2018年3月21日，福清核電6號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆廠房穹頂?shù)跹b完成。中核集團(tuán)供圖
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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(hào)機(jī)組一回路工作壓強(qiáng)為15.5兆帕。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，一回路設(shè)計(jì)壓強(qiáng)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。
圖片來(lái)源：中核集團(tuán)
5月13日5時(shí)，華龍一號(hào)全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱福清核電5號(hào)機(jī)組）安全殼廠房?jī)?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(biāo)志著福清核電5號(hào)機(jī)組內(nèi)層安全殼整體性試驗(yàn)圓滿完成！
安全殼整體性試驗(yàn)包括密封性和強(qiáng)度試驗(yàn)，是機(jī)組裝料前的大型綜合性試驗(yàn)，旨在驗(yàn)證華龍一號(hào)全球首堆第三道安全屏障的完整性和可靠性。本次試驗(yàn)歷時(shí)9天，試驗(yàn)過(guò)程安全質(zhì)量可控?zé)o偏差，且首次開展安全殼泄漏率驗(yàn)證試驗(yàn)并一次合格。
5月23日，全國(guó)人大代表、中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司總經(jīng)理、黨組副書記顧軍在接受媒體采訪時(shí)透露，華龍一號(hào)全球首堆福清核電5號(hào)機(jī)組有望今年年底前投產(chǎn)運(yùn)行。
優(yōu)化后施工難度倍增
2016年12月，福清核電5號(hào)機(jī)組開始不銹鋼水池安裝工作。
對(duì)核電站來(lái)說(shuō)，水池意義重大，它承擔(dān)著核電機(jī)組余熱導(dǎo)出、應(yīng)急冷卻、輻射防護(hù)等作用。
但與國(guó)內(nèi)核電站最常見的堆型之一——M310堆型不同，華龍一號(hào)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(dòng)熱量導(dǎo)出水池和非能動(dòng)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(hào)在核島廠房?jī)?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(hào)機(jī)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(hào)機(jī)組不銹鋼水池施工有序開展，在中國(guó)核電工程有限公司的部署下，福清核電項(xiàng)目部組織中國(guó)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(xiàng)組，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不銹鋼水池各項(xiàng)施工。由于設(shè)計(jì)復(fù)雜、工程量巨大，水池的制造和檢驗(yàn)前后共歷時(shí)3年4個(gè)月。
華龍一號(hào)單機(jī)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(yàn)就是要對(duì)所有水池的焊縫質(zhì)量和水池密封性進(jìn)行驗(yàn)證。6個(gè)水池總的焊縫長(zhǎng)度約為13000米，探傷的底片量約為2.8萬(wàn)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(xiàng)組在做好疫情防控工作的前提下，積極推動(dòng)復(fù)工復(fù)產(chǎn)，保證了福清核電5號(hào)機(jī)組不銹鋼水池密封試驗(yàn)的順利完成，為福清核電5號(hào)機(jī)組的裝料重大節(jié)點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)?！敝泻思瘓F(tuán)核電工程公司項(xiàng)目部相關(guān)負(fù)責(zé)人倪海濤介紹。
多種測(cè)試確保安全
如果將發(fā)電站比作一個(gè)巨大的充電寶，那么華龍一號(hào)就是一座巨大的核燃料充電寶——“核電寶”?？剂恳蛔穗娬?，最重要指標(biāo)之一是安全可靠。
新華社記者 魏培全 攝
一座核電站的建設(shè)要?dú)v經(jīng)研發(fā)設(shè)計(jì)、土建施工、設(shè)備安裝、調(diào)試幾個(gè)階段。
調(diào)試階段包括冷試、熱試、裝料、并網(wǎng)等節(jié)點(diǎn)。
2019年4月27日，福清核電5號(hào)機(jī)組一回路水壓試驗(yàn)正式啟動(dòng)，標(biāo)志著該機(jī)組提前計(jì)劃50天啟動(dòng)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(xiàng)調(diào)試試驗(yàn)，被認(rèn)為是熱試前的“熱身”，主要目的是驗(yàn)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(gè)壓力平臺(tái)下進(jìn)行主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的相關(guān)試驗(yàn)，是對(duì)整個(gè)反應(yīng)堆性能的第一次全面“體檢”。
它也被認(rèn)為是檢驗(yàn)這座“核電寶”的第一步，可驗(yàn)證各系統(tǒng)完整性，以及超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)狀態(tài)下能否正常保壓。而首堆能否如期推進(jìn)，“體檢”報(bào)告十分關(guān)鍵。
壓力，是冷試首先要考核的指標(biāo)之一。我們?nèi)粘＝佑|的大氣壓為0.1兆帕，而福清核電5號(hào)機(jī)組一回路工作壓強(qiáng)為15.5兆帕。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，一回路設(shè)計(jì)壓強(qiáng)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(hào)機(jī)組一回路水壓試驗(yàn)一次成功。這標(biāo)志著華龍一號(hào)全球首堆頂住“高壓”，順利通過(guò)檢驗(yàn)機(jī)組性能的一次“大考”，可以進(jìn)行熱試。
熱試是熱態(tài)性能試驗(yàn)的簡(jiǎn)稱，與35—70攝氏度的冷試溫度相比，熱試溫度則高達(dá)300攝氏度。熱試期間，工作人員會(huì)盡可能模擬核電站實(shí)際運(yùn)行工況，以驗(yàn)證系統(tǒng)性能是否與設(shè)計(jì)要求相一致，還要對(duì)核電站的可靠性進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，包括系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。此外，還要驗(yàn)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(dòng)、間隙等測(cè)量參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)值要求。
正因如此，與冷試相比，熱試是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過(guò)程，它并不是某一個(gè)試驗(yàn)，而是一系列試驗(yàn)的總和。
根據(jù)機(jī)組不同，熱試少則幾十天，多則幾個(gè)月。熱試過(guò)程中，核電站的運(yùn)行規(guī)程將得到全方位驗(yàn)證，核電站的功能將得到充分檢驗(yàn)，核電站里從事操作的人員隊(duì)伍也將得到鍛煉。
3月2日，福清核電5號(hào)機(jī)組熱試基本完成，為后續(xù)機(jī)組裝料、并網(wǎng)發(fā)電等工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
異地協(xié)同開展設(shè)計(jì)工作
熱試結(jié)束后，按照計(jì)劃，福清核電5號(hào)機(jī)組將進(jìn)行首次裝料。首次裝料是核電廠運(yùn)行的開端，意義重大。
首次裝料前，負(fù)責(zé)福清核電5號(hào)機(jī)組運(yùn)營(yíng)的福清核電公司需要向國(guó)家核安全局提交《福清核電站5號(hào)機(jī)組首次裝料申請(qǐng)書》。
根據(jù)我國(guó)民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理?xiàng)l例及其實(shí)施細(xì)則和有關(guān)核電廠的安全規(guī)定及導(dǎo)則，國(guó)家核安全局在審查公司提交的申請(qǐng)文件，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查后，如果認(rèn)為機(jī)組建造滿足核安全基本要求，有足夠的安全措施保障其運(yùn)行不會(huì)致使廠區(qū)、公眾和環(huán)境遭受過(guò)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(jī)組頒發(fā)首次裝料批準(zhǔn)書。
裝料完成后，福清核電5號(hào)機(jī)組將迎來(lái)正式并網(wǎng)發(fā)電，投產(chǎn)運(yùn)行。
自2015年5月7日開工以來(lái)，福清核電5號(hào)機(jī)組進(jìn)展順利，按照計(jì)劃進(jìn)度開展建設(shè)成為重要標(biāo)簽。
“華龍一號(hào)是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是從無(wú)到有的創(chuàng)新過(guò)程?！敝泻思瘓F(tuán)華龍一號(hào)總設(shè)計(jì)師邢繼介紹說(shuō)，福清核電5號(hào)機(jī)組的攻堅(jiān)課題之一，是按期完成首堆工程施工圖設(shè)計(jì)。
通過(guò)持續(xù)推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”，中核集團(tuán)將核電的設(shè)計(jì)、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(jì)平臺(tái)，全國(guó)多個(gè)設(shè)計(jì)單位通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，利用各種終端設(shè)備，在同一個(gè)平臺(tái)上開展異地協(xié)同設(shè)計(jì)工作。協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)終端數(shù)量達(dá)到500個(gè)，并可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。
在這個(gè)平臺(tái)上，近千名華龍一號(hào)現(xiàn)場(chǎng)工程師和設(shè)計(jì)人員，實(shí)現(xiàn)了信息的及時(shí)溝通共享，加快了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞，減少了設(shè)計(jì)交換過(guò)程，有效提升了設(shè)計(jì)效率。
新華社記者 魏培全 攝
在開展設(shè)計(jì)工作的同時(shí)，中核集團(tuán)充分利用設(shè)計(jì)信息平臺(tái)高效便捷的特點(diǎn)，將示范工程建設(shè)中遇到的技術(shù)問(wèn)題及時(shí)匯總，形成設(shè)計(jì)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(xiàng)目。
“這為華龍一號(hào)核電項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、批量化建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，提升了建設(shè)與運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。”邢繼說(shuō)。
