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中国核电“华龙出海”展翅高飞

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发布时间:2020-09-18 09:34:17

中国核电“华龙出海”展翅高飞





9月4日下午,位于福建的中核集团福清核电站 5 号机组开始进行核燃料首次装载,这也是全球第一个走入填料流程的“华龙一号”核反应堆。首次装料是核电站开始商业运行、并网发电前最重要的环节,在这一阶段,全新的核燃料组件会被依次装入堆芯的压力容器中,之后,机组将进入带核调试阶段,核反应堆开始发生反应。


填料也是核电站有核试验和无核试验的分界点。在填料前,反应堆只是没有灵魂的空壳,在填料后,核电站才有了动起来的能力,真正严峻的安全考验也将随之而来。


福清核电站5号机组,第1组燃料组件顺利入堆,图源:新华社福清核电站5号机组,第1组燃料组件顺利入堆,图源:新华社

开始填料也标志着,我国自研核电机组“华龙一号”正式进入了带核调试阶段,向建成投产迈出了重要一步。


代号“华龙一号”

和大众熟知的秦山、大亚湾、田湾不同,“华龙一号”并不是某座核电站的名字,而是我国自主研发的第三代压水堆核电站技术的代称。


也就是说,华龙一号不止可以出现在福清,也可能出现在未来的秦山、大亚湾,甚至会出现在巴基斯坦、阿根廷、英国这些合作国家的核电站里。


华龙一号比例缩小模型华龙一号比例缩小模型

尽管在华龙一号出现之前,我国已经能够自行设计建造核电站,但是核电站里的反应堆堆芯使用的仍旧是法国设计的 157 核燃料组件布局,而华龙一号则是我国自主研发的第三代核电技术,采取了目前世界上独一无二的 177 装载方案。


据华龙一号工程师介绍,法国设计的 157 方案内包括 157 组核燃料组件,而华龙一号在国外通用的 157 布局的基础上,每边再增加 5 组组件,共使用 177 组组件。增加组件后,华龙一号的堆芯换料周期更长,可以由通常的 12 个月延长至 18 个月,整体功率更大,可以达到百万千瓦级别,同时堆芯功率密度降低(堆芯体积变大),安全性能也有所提升。


华龙一号反应堆堆芯,不久后这里将会装满核燃料棒华龙一号反应堆堆芯,不久后这里将会装满核燃料棒

而堆芯插入完成后,反应堆压力容器就会徐徐启动,用 15.4 兆帕的压力把堆芯拘束在其中。


华龙一号压力容器华龙一号压力容器

据央视报道,华龙一号共获得了 700 余件专利和 120 余项软件著作权,涵盖了燃料运行、反应堆维护技术等多个领域,是真正的国产核电。在华龙一号使用的全部技术中,国产率超过了 85%。


装料挑战重重

把燃料棒插入堆芯并不容易。


华龙一号用到的核燃料组件由 17x17 的核燃料单元构成,仅一个组件就高 4 米多,重 670 公斤,堪称庞然大物。核燃料组件不仅大,而且危险。每一个燃料单元拆开来,都是锆合金包着铀燃料,处理起来必须小心翼翼,确保每一组燃料组件的安装都谨遵标准规范以及操作规程,因此往往装配一组燃料就要用掉半个多小时。


而像这样的流程要不断重复 177 次,整个填料过程会持续近一周。