2021年1月30日,華龍一號全球首堆示范工程——福清核電5號機組正式投入商業運行。我國成為繼美國、法國、俄羅斯等之后,又一個具有獨立自主的三代核電技術的國家。華龍一號到底厲害在哪?2月1日,中核集團官網發布華龍一號十大創新成果。
一、“華龍一號”具有完整的自主知識產權,形成了以177堆芯、能動加非能動安全設計特征等十項為代表的大量科技創新技術,知識產權成果包括國內專利716件、國際專利65件,海外商標200余件、軟件著作權125項,核心科技報告1500余篇,以及海量的國內外科技期刊論文等。
二、能動加非能動的安全設計特征
“華龍一號”獨創性地采用能動加非能動安全設計理念,既保留了能動系統成熟、高效的特點,又充分利用非能動系統基于自然循環、重力以及無需電源的固有特性,提高了安全措施的先進性與可靠性。能動加非能動的安全設計,在保證堆芯冷卻、保證壓力容器完整性和安全殼完整性上,均提供了多樣化的安全手段,強化了核電廠的縱深防御,顯著提升了核電廠安全性。
三、創新的核島與安全殼設計
“華龍一號”核島設計全面提升抗震能力,采用單堆布置設計,有利于減少機組間相互影響,提高核電選址靈活性。反應堆廠房采用雙層安全殼設計,為放射性物質的包容提供了額外的屏障,強化了反應堆對于外部災害的抵御能力。核島關鍵廠房外墻采用抗大飛機撞擊設計,在假想的大飛機撞擊事故發生時,可以確保反應堆的安全性。
四、核心設備實現自主化
中核集團充分貫徹“小核心、大協作”的合作模式,通過設計單位與國內制造企業的聯合研發,突破了411臺核心設備的國產化,反應堆壓力容器、蒸汽發生器等核心設備均實現中國造,首堆設備國產化率達88%,確保了華龍出口自主可控,同時也帶動了高端裝備制造業和產業集群的轉型升級。
五、自主研發的CF3燃料組件
中核集團通過“華龍一號”成功研發CF3燃料組件技術,真正實現了核反應堆的中國芯。燃料包殼采用具有自主知識產權的N36先進鋯合金,具有優良的熱工水力性能和機械性能。CF3燃料組件完全滿足18個月甚至更長換料周期的高燃耗要求,滿足0.3g抗震要求,也可以兼容國內二代改進型核電機組的堆芯結構。
六、創新的工程總承包項目管理體系
中核集團在工程總承包管理模式上,創新性地構建以項目管理平臺為核心,以設計、采購、施工、調試四個板塊平臺為支撐的四面一柱核電項目管理體系,支持各板塊業務運作與跨板塊協同,支持設計、設備、建安供應商之間的數據交換與協作,有效提升了管理效率,確保了工程進展,創造了三代核電首堆工程建設68.7個月的全球最佳業績。
七、打造數字華龍
中核集團在“華龍一號”首堆建設過程中,聚焦數字核電建設,以結構化工程數據為支撐、高精度三位模型為載體,全力打造了“華龍一號”數字核電廠,建立了數字電站交付的首個企業標準,實現了異地協同設計,系統性地提高了設計和建設效率。數字華龍與實體華龍同步交付,可用于電廠的運行模擬服務和關鍵系統的仿真驗證,實現電廠全壽期的數據共享。
八、創新的施工安裝技術
“華龍一號”國內外示范工程的建安過程采用了大量創新技術,如核島開頂法施工、鋼襯里模塊化施工、不銹鋼先貼法等施工技術,在安裝過程中進一步拓展了自動焊機技術的應用,顯著提升了施工安裝過程的安全性與便捷性,同時節約了項目工期,確保了工程的按期交付。
九、首套自主化核電軟件包NESTOR
中核集團通過啟動核電軟件自主化重點科技專項,成功研發并發布我國具有完整自主知識產權的核電設計分析軟件包NESTOR,包含7個專業領域,覆蓋了工程設計、安全分析和核電廠運行支持等工程關鍵環節,包含131款專業軟件,已獲得112項軟件著作權。NESTOR的成功研發,解決了核電出口面臨的軟件知識產權障礙,是我國核電技術自主創新能力的核心體現。
十、構建完整自主的核電標準體系
在“華龍一號”研發設計和建設過程中,建立了一套完整的、涵蓋核電廠全周期的“華龍一號”型號標準體系,并優化完善了“通用為主、專用為輔”的現行壓水堆核電標準體系。華龍型號標準體系共涵蓋標準2360項,其中制修訂標準615項,包括國際標準3項、國家標準28項、行業標準308項、企業標準276項,同時形成標準體系表、標準工具書數十套,奠定了三代核電技術成熟應用的基礎。
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