反應(yīng)堆核心模塊吊裝成功 為“玲龍一號”裝上“心臟”
◎?qū)嵙?xí)記者 吳葉凡
8月10日,海南昌江,在碧海藍天的輝映下,2000噸履帶式起重機吊著一顆銀白色“心臟”緩緩移動。歷時5時48分,這顆“心臟”被穩(wěn)穩(wěn)地安放在核島中央。
“玲龍一號”(ACP100)是全球首個陸上商用小型核反應(yīng)堆,也是中核集團在成熟壓水堆核電站和核電技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型核反應(yīng)堆,這顆“心臟”就是“玲龍一號”反應(yīng)堆核心模塊——“玲龍之心”。“玲龍之心”順利吊裝就位,意味著“玲龍一號”迎來核島關(guān)鍵設(shè)備安裝的第一個里程碑節(jié)點,距離“玲龍一號”正式建成投運已為期不遠。
開頂法讓“心臟”精準到位
10日凌晨,中核機械工程有限公司吊裝技術(shù)能手楊西山早早來到“玲龍一號”吊裝現(xiàn)場。即使已經(jīng)參與過多個重大核電設(shè)備的吊裝工作,他也不敢掉以輕心,反復(fù)細致地檢查設(shè)備,因為今天等著他的,是一場前所未有的“硬仗”。
簡單來說,楊西山此次的任務(wù),就是讓“玲龍之心”住進位于核島的“房子”里。但這并不容易,因為不僅要“請進去”,還要“請到位”。
小型堆(以下簡稱小堆)是指電功率在30萬千瓦以下的核反應(yīng)堆?!傲猃堃惶枴钡墓β手挥?2.5萬千瓦,整個機組占地面積不到普通大型反應(yīng)堆(以下簡稱大堆)的一半。以往大堆吊裝時,會留出足夠大型機械運輸?shù)耐ǖ溃《巡蝗绱蠖褜挸?,因此這次吊裝只能采用開頂法,即暫時不扣“屋頂”,把“玲龍之心”從上面吊進核島內(nèi)。
開頂法最難控制的是降水,8月的海南正值雨季,加上臺風(fēng)襲擾,吊裝工作要“看天吃飯”。吊裝團隊緊盯天氣動向,最終等到了10日這樣一個晴朗風(fēng)小的好天氣。
“請到位”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毫米以內(nèi),水平度偏差在0.3毫米以內(nèi)。為了到達精準的吊裝位置,核島內(nèi)放置了預(yù)先設(shè)計好的精準調(diào)整裝置,還使用了全站儀實時跟蹤測量。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備工作,不斷模擬推演、熟悉流程。在正式吊裝時,大家默契十足,操作熟練。
8月10日10時46分,“玲龍一號”反應(yīng)堆核心模塊精準就位?!俺晒α耍 币言诂F(xiàn)場奮戰(zhàn)幾百個日夜的建設(shè)者們歡呼雀躍,慶祝這一振奮人心時刻的到來。
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)備安裝進核島內(nèi),還需要在現(xiàn)場施工,進行主管道焊接等一系列工作,過程十分繁瑣,為何“玲龍一號”的吊裝過程如此便捷?
“玲龍一號”總設(shè)計師宋丹戎向記者揭開了謎底:“答案就是一體化設(shè)計、模塊化制造?!?/p>
原來,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)生器彼此獨立,需要現(xiàn)場安裝并焊接主管道。
而“玲龍一號”的設(shè)計直接去掉了主管道,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,運到現(xiàn)場后可以直接吊裝。
“傳統(tǒng)的大堆類似家用的臺式電腦,小堆如同小巧靈活的筆記本電腦,各個設(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”。為了達到設(shè)計方案的最優(yōu),“玲龍一號”設(shè)計團隊反復(fù)摸索,一根電纜、一個閥門,甚至是一堵墻的位置都要通過三維建模來分析確定。
“工廠組裝、現(xiàn)場安裝”的模塊化技術(shù)創(chuàng)新更是經(jīng)過了多重論證,宋丹戎回憶起焊接方案的確定過程:“材料、工藝焊接、力學(xué)分析等諸多專業(yè)人員,把整個過程全部考慮一遍,經(jīng)過大量的、甚至是非常保守的分析,最后才確定在工廠組合焊接后運到現(xiàn)場?!币惑w化的設(shè)計不僅縮小了反應(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。
多用途性帶來良好市場前景
“吊裝成功后,其余設(shè)備的安裝也會很快結(jié)束,這意味著更艱難的調(diào)試工作即將開始?!彼蔚と置靼祝跹b不是終點,未來還有很多關(guān)要“闖”?!傲猃堃惶枴睓C組的各個設(shè)備、儀表能否正常運行,是否存在缺陷,這些都需要等到現(xiàn)場安裝調(diào)試階段才能發(fā)現(xiàn)。而因為設(shè)備已經(jīng)安裝就位,解決問題的難度也增加了。
“玲龍一號”預(yù)計于2026年上半年并網(wǎng)發(fā)電,建成后年發(fā)電量可達10億千瓦時,滿足52.6萬戶家庭生活所需。但做小堆的初衷其實不是和大堆去“拼發(fā)電”,而是要實現(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、石油開采、偏遠地區(qū)及孤網(wǎng)熱電聯(lián)供、燃煤熱電機組替代等應(yīng)用?!彼蔚と终f。
小堆因其安全性、部署靈活性及多用途等的獨特優(yōu)勢,在全球市場也顯示出良好前景?!啊猃堃惶枴亩嘤猛拘栽趪夂苁軞g迎,它對于很多電網(wǎng)規(guī)模小、人口數(shù)量少的國家非常適用,未來大有可為?!薄傲猃堃惶枴备笨傇O(shè)計師秦忠說。
碧波躍玲龍,重器出國門。未來,“玲龍一號”將作為中國核電一張新的名片,推動中國核能走向世界,為核電技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展貢獻中國智慧。
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