歷經8年 他們給「華龍一號」穿上「金鍾罩」

「能抗住大飛機撞擊、航油的燃燒,內殼和外殼之間形成負壓,即使內殼受損,放射性物質也不會泄漏到環境中去。」近日,中核集團首席專家、中國核電工程有限公司總工程師、「華龍一號」總設計師邢繼說,「華龍一號」核電機組——中核集團福建福清核電5號機組投入商業運行,其安全殼是保證電站安全的最後一道實體屏障,對於核電站的安全至關重要。

歷經8年 他們給「華龍一號」穿上「金鍾罩」

非能動安全殼熱量導出系統綜合驗證實驗裝置受訪者供圖

◎通訊員 霍 萍 本報記者 李麗雲

2月18日,記者獲悉,哈爾濱工程大學(以下簡稱哈工程)核學院孫中寧教授科研團隊主導參與了「華龍一號」至關重要的國際首創核電站工程應用技術——非能動安全殼熱量導出系統的設計研發,解決了一項世界性難題。

我國要求按照「國際最高安全標准」建設核電站,要實現此目標,需要解決的關鍵問題之一,就是當發生全廠斷電事故時,仍能高效排出安全殼內的巨量衰變熱,保證電站的最後一道實體屏障——安全殼不會發生超壓破壞。但這是一個長期沒有解決的世界性難題。

「華龍一號」是我國研發的首個擁有完整自主知識產權的三代核電機組,採用了雙層混凝土安全殼設計方案,該方案的顯着優點是充分利用混凝土安全殼設計與運行的成熟經驗,具有良好的反應堆功率擴展適應性。但其內層安全殼厚度達1.3米,外層安全殼厚度達到1.8米,厚重的混凝土牆體對安全殼空間熱量的非能動導出造成巨大困難,這亦是長期沒有解決的難題。

2011年開始,孫中寧教授帶領團隊與中國核電工程有限公司組成聯合研發團隊,開展非能動安全殼熱量導出系統研究。通過不懈努力,僅用兩年時間就完成了從機理研究到原理性實驗,再到關鍵設備和整個系統的研製和工程化設計。2012年年底,科研團隊在學校建成了世界最大的「非能動安全殼熱量導出系統綜合實驗台架」,用了近一年時間,對研製系統進行了1∶1綜合性能驗證實驗,完成了與雙層混凝土安全殼相適應的非能動熱量導出系統工程化研製。

從2014年開始,聯合研究團隊開始進行「華龍一號」安全殼熱工水力特性綜合實驗台的設計工作,用於檢驗所研製系統在反應堆嚴重事故中,是否真正能夠保證安全殼不超壓。這也是國家核安全監管部門批准「華龍一號」首堆裝料的前置條件。

在此後4年時間里,團隊成員齊心協力,在中國核電工程有限公司研發基地建起了大規模綜合實驗裝置,完成了11類數十次實驗。

2018年8月29日是團隊難忘的日子,那天凌晨,團隊完成了最後一次實驗,研製系統的排熱能力遠超預期,「華龍一號」安全殼防護實現了由「能動」向「非能動」的跨越,團隊8年付出終於獲得了豐厚回報。

2020年年底,經鑒定,該技術總體達到國際領先水平。目前,除了剛剛實現商業運行的福清5號機組外,在建的福清6號機組,巴基斯坦卡拉奇2、3號機組,以及漳州核電的1、2號機組均應用了項目團隊研發成果。

來源:cnBeta