國外內(nèi)在運(yùn)機(jī)組7臺、在建機(jī)組26臺，我國自主研發(fā)的三代壓水堆核電技術(shù)“華龍一號”，是當(dāng)前全球在運(yùn)在建機(jī)組數(shù)量最多的三代核電技術(shù)。不過，對核電技術(shù)研發(fā)人員而言，這個成績僅僅是“華龍一號”向上“生長”的一個全新開端。就像奧林匹克口號所強(qiáng)調(diào)的“更快、更高、更強(qiáng)”一樣，他們瞄準(zhǔn)的，是更安全、更智能、更環(huán)保的目標(biāo)。
那么，如何在現(xiàn)有技術(shù)研發(fā)、工程建造基礎(chǔ)上實施“華龍一號”后續(xù)機(jī)型升級優(yōu)化?《中國能源報》記者近日走進(jìn)位于河北省廊坊市龍河高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)的中核工程先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)基地(以下簡稱“研發(fā)基地”)，探尋答案。
“走，去那邊瞧瞧‘大家伙’!”中核工程科技部副主任劉濤招呼《中國能源報》記者，“咱們的先進(jìn)核電技術(shù)自主創(chuàng)新研究設(shè)施都在那邊，一起去看看，傳說中的‘盤古’‘玄武’長啥樣。”
▲圖為國家重點研發(fā)計劃科研成果——安全殼結(jié)構(gòu)性能實驗平臺(玄武)。朱學(xué)蕊/攝
跟隨劉濤步行不到10鐘，《中國能源報》記者在研發(fā)基地西北角見到了造型各異的“大家伙”。放眼看去，“盤古”由長方體鋼架包圍，粗壯的管廊、樓梯縱橫其間;20多米高“玄武”，巨型圓柱體混凝土“身體”穩(wěn)立于地面。
眼前這兩個“大家伙”，都在為核電站最后一道安全屏障——安全殼進(jìn)行分析驗證工作。安全殼的關(guān)鍵性在于，即使反應(yīng)堆發(fā)生最嚴(yán)重的事故，放射性物質(zhì)仍能全部被封閉在殼內(nèi)而不影響周圍環(huán)境，重要性不言而喻。
“‘盤古’和‘玄武’都是國家重點研發(fā)計劃科研成果，前者是安全殼綜合熱工試驗臺架，后者是安全殼結(jié)構(gòu)性能實驗平臺。”中核工程先進(jìn)核能技術(shù)研究院研發(fā)中心主任陳廣恒介紹，“盤古”主要用于研究安全殼大空間熱工水力行為、復(fù)雜隔間內(nèi)氣體擴(kuò)散與運(yùn)輸特性、多種事故緩解措施與大空間熱工水力行為的耦合特征，以及為安全殼熱工分析軟件提供驗證平臺。“玄武”以“華龍一號”為原型，尺寸和容積均位列世界第一，主要開展安全殼打壓試驗研究、模擬嚴(yán)重事故熱耦合工況下結(jié)構(gòu)性和包容能力研究、安全殼監(jiān)測技術(shù)智能化平臺技術(shù)研究，以及安全殼老化管理等研究。
“科研設(shè)施為什么叫‘盤古’‘玄武’?”面對疑問，現(xiàn)場科研人員解釋，“盤古”是研發(fā)基地首個建成的大型試驗設(shè)施，近年不僅產(chǎn)出一批科研成果，而且培養(yǎng)出一批人才，已成為核能科技創(chuàng)新的一個基礎(chǔ)科研平臺，服務(wù)國內(nèi)外多臺“華龍一號”機(jī)組。“‘盤古’意指開天劈地，說明研發(fā)基地創(chuàng)新研究的開創(chuàng)性和引領(lǐng)性。‘玄武’在《山海經(jīng)》中是烏龜形象，寓意安全殼能像烏龜殼一樣安全堅固。”
樸素愿望的背后，是核電研發(fā)人員對自主創(chuàng)新的矢志堅持和對核安全的極致追求。在研發(fā)基地的安全殼與安全系統(tǒng)綜合試驗臺架廠房內(nèi)，中核工程先進(jìn)核能技術(shù)研究院創(chuàng)新中心副主任、中核集團(tuán)華龍后續(xù)機(jī)型副總設(shè)計師姚迪講述了自己和團(tuán)隊的初心。
在他看來，平均年齡不到35歲的華龍后續(xù)機(jī)型研發(fā)設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計團(tuán)隊眼下所做的事，是一件關(guān)乎 “華龍一號 ”生命力的事，更是一件關(guān)乎核能未來的事。
“面向綠色低碳的未來，核能利用潛力巨大。我們現(xiàn)在所面臨的，是如何解決國內(nèi)外的市場需求與公眾接受度的矛盾，以及如何解決新興技術(shù)快速發(fā)展與核電技術(shù)緩慢發(fā)展的矛盾。”姚迪說，這些矛盾，正是研發(fā)設(shè)計華龍后續(xù)機(jī)型的直接背景和動力。
凡事預(yù)則立。其實，早在2018年，中核集團(tuán)就啟動了“創(chuàng)新2030”工程，布局華龍后續(xù)機(jī)型持續(xù)創(chuàng)新優(yōu)化和升級迭代，并于2020年下達(dá)“華龍后續(xù)機(jī)型研發(fā)”任務(wù)書，鎖定具體的領(lǐng)先指標(biāo)、領(lǐng)創(chuàng)技術(shù)和性能提升任務(wù)，直指更安全、更智能、更環(huán)保目標(biāo)，以“應(yīng)用一代、示范一代、在研一代、預(yù)研一代”為愿景，開展設(shè)計研發(fā)和工程建設(shè)工作。
具體到研發(fā)基地，作為華龍后續(xù)機(jī)型研發(fā)項目關(guān)鍵裝置，安全殼與安全系統(tǒng)綜合試驗臺架肩負(fù)重任。“臺架有14個系統(tǒng)、35臺設(shè)備，共計400余臺工藝閥門、2300多米管道，目前正在進(jìn)行調(diào)試，預(yù)計今年年中完成主要試驗。”試驗主管、華龍后續(xù)機(jī)型堆工系統(tǒng)總師楊長江介紹。
姚迪進(jìn)一步補(bǔ)充：“這是一個集綜合性、復(fù)雜性及先進(jìn)性于一體的大型裝置，主要用于驗證華龍后續(xù)機(jī)型安全系統(tǒng)設(shè)計的有效性，支持安全審評，并全力保障后續(xù)機(jī)型研發(fā)安全性、先進(jìn)性等目標(biāo)實現(xiàn)，為后續(xù)機(jī)型先進(jìn)設(shè)計和解決關(guān)鍵技術(shù)難題提供研究基礎(chǔ)和技術(shù)保障。”
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