為核電站上起“雙保險”——華龍一號非能動安全系統(tǒng)攻關紀實

辨認華龍一號最簡略的方法，是找到鑲嵌在其安全殼上方外側的一圈水泥“頭箍”。這是華龍一號獨有的非能動導熱水箱，也是其非能動安全體系最顯著的外表標志。

安全性，是三代核電與二代核電最顯著的區(qū)別之一。與二代核電首要選用能動安全體系不同，華龍一號初次自主研制應用非能動安全體系，形成了“能動+非能動”雙重安全體系，其特點是可以在不依靠外部動力驅動的情況下，僅靠自然循環(huán)、重力等方式保證核電站安穩(wěn)，為核電站念起安全“緊箍咒”，打造核電站安全“雙保險”。

給安全殼戴“頭箍”

時刻退回到2011年3月11日，地震引發(fā)的海嘯將日本福島第一核電站供電線路全部切斷，其完全依靠電力的能動安全體系完全失效，從而引發(fā)福島核事故。

“其時咱們就意識到，核電站要滿足更高的安全要求，不能只依靠能動體系。”中核集團華龍一號副總規(guī)劃師劉昌文回想，面對福島核事故的慘痛教訓，中核集團做了一個大膽的決議：放棄剛剛完結研制，行將開工建造的二代改進型核電機組CP1000，引入非能動安全體系，研制具有自主知識產(chǎn)權的三代核電。

研制非能動安全體系，要過的第一關便是方案規(guī)劃關。劉昌文表示，雖然體系的基本原理大家都清楚，但落實到每一個具體細節(jié)，仍要重復推算。“就像家里搞裝飾，不或許只憑一個主意，而是具體到每一個門窗縫隙都要仔細考慮。”

以華龍一號形似“頭箍”的非能動導熱水箱為例，其每一個規(guī)劃細節(jié)都通過重復雕琢。水箱太小，換熱能力缺乏;水箱太大，又會影響抗震等要求。

由于短少相關經(jīng)驗積累，沒人能給出切當答案。研討團隊只能不停核算、實驗，對多個參數(shù)進行重復證明，才敲定終究規(guī)劃方案。

不光是水箱這樣的龐然大物，哪怕是一根小小的排放管，研討團隊也曾花費半年時刻重復核算最佳尺度。正是在一次次的不懈攻關、立異中，華龍一號非能動安全體系從主意變成了一張張規(guī)劃圖紙。

大山深處的模仿實驗

闖過方案規(guī)劃關，接下來要對規(guī)劃進行驗證。

我國核動力九〇九基地，實驗臺架高60米，相當于20層樓高，相關體系實驗課題負責人郗昭站在上面也免不了雙腿微顫。這是華龍一號非能動二次側余熱導出體系的實驗場地。

反應堆發(fā)生事故后，回路中的水由于溫度不同會發(fā)生密度差，因水位凹凸不同會發(fā)生重力差，該體系可以以此為驅動力，在不依靠外界動力的情況下將反應堆內的余熱導出，完成核電站事故后的安全停堆。

要對如此巨大的一套體系進行驗證，不是一件容易的事。劉昌文說，此前國內外的通行做法是建造縮小份額模型，通過相似理論，將結果推導到原體系進行驗證。

但大家很快發(fā)現(xiàn)，這個方法失靈了。

“對該體系來說，哪怕與實在高度只差一點，實際效果都或許相去甚遠。所以，縮小模型驗證的方法行不通。”劉昌文說。

老方法不能用，研制團隊決議，爽性建一個與華龍一號等高、等溫、等壓的實驗裝置，模仿實在環(huán)境下的體系運行。

選址、建造、實驗……兩年間，研制團隊暫別親人和熟悉的作業(yè)環(huán)境，在距離成都200公里外的大山里駐扎下來。60米高的實驗臺架，郗昭一天要爬幾個來回，她曾因而一周內瘦了5斤。

“為了防止上下臺架上廁所耽誤時刻，大家作業(yè)的時分都不敢多喝水。”我國核動力研討規(guī)劃院二所所長李朋洲回想。

功夫不負有心人。通過重復實驗，該裝置獲得的200余組數(shù)據(jù)成功驗證了華龍一號非能動二次側余熱導出體系72小時瞬態(tài)排熱能力。實在等高、等溫、等壓環(huán)境下的實驗結果，讓所有人心服口服。

立異設備支撐立異規(guī)劃

體系驗證通過，又一個新問題擺在面前：非能動安全體系所需的設備去哪里找?

我國核電工程有限公司規(guī)劃工程師趙斌向記者說到了事故工況下用來冷卻安全殼的非能動換熱器。

該設備是非能動安全殼熱量導出體系的要害部件，需求綜合考慮設備型式、體量、安置形式、換熱能力、冷凝水收集能力等多方面因素。市場上沒有現(xiàn)成設備可供選擇，只能自主研制。

“為了研制這個設備，光圖紙咱們就更新了十幾版。”趙斌說。在通過大量修改、優(yōu)化和驗證作業(yè)后，研制團隊研制的非能動換熱器終究完成了不同需求間平衡，可滿足華龍一號的苛刻條件。

這樣的比如還有許多。

經(jīng)此一役，該團隊成功填補了國內非能動安全體系設備的多項空白，趟出了一條從未有人走過的道路。

2022年10月16日上午，參與華龍一號建造運營的各單位會集收看了黨的二十大開幕盛況。當習近平總書記在陳述中說到包含核電技術在內的要害核心技術獲得重大成果，我國進入立異型國家隊伍時，作為我國核電事業(yè)建造的參與者，大家既激動又自豪。

“華龍一號的科研讓我深入體會到，要害核心技術是買不來的。”劉昌文說，“黨的二十大陳述提出，活躍安全有序發(fā)展核電，保證動力安全。咱們將持續(xù)盡力，讓華龍一號在保障我國動力安全、助力雙碳目標完成的道路上行穩(wěn)致遠!”