堆科技示范工程“玲龍一號”反應堆核心模塊(玲龍之心)吊裝成功,壓力容器、蒸發器等關鍵設備一步到位,“玲龍一號”全球首堆的安裝工作步入高峰期。
小型堆具有哪些特點與優勢?為什么我國模塊式小型堆建造能走在世界前列?《中國能源報》記者就此在現場展開采訪。
建設現場井然有序
8月10日,海南昌江最高氣溫33攝氏度,但還不到早上7點,太陽已經烤得皮膚火辣辣。不到2個小時,已經有未做防護措施的同行人臉被曬得通紅。長袖長褲、安全帽、防砸鞋——進入現場前,這是所有人均需換上的安全裝備。一入現場,隨處可見的安全質量公告牌也時刻提醒著每一位施工人員安全作業的重要性。施工現場并沒有想象中的嘈雜,相反,竟然意外的安靜。每位工人各司其職,指揮者手中則人手一臺對講機,以此進行指揮交流工作。就是在這樣的環境下,全球首個商用核電小堆“玲龍之心”吊裝成功。
據了解,此次現場吊裝的“玲龍之心”是“玲龍一號”反應堆核心模塊,是“玲龍一號”名副其實的核心部件,由中核集團中國核動力研究設計院自主設計和采購,中國第一重型機械股份公司承制,是100%的中國制造,集成了壓力容器、蒸發器、主泵接管,并取消了主管道。其中,蒸汽發生器內置在反應堆壓力容器里,吊裝前,蒸汽發生器就已在工廠與反應堆壓力容器完成組焊,是制造難度最高、最具代表性的“工廠化預制、模塊化制造”核電主設備,其設計創新既提高了核電站安全性和可靠性,又極大地縮短了工期,提高了經濟性。

▲圖為“玲龍之心”吊裝現場。中核集團/供圖
海南核電工程管理處副處長趙龍向《中國能源報》記者介紹,以往大堆的壓力容器高13米,直線內徑4米多,而小堆高9米多,內徑3米多。雖然小堆更加小巧,且已采取工廠化一體化制造,不像以往的主系統安裝至少要半年以上,但吊裝過程仍然需要5-6個小時。“核島內置了16臺直流蒸發器,精密度要求非常高,都是零點幾毫米級的,這對于整個吊裝過程中的加速度控制要求比較嚴,所以,整體吊裝移動速度必須控制得十分嚴格。”
為確保工程質量全面可控,項目團隊統籌謀劃設備驗收、出廠、轉運、接收、吊裝工作,在監管部門全程嚴格監督下,海監、設備廠商、現場建設團隊通力配合,有效克服天氣復雜多變、設備穩定性要求高、首堆經驗缺乏等多種困難。
例如,“玲龍一號”采用開頂法施工,海南地區臺風天氣頻發,給吊裝工作帶來了不小的挑戰。“開頂法施工最難控制的就是降水,所以我們在廠房里設置了可以自由活動的防雨設施——一個自動伸縮的防雨棚,內部還有多層底部的防雨措施,下雨時,我們還有專門設置的引水通道、積水點,把水可以引到一個積水坑里面,再把它抽出去。”趙龍說。
攻堅克難首堆落成
“玲龍一號”作為全球首個商用核電小堆示范工程,沒有建設經驗可循,為何我國能成功打破“首堆必拖”的魔咒?
中國核動力研究設計院“玲龍一號”壓力容器技術專家曾鵬表示,建設中確實遇到并解決了很多難題。“比如,雖然運輸過程中有很多不可控,但制造廠在做主干工作的時候會比現場有很多優勢,通過多次調研以及準備工作,細化了運輸方案,最終實現整體核心模塊一起運到現場,且各項檢查滿足要求。”

▲圖為“玲龍之心”吊裝現場。中核集團/供圖
趙龍表示,這也得益于我國核能行業的不間斷發展。“比如,中核集團長久以來積累了全產業鏈的設計研發和制造經驗,又經過秦山、大亞灣第一代核電的技術積累,后續AP1000的引進,以及‘華龍一號’的順利投產等,我們已經把核電廠建設全部摸透。”
趙龍進一步表示:“因為首堆建設沒有經驗可循,建設中仍然會有很多預想不到的事情發生。但首堆工程設計、采購、施工都在中核集團內部進行,現場安裝過程中,所有的單位都在現場,確保第一時間解決問題,從而全程保證設備的安全質量可靠。”
海南核電副總經理鄧曉亮表示,“玲龍一號”無論占地面積、建筑面積還是容積,都比“華龍一號”小很多,后續還會進一步優化,把它變得更小。今后,其建設周期還將進一步縮短。“我們的目標是做到雙‘四十’,也就是40個月的工期,40個億的成本。”
為世界帶來中國技術
作為全球首個通過國際原子能機構(IAEA)通用安全審查的小型模塊化壓水反應堆,自設計之初,“玲龍一號”就不止于發電,還具有熱電聯供、水電聯供、城市區域供熱、海水淡化、工業工藝供熱、自備電廠等多種用途。建成投運后,預計每年發電量可達10億度,可滿足52.6萬戶家庭用電需求。同時,每年可減少二氧化碳排放量約88萬噸,相當于一年植樹750萬棵。
趙龍表示,“玲龍一號”不僅能給海南國際自貿港提供綠色清潔能源,同時作為全球首堆,也代表著我國小型堆技術走在世界前列。“未來,小型堆很可能在國際上大有發展。小型堆很多核心安裝工作可以在廠家制造廠里完成,對于本地施工技術難度要求相對較低,再加上小堆成本低、建設周期短,一些國家若想發展核電,或可優先選擇小型堆。”

▲圖為“玲龍之心”吊裝現場。中核集團/供圖
“玲龍一號”落址海南也有這一層的考量。鄧曉亮表示,選在海南昌江,除了這里原先就有核電基地的廠址外,最主要的還是支持海南自貿港的建設。“我們在這里建好首堆示范工程,以后出口可以利用自貿港的便利條件,更有助于‘玲龍一號’技術的輸出。”
值得一提的是,在美麗的海南島,中核正在打造核電世界級工業旅游景區。海南核電黨委書記魏智剛表示:“目前我們在昌江養殖國家二級保護動物白蝶貝。其對水質要求極高,是一種特別敏感的動物,但我們已經實現成功養殖,珊瑚也長得特別好。這項試驗的成功充分證明核電是安全清潔的。”
魏智剛進一步表示,小型堆是繼“華龍一號”之后中核集團重點推進的又一重大的戰略性項目,是我國核電技術走出去的新名片,也是我國成為國際科技創新引領者的重要機遇。目前“玲龍一號”整體狀況良好,打破了“首堆必拖”的魔咒,也展現了中國的核技術能力和核建造能力,實現了我國核電行業從跟跑到并跑再到領跑的轉變。
鄧曉亮表示:“接下來,根據集團公司以及海南核電的未來發展與規劃,我們也提出了新目標,希望通過‘玲龍一號’的引領作用,為國際市場提供中國的核能新產品與服務,帶動設備制造、技術理念走出去,為世界‘雙碳’愿景作出新的貢獻。”
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