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走近华龙一号反应堆中的“龙”设备
撰写时间:2020-6-23 文章作者:王坤 文章来源:中国核动力研究设计院

核反应堆作为整个核动力工程的核心技术之一,其功能性、安全性和先进性直接决定整个核动力工程的性能。“华龙一号”作为中国第三代核电自主品牌,代表中国高端制造技术扬帆出海的两大名片之一,凝聚着中国核动力研究设计院几代工程科研人员的共同心血。

中国核动力研究设计院系统性研发出“华龙一号”、“玲龙一号”等龙系列反应堆成套技术,打造了华龙一号“龙”系列反应堆装备品牌,随着华龙一号全球首堆“腾飞”在即,就让我们一起来走近这条核动力巨龙的各个部位,一览科技之美。

“龙首”

“华龙一号”——“龙首”反应堆一体化堆顶结构是核动力院自主设计、自主制造和自主供货,具有自主知识产权的压水堆堆顶结构,采用集成化设计理念,实现了设备一体化和功能集成化。

该设备减少了反应堆开扣盖时操作步骤,节省反应堆开扣盖时间约40%,采用围筒结构形式,能够屏蔽RPV顶盖上方80%以上的辐照剂量。

相对于二代加反应堆,研制成果可为单个机组反应堆整个寿期内(60年)可带来4亿元人民币的经济效益。

达到了第三代反应堆堆顶装置技术水平,能够有效提高反应堆的经济性和安全性,具有较高的经济效益和广阔的应用前景。

“龙躯”

“华龙一号”——“龙躯”反应堆压力容器具有完全自主知识产权,满足三代核电安全和功能要求。压力容器质量要求高,制造难度大,整个寿期内不可更换。

设计严格遵循法规要求,并充分借鉴吸收二代加的成熟设计、制造、试验和运行经验。采用了多项技术改进,如设计寿命提高到60年、取消了下封头贯穿件等。设计立足于国内制造厂的装备和制造水平,能够完全实现国产化。

“龙骨”

华龙一号”——“龙骨”反应堆堆内构件是指反应堆压力容器内除燃料组件及其相关组件、堆芯测量等以外的所有堆芯支承结构件和堆内结构件,堆内构件从结构上分为上部堆内构件、下部堆内构件、压紧弹簧和其他直属件。其主要功能是为堆芯提供支承和定位,为控制棒组件提供保护和可靠的导向,为冷却剂提供流道并合理分配流量。

“龙骨”堆内构件具有完备的自主知识产权,开展了包含流致振动、驱动线、整体水力大模拟等方面完整的设计分析和试验验证,是丰富设计经验的结晶。

“龙御”

反应堆压力容器支承是核电站反应堆及一回路系统的关键支承设备,其主要功能为承受反应堆本体及相关设备和介质的载荷,并将载荷传递给堆坑混凝土基座。压力容器支承不能维修,亦不可更换,属于电站永久性设备。

“华龙一号”——“龙御”反应堆压力容器支承在吸收二代、二代加压力容器支承成熟的设计经验基础上,创新地使用了悬臂梁型支承结构形式,使支承上法兰相对于下法兰向内悬空,解决了堆腔淹没系统带来的堆坑外扩问题,满足三代核电安全和功能要求。

“心脏开关”

“心脏开关”控制棒驱动机构是反应堆本体唯一运动设备,是反应堆最关键设备之一。核动力院与四川华都核设备制造有限公司联合研制的ML-B型驱动机构在设计上采用了多项创新设计,样机已通过1500万步寿命试验和0.3g抗震试验验证,总体技术处于国际领先水平。

ML-B驱动机构运行寿命创世界纪录,已成功应用于福清5、6号机组等“华龙一号”堆型,创造产值超过10亿元人民币,节约外汇约1000万欧元。

“龙辇”和“龙爪”

此外,还有将重达几百吨的主设备安全平稳地运送到指定位置,设计难度极高,业内首创能够实现直道—弯道—直道行进的重型运载车——“龙辇”。

以及在核反应堆安装过程中,将重达几十上百吨的各类设备精确吊装到指定位置安装的专用吊具——“龙爪”。

华龙一号反应堆中的“龙”系列设备凝结着几代核动力人的心血。如今,华龙即将腾飞,但是科研人员们逐梦的脚步仍未停止,相信在全体核工业人的努力下,“兴核强国”的征途必定会抒写下更加璀璨的画卷。