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新春走基層·我在大國工程現場丨依托“實驗工廠”  “華龍一號”升級有底氣——探訪中國核電工程廊坊研發基地

2025-01-23 16:04:40 來源: 科技日報 點擊數:

科技日報記者 陳瑜

臨近春節,記者走進位于河北廊坊的中國核電工程廊坊研發基地。雖然基地里隨處可見的是核電站常見的灰色外立面建筑,但這并非核電站,也不發電。基地248畝土地上林立的百余個試驗臺架,就像一個個“實驗工廠”,守護著核電安全運行。

“盤古”,不光名字霸氣,還被推選為基地內的“勞模”臺架——不在做實驗,就在準備開展實驗的路上。

在中核集團華龍后續機型副總設計師姚迪的帶領下,記者沿著基地內的水泥硬化路面,決定先去一睹“勞模”風采。

問及“盤古”名字來由,姚迪解釋道,這是基地的第一個科研試驗臺架,屬于“開天辟地”之作。值得一提的是,2019年,它為“華龍一號”全球首堆工程獲得裝料許可證立下功勞。

細問才知道,作為我國自主三代核電,“華龍一號”開發了非能動安全殼熱量導出系統(PCS),用于在核電廠發生嚴重事故工況時帶出安全殼內的熱量。對該系統的帶熱能力驗證就是在“盤古”臺架開展的。因為時間特別緊,雖然基地當時還是一片荒蕪,工程人員還是蹚著泥路,順利完成任務。

說話間,記者一行來到了“盤古”臺架前。

該臺架足有八九層樓高,四周圍著鋼結構操作平臺,中央是縮小的“華龍一號”的安全殼模型。

作為核電廠最后一道實體屏障,安全殼對保護人與環境免受放射性危害,具有至關重要的作用。

“‘盤古’臺架的核心功能,是在核電廠假想的極低概率事件下,確保反應堆排放的熱量能夠被有效導出,維持安全殼內的理想溫度和壓力條件。”姚迪告訴記者,該臺架容積達到1010立方米,是世界上最大的安全殼熱工水力試驗裝置之一。

在現場,記者見到不少人正在鋼結構操作平臺忙碌。姚迪說,目前,臺架正在進行升級改造,預計今年三月份,將全面驗證新型PCS,為“華龍一號”后續機型優化升級提供有力支持。

“盤古”旁邊,是安全殼結構性能實驗平臺“玄武”。

“玄武”是中國《山海經》中的四大神獸之一。取名“玄武”,寓意堅固與可靠。與“盤古”不同,“玄武”主要用于安全殼結構包容能力研究,通俗地說,是驗證事故發生后,安全殼對殼內高溫、高壓放射性物質的包容能力。

“玄武”身著灰白色外衣,是一個高約25米、直徑約15米的筒型設備,頭戴圓形穹頂“帽子”。

“‘玄武’以‘華龍一號’預應力混凝土安全殼為原型,按照1:3.2的縮尺比進行設計,是目前世界上最大尺寸的安全殼結構試驗模型。”姚迪告訴記者,“玄武”臺架容積達到3500立方米。

借助“玄武”,姚迪和同事完成了國際上首次安全殼嚴重事故熱壓耦合試驗,在試驗過程中,安全殼承受了高達0.84兆帕的壓力。這個數字為設計壓力值的兩倍,遠超設計標準,對安全殼在極端條件下的安全性和可靠性進行了充分驗證。

參觀過程中,記者見到了安裝在“玄武”身體里的智能鋼絞線。這也是“玄武”在智能化方面的探索。

“智能鋼絞線技術結合了材料的承載和智能感知功能,既能承擔結構載荷,又能實時感知安全殼的受力狀態。”姚迪邊說邊演示智能鋼絞線的工作原理,“通過采集和分析這些數據,我們可以對安全殼的狀態進行實時研判,確保核電站的安全運行。”

春節后,工程人員將依托“玄武”,開展安全殼打壓試驗研究工作,分析不同升壓速率對安全殼性能的影響,支持核電廠運維效率的提升。

去年9月,中國向世界開放了包括“玄武”和“盤古”在內的12個科研設施,吸引了國際同行前來交流。

“我們也希望能和國際同行一起,可以共同探討安全殼的長期老化管理、壽命延壽評估等前沿課題,推動全球核電技術的共同進步。”展望新的一年,姚迪充滿期待。

(科技日報記者 陳瑜 攝)

責任編輯:孫瑩

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