天下 | “玲龍一號”成功吊裝反應堆核心模塊，“核能充電寶”裝上了顆“大心臟”

(資料圖)

▲“玲龍一號”吊裝反應堆壓力容器。8月10日一早，隆隆的機械轟鳴聲，打破南國椰林的寧靜。在海南昌江核電站，全球首個建造的陸上商用模塊化小型壓水堆“玲龍一號”施工現(xiàn)場，巨靈神般威武的大型履帶吊車，將重達300噸、高約3層樓的圓柱形反應堆壓力容器，從地面穩(wěn)穩(wěn)吊起，越過一旁核島廠房高聳的外墻，再溫柔地一點點放下去。經(jīng)過數(shù)小時連續(xù)作業(yè)，終于，壓力容器中部探出的四支粗壯“胳膊”，精準搭上核島堆腔四個支撐座凹臺，兩者仿佛緊緊相擁在一起，四周隨之響起熱烈的掌聲……這是值得紀念的一天，“玲龍一號”終于有了“玲龍之心”?！踹\行走。小堆賽道，“玲龍”領跑

在核能和平利用領域，小型反應堆（小堆）是近年來備受關注的一條新賽道。一方面，市場空間巨大。全球投入商業(yè)運營的幾乎都是大型反應堆（大堆），功率大、身價高。以第三代機組為例，單機組輸出功率普遍超過100萬千瓦、造價超過200億元。導致發(fā)達國家雖然負擔得起，但因為用電需求增長平緩，大堆建好后可能面臨開工不足；發(fā)展中國家雖然用電缺口大，但財力有限，往往只能“望堆興嘆”。國際市場亟需更具性價比的小堆，去填補大堆無法覆蓋的空白。另一方面，賽道上的“選手”少之又少。眼下躋身小堆賽道的，有來自18個國家的近百種堆型?？粗狒[，但因為種種原因，大部分仍停留在設計圖或幻燈片階段，僅部分堆型有望在3到5年內(nèi)落地。中核集團研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權的“玲龍一號”，依靠“小步快跑”策略，將創(chuàng)新技術與成熟系統(tǒng)配套使用，在競爭中逐漸脫穎而出，成為全球首個通過國際原子能機構安全審查的三代小型反應堆?！靶沦惖郎?，‘玲龍一號’是代表中國的領跑者?！焙Ｄ虾穗娪邢薰靖笨偨?jīng)理鄧曉亮告訴記者，“至少未來3年內(nèi)，它將具有明顯先發(fā)優(yōu)勢?！睋?jù)介紹，本次安裝的壓力容器，是反應堆最核心、最關鍵的模塊，集成了壓力容器、主泵連接管、蒸汽發(fā)生器等多個重要設備，未來核燃料就加裝在里面，并通過可控的核裂變反應，源源不斷地釋放出能量。按照計劃，后續(xù)“玲龍一號”還將完成機電設備等“骨骼和肌肉”、管道等“血管”、電氣儀表等“神經(jīng)系統(tǒng)”的各項安裝，并進行冷試、熱試、臨界等多輪調試與測試。預計到2026年初，剛剛安裝的這顆“大心臟”，將會真正“躍動”起來。

▲“玲龍一號”預制開工。小身板，但能派大用場

有個形象的比喻說，大堆就像臺式電腦，主機、鍵盤、顯示器，散開來能擺滿一張桌子，“玲龍一號”則像一臺筆記本電腦，比性能未必占優(yōu)勢，但勝在“小、快、靈”。小，指體積和功率?！傲猃堃惶枴焙藣u建筑包括地下2層和地上3層，機組總占地面積約4個足球場，功率12.5萬千瓦，年發(fā)電量10億度。對沒見過核電機組的人來說，這已經(jīng)算是個“大家伙”，但對比其他大堆發(fā)現(xiàn)，“玲龍一號”的確玲瓏，反應堆半徑只有大堆約一半，占地面積少三分之一，甚至整個壓力容器看起來還沒有大堆1臺蒸汽發(fā)生器體積大。快，說的是工期。核電行業(yè)有一句玩笑話，“建設期間大把燒錢，建完之后躺著賺錢”，點出了核電機組工期與成本以及市場競爭力之間的關系。由于采用模塊化建造，很多設備可以在工廠生產(chǎn)制造，再運輸?shù)浆F(xiàn)場直接安裝，這種“搭積木”式建造方式大大縮短了工期。鄧曉亮說，目前海南核電提出了“雙40”的目標，即批量化生產(chǎn)后，單機組造價40億元、建設周期40個月。靈，代表了靈活的使用方式和豐富的應用場景?！傲猃堃惶枴惫β什淮螅猛緩V泛，能服務城市和工業(yè)，也能為海洋資源開發(fā)提供助力，一臺不夠還可以進行多模塊組合，在業(yè)內(nèi)被戲稱作“核能充電寶”?！澳脕戆l(fā)電，可以滿足50萬戶家庭生活所需；拿來供熱，每年可以提供600萬吉焦熱量；拿來淡化海水，每天可以生產(chǎn)48000噸蒸餾水。此外，還可以為周邊地區(qū)制冷、提供蒸汽等?！编嚂粤两榻B道，距離昌江核電站3公里處有一座產(chǎn)業(yè)園，眼下已和園內(nèi)部分企業(yè)達成協(xié)議，今后“玲龍一號”將在更多領域大顯身手。

▲“玲龍一號”施工現(xiàn)場離用戶更近，安全性更高

對于核電機組，公眾關注的除了性能，還有安全。中核集團“玲龍一號”總設計師宋丹戎對于這個問題信心滿滿，“小堆和大堆不同，離用戶更近，安全性也更高?！焙穗姍C組最危險的事故有兩種：一種是管道破損導致放射性物質泄漏，另一種是熱量不能及時散發(fā)導致堆芯熔化。為了最大程度杜絕這兩種故障發(fā)生，“玲龍一號”有“妙招”。應對管道破損，“玲龍一號”創(chuàng)造性地采用了高度一體化的設計，等于將輻射物質“鎖”在壓力容器里，改變了以往用管道連接各個部件的做法?！皼]有管道，自然不存在管道破損?！彼蔚と终f。應對堆芯熔化，“玲龍一號”則設計了一套非能動安全系統(tǒng)。所謂非能動，就是萬一發(fā)生重大事故導致斷水斷電，機組可以不依賴外來水電、不需要人為操作，通過自然循環(huán)散發(fā)堆芯余熱。具體來說，緊急情況下，熱量會先進入安全殼下方一個1000立方米的大水池，水燒開后，借助蒸發(fā)與凝結，通過核島頂部混凝土與鋼殼之間的風道，將熱量傳遞到最終熱阱——大氣中去，確保安全殼內(nèi)熱量不聚集。這種做法，相比傳統(tǒng)大堆設計時“多拉幾根外接電路、多備幾臺柴油發(fā)電機”的安全理念，更加巧妙。設計再精妙，落在實處才能生效。對此，中核五公司“玲龍一號”項目部質量經(jīng)理俞肖路表示，他們對工程每一步都采取了最嚴格的監(jiān)管。“開展重要施工活動時，工地上會有這樣的景象，一位工人在干活，旁邊層層圍住幾名檢查人員，構成幾道質量屏障，有的開著監(jiān)督記錄儀，有的用手機拍照，從不同角度全程監(jiān)督施工，確保有據(jù)可查。后續(xù)記錄儀里素材還會導出來反復看，發(fā)現(xiàn)有問題，馬上組織整改，必要時追責。”俞肖路說，為了準確測算壓力容器墊板上一組加工數(shù)據(jù)，他們根據(jù)要求，安排施工人員和質檢員進行了4次“背對背”測算，互相不許交流，計算結果一致才能過關?！拔覀儾慌侣闊膊幻孕胚^往經(jīng)驗，一切按程序辦、按最高要求辦，再三復核確認，只為萬無一失。”

▲“玲龍一號”此前吊裝穩(wěn)壓器。三代還在升級，四代已在路上

今年是中國核能實施“熱堆-快堆-聚變堆”三步走發(fā)展戰(zhàn)略的第40個年頭。經(jīng)過多年探索，中國已成為核能與核技術利用大國，大陸地區(qū)現(xiàn)有運行和在建核電機組77臺，居世界第二位，且運行狀況良好，未發(fā)生過國際核與輻射事件分級表二級及以上事件或事故。行走在昌江核電站園林般的廠區(qū)內(nèi)，透過一叢叢椰子樹、香蕉樹、檳榔樹的樹梢，眺望遠處高大的建筑與忙碌的吊車，能生動感受到中國核電產(chǎn)業(yè)近年來快速發(fā)展的軌跡。廠區(qū)一側是核電站一期工程建設的2座國產(chǎn)二代半機組，2016年啟用至今，承擔了海南全島30%的用電總負荷。廠區(qū)另一側，同時在建3座國產(chǎn)三代機組，包括“玲龍一號”和2座“華龍一號”，這就是讓核電站員工們發(fā)自內(nèi)心自豪、國內(nèi)唯一的“雙龍騰飛，三堆共建”。在國產(chǎn)核電機組優(yōu)秀表現(xiàn)的帶動下，廠區(qū)附近村民的心態(tài)也在悄然變化。從最初不愿提“昌江核電站”只愿稱“昌江電站”，到后來廠區(qū)附近越來越熱鬧，村民不再“談核色變”，反而有越來越多的人愿意進廠區(qū)工作，還有水產(chǎn)企業(yè)入駐附近園區(qū)，主動來“蹭”核電站溫排水，養(yǎng)殖生蠔和國家二級保護動物白蝶貝，現(xiàn)已開辟貝區(qū)近200畝。在企業(yè)白蝶貝繁育基地，記者詢問正忙著照料貝殼幼苗的麥大祥，工作在核電站附近有沒有顧慮，這位51歲的海南本地精壯漢子想了想說，“白蝶貝都能養(yǎng)大，我怕什么？”面向未來，宋丹戎表示，“玲龍一號”還在建設中，但對它的升級改造已經(jīng)提上議事日程?！艾F(xiàn)在是1.0版本，后續(xù)還會有2.0、3.0版本，結構更加優(yōu)化，模塊化程度進一步提高，主要系統(tǒng)全部在工廠制造，整體建造更經(jīng)濟、更便捷?！彼麍孕牛粩嗌壍摹傲猃堃惶枴?，將和“華龍一號”互相配合，成為中國制造以及原創(chuàng)科技品牌的一對“國家名片”。他還透露，眼下包括高溫氣冷堆、鈉冷快堆等在內(nèi)的多種類型國產(chǎn)第四代核反應堆，正在積極研發(fā)推進中?！皬牡谌磻训降谒拇磻?，中國對核能的利用將正式從熱堆邁向快堆，這意味著更高的安全性和燃料利用率?！?/p>>>>相關閱讀

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