22.3 兆帕
我們?nèi)粘=佑|的大氣壓為0.1兆帕,而福清核電5號機組一回路工作壓強為15.5兆帕。根據(jù)設(shè)計方案,一回路設(shè)計壓強約為17兆帕。但冷試的峰值是22.3兆帕,相當(dāng)于手掌大的面積上得承載10輛滿載小轎車的重量。
5月13日5時,華龍一號全球首堆——中核集團福清核電5號機組(以下簡稱福清核電5號機組)安全殼廠房內(nèi)壓力降至大氣壓。在所有參試人員的共同注目下,通往內(nèi)層安全殼的閘門緩緩打開,這標志著福清核電5號機組內(nèi)層安全殼整體性試驗圓滿完成!
安全殼整體性試驗包括密封性和強度試驗,是機組裝料前的大型綜合性試驗,旨在驗證華龍一號全球首堆第三道安全屏障的完整性和可靠性。本次試驗歷時9天,試驗過程安全質(zhì)量可控?zé)o偏差,且首次開展安全殼泄漏率驗證試驗并一次合格。
5月23日,全國人大代表、中國核工業(yè)集團有限公司總經(jīng)理、黨組副書記顧軍在接受媒體采訪時透露,華龍一號全球首堆福清核電5號機組有望今年年底前投產(chǎn)運行。
優(yōu)化后施工難度倍增
2016年12月,福清核電5號機組開始不銹鋼水池安裝工作。
對核電站來說,水池意義重大,它承擔(dān)著核電機組余熱導(dǎo)出、應(yīng)急冷卻、輻射防護等作用。
但與國內(nèi)核電站最常見的堆型之一——M310堆型不同,華龍一號在M310堆型原有堆腔水池、燃料廠房不銹鋼水池兩大水池的基礎(chǔ)上,新增了4大水池:內(nèi)置換料水箱、輔助給水箱、非能動熱量導(dǎo)出水池和非能動堆腔注水箱。其中,堆腔水池比M310堆型的容積更大,堆腔水閘門重量是M310堆型的兩倍多。此外,華龍一號在核島廠房內(nèi)還設(shè)置了廢液收集系統(tǒng)和中低放射性廢液的處理與貯存設(shè)施。
這些優(yōu)化,意味著福清核電5號機組不銹鋼水池工作量陡然倍增,大大增加了施工周期和難度。
為確保福清核電5號機組不銹鋼水池施工有序開展,在中國核電工程有限公司的部署下,福清核電項目部組織中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司及各參建單位成立不銹鋼覆面施工專項組,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不銹鋼水池各項施工。由于設(shè)計復(fù)雜、工程量巨大,水池的制造和檢驗前后共歷時3年4個月。
華龍一號單機組不銹鋼水池的焊接量約是M310堆型的6倍,探傷量約是M310堆型的15倍。不銹鋼水池密封試驗就是要對所有水池的焊縫質(zhì)量和水池密封性進行驗證。6個水池總的焊縫長度約為13000米,探傷的底片量約為2.8萬張,如果按照平均每天40張底片拍攝量算的話,探傷工作持續(xù)了約700天。
“在最后沖刺階段遭遇了新冠肺炎疫情,施工專項組在做好疫情防控工作的前提下,積極推動復(fù)工復(fù)產(chǎn),保證了福清核電5號機組不銹鋼水池密封試驗的順利完成,為福清核電5號機組的裝料重大節(jié)點奠定了基礎(chǔ)。”中核集團核電工程公司項目部相關(guān)負責(zé)人倪海濤介紹。
多種測試確保安全
如果將發(fā)電站比作一個巨大的充電寶,那么華龍一號就是一座巨大的核燃料充電寶——“核電寶”。考量一座核電站,最重要指標之一是安全可靠。
一座核電站的建設(shè)要歷經(jīng)研發(fā)設(shè)計、土建施工、設(shè)備安裝、調(diào)試幾個階段。
調(diào)試階段包括冷試、熱試、裝料、并網(wǎng)等節(jié)點。
2019年4月27日,福清核電5號機組一回路水壓試驗正式啟動,標志著該機組提前計劃50天啟動冷試,由安裝階段全面轉(zhuǎn)入調(diào)試階段。
冷試是核電廠大型綜合專項調(diào)試試驗,被認為是熱試前的“熱身”,主要目的是驗證一回路系統(tǒng)和設(shè)備及其輔助管道在高壓下的承壓能力以及泄漏率,并在各個壓力平臺下進行主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的相關(guān)試驗,是對整個反應(yīng)堆性能的第一次全面“體檢”。
它也被認為是檢驗這座“核電寶”的第一步,可驗證各系統(tǒng)完整性,以及超設(shè)計基準狀態(tài)下能否正常保壓。而首堆能否如期推進,“體檢”報告十分關(guān)鍵。
壓力,是冷試首先要考核的指標之一。我們?nèi)粘=佑|的大氣壓為0.1兆帕,而福清核電5號機組一回路工作壓強為15.5兆帕。根據(jù)設(shè)計方案,一回路設(shè)計壓強約為17兆帕。但冷試的峰值是兆帕,相當(dāng)于手掌大的面積上得承載10輛滿載小轎車的重量。
2019年4月28日,福清核電5號機組一回路水壓試驗一次成功。這標志著華龍一號全球首堆頂住“高壓”,順利通過檢驗機組性能的一次“大考”,可以進行熱試。
熱試是熱態(tài)性能試驗的簡稱,與35—70攝氏度的冷試溫度相比,熱試溫度則高達300攝氏度。熱試期間,工作人員會盡可能模擬核電站實際運行工況,以驗證系統(tǒng)性能是否與設(shè)計要求相一致,還要對核電站的可靠性進行進一步驗證,包括系統(tǒng)的各項參數(shù)指標是否達到設(shè)計要求。此外,還要驗證儀表及設(shè)備在高溫下的可靠性,校核溫度、壓力、流量、振動、間隙等測量參數(shù)是否符合設(shè)計值要求。
正因如此,與冷試相比,熱試是一個比較漫長的過程,它并不是某一個試驗,而是一系列試驗的總和。
根據(jù)機組不同,熱試少則幾十天,多則幾個月。熱試過程中,核電站的運行規(guī)程將得到全方位驗證,核電站的功能將得到充分檢驗,核電站里從事操作的人員隊伍也將得到鍛煉。
3月2日,福清核電5號機組熱試基本完成,為后續(xù)機組裝料、并網(wǎng)發(fā)電等工作奠定了堅實基礎(chǔ)。
異地協(xié)同開展設(shè)計工作
熱試結(jié)束后,按照計劃,福清核電5號機組將進行首次裝料。首次裝料是核電廠運行的開端,意義重大。
首次裝料前,負責(zé)福清核電5號機組運營的福清核電公司需要向國家核安全局提交《福清核電站5號機組首次裝料申請書》。
根據(jù)我國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例及其實施細則和有關(guān)核電廠的安全規(guī)定及導(dǎo)則,國家核安全局在審查公司提交的申請文件,并進行現(xiàn)場檢查后,如果認為機組建造滿足核安全基本要求,有足夠的安全措施保障其運行不會致使廠區(qū)、公眾和環(huán)境遭受過量輻射危害,符合核安全法規(guī)基本要求,具備首次裝料條件,將為該機組頒發(fā)首次裝料批準書。
裝料完成后,福清核電5號機組將迎來正式并網(wǎng)發(fā)電,投產(chǎn)運行。
自2015年5月7日開工以來,福清核電5號機組進展順利,按照計劃進度開展建設(shè)成為重要標簽。
“華龍一號是個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,是從無到有的創(chuàng)新過程。”中核集團華龍一號總設(shè)計師邢繼介紹說,福清核電5號機組的攻堅課題之一,是按期完成首堆工程施工圖設(shè)計。
通過持續(xù)推進“互聯(lián)網(wǎng)+”,中核集團將核電的設(shè)計、應(yīng)用軟件集成與互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合,建立了異地綜合協(xié)同設(shè)計平臺,全國多個設(shè)計單位通過網(wǎng)絡(luò)連接,利用各種終端設(shè)備,在同一個平臺上開展異地協(xié)同設(shè)計工作。協(xié)同設(shè)計平臺終端數(shù)量達到500個,并可根據(jù)需要進行擴充。
在這個平臺上,近千名華龍一號現(xiàn)場工程師和設(shè)計人員,實現(xiàn)了信息的及時溝通共享,加快了設(shè)計數(shù)據(jù)傳遞,減少了設(shè)計交換過程,有效提升了設(shè)計效率。
在開展設(shè)計工作的同時,中核集團充分利用設(shè)計信息平臺高效便捷的特點,將示范工程建設(shè)中遇到的技術(shù)問題及時匯總,形成設(shè)計領(lǐng)域的大數(shù)據(jù),不僅向設(shè)備制造方和工程建設(shè)方反饋,還傳遞給了后續(xù)的核電項目。
“這為華龍一號核電項目標準化設(shè)計、批量化建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ),提升了建設(shè)與運行的經(jīng)濟性。”邢繼說。
記者 陳 瑜
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