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反應(yīng)堆核心模塊吊裝成功 為“玲龍一號(hào)”裝上“心臟”

發(fā)布時(shí)間:2023-08-29 15:09:00來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào)

  ◎?qū)嵙?xí)記者 吳葉凡

  8月10日,海南昌江,在碧海藍(lán)天的輝映下,2000噸履帶式起重機(jī)吊著一顆銀白色“心臟”緩緩移動(dòng)。歷時(shí)5時(shí)48分,這顆“心臟”被穩(wěn)穩(wěn)地安放在核島中央。

  “玲龍一號(hào)”(ACP100)是全球首個(gè)陸上商用小型核反應(yīng)堆,也是中核集團(tuán)在成熟壓水堆核電站和核電技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型核反應(yīng)堆,這顆“心臟”就是“玲龍一號(hào)”反應(yīng)堆核心模塊——“玲龍之心”?!傲猃堉摹表樌跹b就位,意味著“玲龍一號(hào)”迎來(lái)核島關(guān)鍵設(shè)備安裝的第一個(gè)里程碑節(jié)點(diǎn),距離“玲龍一號(hào)”正式建成投運(yùn)已為期不遠(yuǎn)。

  開(kāi)頂法讓“心臟”精準(zhǔn)到位

  10日凌晨,中核機(jī)械工程有限公司吊裝技術(shù)能手楊西山早早來(lái)到“玲龍一號(hào)”吊裝現(xiàn)場(chǎng)。即使已經(jīng)參與過(guò)多個(gè)重大核電設(shè)備的吊裝工作,他也不敢掉以輕心,反復(fù)細(xì)致地檢查設(shè)備,因?yàn)榻裉斓戎模且粓?chǎng)前所未有的“硬仗”。

  簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),楊西山此次的任務(wù),就是讓“玲龍之心”住進(jìn)位于核島的“房子”里。但這并不容易,因?yàn)椴粌H要“請(qǐng)進(jìn)去”,還要“請(qǐng)到位”。

  小型堆(以下簡(jiǎn)稱(chēng)小堆)是指電功率在30萬(wàn)千瓦以下的核反應(yīng)堆?!傲猃堃惶?hào)”的功率只有12.5萬(wàn)千瓦,整個(gè)機(jī)組占地面積不到普通大型反應(yīng)堆(以下簡(jiǎn)稱(chēng)大堆)的一半。以往大堆吊裝時(shí),會(huì)留出足夠大型機(jī)械運(yùn)輸?shù)耐ǖ?,但小堆不如大堆寬敞,因此這次吊裝只能采用開(kāi)頂法,即暫時(shí)不扣“屋頂”,把“玲龍之心”從上面吊進(jìn)核島內(nèi)。

  開(kāi)頂法最難控制的是降水,8月的海南正值雨季,加上臺(tái)風(fēng)襲擾,吊裝工作要“看天吃飯”。吊裝團(tuán)隊(duì)緊盯天氣動(dòng)向,最終等到了10日這樣一個(gè)晴朗風(fēng)小的好天氣。

  “請(qǐng)到位”是指吊裝精度要高,核心模塊就位后要求位置度偏差在0.5毫米以?xún)?nèi),水平度偏差在0.3毫米以?xún)?nèi)。為了到達(dá)精準(zhǔn)的吊裝位置,核島內(nèi)放置了預(yù)先設(shè)計(jì)好的精準(zhǔn)調(diào)整裝置,還使用了全站儀實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量。包括楊西山在內(nèi)的施工單位相關(guān)人員更是提前做足準(zhǔn)備工作,不斷模擬推演、熟悉流程。在正式吊裝時(shí),大家默契十足,操作熟練。

  8月10日10時(shí)46分,“玲龍一號(hào)”反應(yīng)堆核心模塊精準(zhǔn)就位?!俺晒α?!”已在現(xiàn)場(chǎng)奮戰(zhàn)幾百個(gè)日夜的建設(shè)者們歡呼雀躍,慶祝這一振奮人心時(shí)刻的到來(lái)。

  模塊化技術(shù)降低生產(chǎn)成本

  看著吊裝成功的“玲龍之心”,記者不禁有些好奇,以往的核反應(yīng)堆不僅要把核心設(shè)備安裝進(jìn)核島內(nèi),還需要在現(xiàn)場(chǎng)施工,進(jìn)行主管道焊接等一系列工作,過(guò)程十分繁瑣,為何“玲龍一號(hào)”的吊裝過(guò)程如此便捷?

  “玲龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師宋丹戎向記者揭開(kāi)了謎底:“答案就是一體化設(shè)計(jì)、模塊化制造?!?/p>

  原來(lái),核反應(yīng)堆有兩大關(guān)鍵設(shè)備——反應(yīng)堆壓力容器和蒸汽發(fā)生器,傳統(tǒng)的大堆一般是壓力容器和蒸汽發(fā)生器彼此獨(dú)立,需要現(xiàn)場(chǎng)安裝并焊接主管道。

  而“玲龍一號(hào)”的設(shè)計(jì)直接去掉了主管道,將蒸汽發(fā)生器安裝在壓力容器內(nèi)部,形成了緊湊的一體化反應(yīng)堆模塊。此次吊裝前,蒸汽發(fā)生器就已經(jīng)在工廠與反應(yīng)堆壓力容器完成了組焊,運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后可以直接吊裝。

  “傳統(tǒng)的大堆類(lèi)似家用的臺(tái)式電腦,小堆如同小巧靈活的筆記本電腦,各個(gè)設(shè)備都集中到一起了?!彼蔚と纸o出了通俗的解釋。

  麻雀雖小,五臟俱全,要把分散的設(shè)備集成為一體化的模塊,并不是放進(jìn)去就大功告成,更需要保證彼此之間“和平相處,互不干涉”。為了達(dá)到設(shè)計(jì)方案的最優(yōu),“玲龍一號(hào)”設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)反復(fù)摸索,一根電纜、一個(gè)閥門(mén),甚至是一堵墻的位置都要通過(guò)三維建模來(lái)分析確定。

  “工廠組裝、現(xiàn)場(chǎng)安裝”的模塊化技術(shù)創(chuàng)新更是經(jīng)過(guò)了多重論證,宋丹戎回憶起焊接方案的確定過(guò)程:“材料、工藝焊接、力學(xué)分析等諸多專(zhuān)業(yè)人員,把整個(gè)過(guò)程全部考慮一遍,經(jīng)過(guò)大量的、甚至是非常保守的分析,最后才確定在工廠組合焊接后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)?!币惑w化的設(shè)計(jì)不僅縮小了反應(yīng)堆體積,還消除了主管道斷裂造成冷卻劑喪失等事故發(fā)生的可能性,提高了核電站安全性和可靠性;模塊化技術(shù)既可以制造批量化生產(chǎn),降低成本,又極大地縮短了工期。

  多用途性帶來(lái)良好市場(chǎng)前景

  “吊裝成功后,其余設(shè)備的安裝也會(huì)很快結(jié)束,這意味著更艱難的調(diào)試工作即將開(kāi)始?!彼蔚と置靼?,吊裝不是終點(diǎn),未來(lái)還有很多關(guān)要“闖”?!傲猃堃惶?hào)”機(jī)組的各個(gè)設(shè)備、儀表能否正常運(yùn)行,是否存在缺陷,這些都需要等到現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試階段才能發(fā)現(xiàn)。而因?yàn)樵O(shè)備已經(jīng)安裝就位,解決問(wèn)題的難度也增加了。

  “玲龍一號(hào)”預(yù)計(jì)于2026年上半年并網(wǎng)發(fā)電,建成后年發(fā)電量可達(dá)10億千瓦時(shí),滿(mǎn)足52.6萬(wàn)戶(hù)家庭生活所需。但做小堆的初衷其實(shí)不是和大堆去“拼發(fā)電”,而是要實(shí)現(xiàn)核能的多用途。

  小堆雖小,作用不小?!俺藗鹘y(tǒng)核電站所具備的功能,小堆還更加適用于城市供熱、工業(yè)供汽、海水淡化、石油開(kāi)采、偏遠(yuǎn)地區(qū)及孤網(wǎng)熱電聯(lián)供、燃煤熱電機(jī)組替代等應(yīng)用?!彼蔚と终f(shuō)。

  小堆因其安全性、部署靈活性及多用途等的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在全球市場(chǎng)也顯示出良好前景?!啊猃堃惶?hào)’的多用途性在國(guó)外很受歡迎,它對(duì)于很多電網(wǎng)規(guī)模小、人口數(shù)量少的國(guó)家非常適用,未來(lái)大有可為?!薄傲猃堃惶?hào)”副總設(shè)計(jì)師秦忠說(shuō)。

  碧波躍玲龍,重器出國(guó)門(mén)。未來(lái),“玲龍一號(hào)”將作為中國(guó)核電一張新的名片,推動(dòng)中國(guó)核能走向世界,為核電技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。

(責(zé)編:陳濛濛)

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