核反應堆作為整個核動力工程的核心技術之一,其功能性、安全性和先進性直接決定整個核動力工程的性能。“華龍一號”作為中國第三代核電自主品牌,代表中國高端制造技術揚帆出海的兩大名片之一,凝聚著中國核動力研究設計院幾代工程科研人員的共同心血。
中國核動力研究設計院系統(tǒng)性研發(fā)出“華龍一號”、“玲龍一號”等龍系列反應堆成套技術,打造了華龍一號“龍”系列反應堆裝備品牌,隨著華龍一號全球首堆“騰飛”在即,就讓我們一起來走近這條核動力巨龍的各個部位,一覽科技之美。
“龍首”
“華龍一號”——“龍首”反應堆一體化堆頂結(jié)構(gòu)是核動力院自主設計、自主制造和自主供貨,具有自主知識產(chǎn)權的壓水堆堆頂結(jié)構(gòu),采用集成化設計理念,實現(xiàn)了設備一體化和功能集成化。
該設備減少了反應堆開扣蓋時操作步驟,節(jié)省反應堆開扣蓋時間約40%,采用圍筒結(jié)構(gòu)形式,能夠屏蔽RPV頂蓋上方80%以上的輻照劑量。
相對于二代加反應堆,研制成果可為單個機組反應堆整個壽期內(nèi)(60年)可帶來4億元人民幣的經(jīng)濟效益。
達到了第三代反應堆堆頂裝置技術水平,能夠有效提高反應堆的經(jīng)濟性和安全性,具有較高的經(jīng)濟效益和廣闊的應用前景。
“龍軀”
“華龍一號”——“龍軀”反應堆壓力容器具有完全自主知識產(chǎn)權,滿足三代核電安全和功能要求。壓力容器質(zhì)量要求高,制造難度大,整個壽期內(nèi)不可更換。
設計嚴格遵循法規(guī)要求,并充分借鑒吸收二代加的成熟設計、制造、試驗和運行經(jīng)驗。采用了多項技術改進,如設計壽命提高到60年、取消了下封頭貫穿件等。設計立足于國內(nèi)制造廠的裝備和制造水平,能夠完全實現(xiàn)國產(chǎn)化。
“龍骨”
華龍一號”——“龍骨”反應堆堆內(nèi)構(gòu)件是指反應堆壓力容器內(nèi)除燃料組件及其相關組件、堆芯測量等以外的所有堆芯支承結(jié)構(gòu)件和堆內(nèi)結(jié)構(gòu)件,堆內(nèi)構(gòu)件從結(jié)構(gòu)上分為上部堆內(nèi)構(gòu)件、下部堆內(nèi)構(gòu)件、壓緊彈簧和其他直屬件。其主要功能是為堆芯提供支承和定位,為控制棒組件提供保護和可靠的導向,為冷卻劑提供流道并合理分配流量。
“龍骨”堆內(nèi)構(gòu)件具有完備的自主知識產(chǎn)權,開展了包含流致振動、驅(qū)動線、整體水力大模擬等方面完整的設計分析和試驗驗證,是豐富設計經(jīng)驗的結(jié)晶。
“龍御”
反應堆壓力容器支承是核電站反應堆及一回路系統(tǒng)的關鍵支承設備,其主要功能為承受反應堆本體及相關設備和介質(zhì)的載荷,并將載荷傳遞給堆坑混凝土基座。壓力容器支承不能維修,亦不可更換,屬于電站永久性設備。
“華龍一號”——“龍御”反應堆壓力容器支承在吸收二代、二代加壓力容器支承成熟的設計經(jīng)驗基礎上,創(chuàng)新地使用了懸臂梁型支承結(jié)構(gòu)形式,使支承上法蘭相對于下法蘭向內(nèi)懸空,解決了堆腔淹沒系統(tǒng)帶來的堆坑外擴問題,滿足三代核電安全和功能要求。
“心臟開關”
“心臟開關”控制棒驅(qū)動機構(gòu)是反應堆本體唯一運動設備,是反應堆最關鍵設備之一。核動力院與四川華都核設備制造有限公司聯(lián)合研制的ML-B型驅(qū)動機構(gòu)在設計上采用了多項創(chuàng)新設計,樣機已通過1500萬步壽命試驗和0.3g抗震試驗驗證,總體技術處于國際領先水平。
ML-B驅(qū)動機構(gòu)運行壽命創(chuàng)世界紀錄,已成功應用于福清5、6號機組等“華龍一號”堆型,創(chuàng)造產(chǎn)值超過10億元人民幣,節(jié)約外匯約1000萬歐元。
“龍輦”和“龍爪”
此外,還有將重達幾百噸的主設備安全平穩(wěn)地運送到指定位置,設計難度極高,業(yè)內(nèi)首創(chuàng)能夠?qū)崿F(xiàn)直道—彎道—直道行進的重型運載車——“龍輦”。
以及在核反應堆安裝過程中,將重達幾十上百噸的各類設備精確吊裝到指定位置安裝的專用吊具——“龍爪”。
華龍一號反應堆中的“龍”系列設備凝結(jié)著幾代核動力人的心血。如今,華龍即將騰飛,但是科研人員們逐夢的腳步仍未停止,相信在全體核工業(yè)人的努力下,“興核強國”的征途必定會抒寫下更加璀璨的畫卷。