近年來，小型、微型核反應(yīng)堆在國際上熱度不減，如果把我們熟知的大型核反應(yīng)堆“華龍一號”比作包含顯示器、主機、鍵盤等硬件在內(nèi)的“臺式電腦”的話，那么多功能模塊化小型核反應(yīng)堆就可比喻為“筆記本電腦”，這些硬件被集成在一起，具有安全性高、建造周期短、部署靈活等特點，供電的同時還可滿足海水淡化、區(qū)域供暖、工業(yè)供熱等多種用途。
近日，位于海南昌江的全球首個陸上商用模塊化小型反應(yīng)堆“玲龍一號”核島安裝工程正式開工，提前里程碑節(jié)點75天，將極大帶動工程安裝建設(shè)步伐。“玲龍一號”是由中核集團研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多功能模塊化小型壓水堆，也是全球首個開工的陸上商用模塊化小堆。它的核島安裝工程正式開工意味著什么，它為什么被稱作核能“移動充電寶”，又如何開創(chuàng)核能多用途發(fā)展新時代?
(資料圖片僅供參考)
“玲龍一號”全球首堆“硬裝”開始
近日，伴隨著反應(yīng)堆廠房管道支吊架開始安裝，意味著“玲龍一號”全球首堆的核島安裝工程正式開工。中國核工業(yè)第五建設(shè)有限公司“玲龍一號”項目技術(shù)經(jīng)理、高級技術(shù)專家張彩放介紹，本次進入安裝階段的管道，是連接核島和常規(guī)島的重要基礎(chǔ)設(shè)施，相當(dāng)于反應(yīng)堆的“血管”。
張彩放：核島就是指反應(yīng)堆裝置所在的系列廠房，常規(guī)島就是指汽輪機廠房，跟火電廠的汽輪機廠房是基本一樣的;利用核島的核裂變反應(yīng)，通過蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽，送到常規(guī)島去推動汽輪機進行發(fā)電。我們有個形象比喻，機電設(shè)備是“骨骼和肌肉”，管道是“血管”，電氣儀表是核電里面“神經(jīng)系統(tǒng)”。這個管道連接核島和常規(guī)島，蒸汽從核島送到常規(guī)島去。
“玲龍一號”全球首堆核島安裝工程開工，安裝人員焊接反應(yīng)堆廠房管道支吊架
張彩放介紹，核島安裝工程的開工，相當(dāng)于“玲龍一號”全球首堆工程正式進入“硬裝”階段;為讓現(xiàn)場施工單位更好協(xié)調(diào)配合，特意將這一節(jié)點比里程碑節(jié)點提前了75天。
張彩放：如果我們把土建的裝修作為一個“軀干”的話，我們做的機電設(shè)備安裝，比如管道、電儀的安裝相當(dāng)于是“硬裝”，然后到后面的系統(tǒng)調(diào)試才叫“軟裝”。土建有22個月，然后我們有22個月，系統(tǒng)調(diào)試一般是1年左右的時間。對照“一體化三級計劃”的里程碑，我們把時間提前，這樣有利于“玲龍一號”整個工程順利推進?，F(xiàn)在整個進展都按計劃在走，從首堆來說困難比較大;大家可以放心，我們都想把“玲龍一號”干成一個精品工程、標(biāo)桿工程，為后續(xù)推廣、應(yīng)用打下一個良好的基礎(chǔ)。
全球首個、敢為人先，“玲龍一號”建設(shè)排除萬難順利推進
作為全球首個陸上商用模塊化小型反應(yīng)堆，“玲龍一號”全球首堆的建設(shè)承載著重要的示范作用。去年7月13日，隨著核島反應(yīng)堆廠房第一罐混凝土(FCD)開始澆筑，“玲龍一號”示范工程正式開工建設(shè)。中國核工業(yè)第二二建設(shè)有限公司“玲龍一號”項目技術(shù)經(jīng)理、高級工程師何錫斌介紹，一年多來，施工單位在沒有任何先例可供參考的情況下，克服眾多關(guān)鍵技術(shù)難題，推動工程順利進行。
何錫斌：海南島高溫潮濕，臺風(fēng)、暴雨多發(fā)，土建工作好多是“靠天吃飯”。我們當(dāng)初一個節(jié)點——鋼質(zhì)安全殼一層筒體就位，對氣候、風(fēng)向要求很精準(zhǔn)。筒體是600多噸，我們選用的是3200噸的履帶吊吊裝，提前跟蹤天氣預(yù)報，凌晨4點風(fēng)力比較小，才開始吊裝。吊裝過程很完美，指標(biāo)我們都控制得非常好，精準(zhǔn)就位。它是世界首堆，整個產(chǎn)業(yè)鏈不是光現(xiàn)場施工這一塊，還包括設(shè)備、材料等，哪個鏈條斷了，最后都沒法如期運行。我們在施工邏輯的分析，施工段的劃分、調(diào)整等方面做了精心準(zhǔn)備，2021年到2022年底的這些里程碑節(jié)點都是如期完成。
“玲龍一號”全球首堆海南昌江多用途模塊式小型堆核島安裝工程施工現(xiàn)場
據(jù)了解，“玲龍一號”全球首堆計劃總工期58個月，在核島安裝工程正式開工后，后續(xù)將陸續(xù)迎來反應(yīng)堆廠房內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)完工、機電設(shè)備安裝完成、系統(tǒng)調(diào)試，以及冷試、熱試、裝料、臨界反應(yīng)等多個關(guān)鍵節(jié)點，并最終計劃在2026年初正式發(fā)電。中核集團“玲龍一號”總設(shè)計師宋丹戎介紹，相比“華龍一號”這樣的大型核電站，“玲龍一號”有著自己獨特的發(fā)展路徑和功能定位。
宋丹戎：小型堆和大型堆是中核集團的差異化發(fā)展戰(zhàn)略，大型核電站目的主要是穩(wěn)定地發(fā)電，提供電力;小型堆的目的主要是為了多用途，除了能夠發(fā)電以外，還可以用作在沿海地區(qū)的海水淡化，或者北方內(nèi)陸地區(qū)的供熱，或者對于需要蒸汽的工業(yè)園區(qū)提供蒸汽。從技術(shù)上，大型堆表現(xiàn)為功率比較大，所以主要設(shè)備是分散布置的形式;小型堆是比較緊湊的一體化布置，它安全系統(tǒng)全部是非能動的，靠自然的力量去冷卻它，這樣就使得小型反應(yīng)堆的安全性進一步提高，可以離用戶比較近。
“玲龍一號”全球首堆建設(shè)人員比對施工圖紙(李天平 攝)
綠色低碳、功能多樣，打造中國制造又一“國家名片”
宋丹戎表示，除了安全性高，“玲龍一號”還采用模塊化建造方式，許多主要設(shè)備可以在工廠制造完成，運輸?shù)浆F(xiàn)場直接安裝，這讓它的建造周期得以縮短、部署靈活，被稱為核能“移動充電寶”;而每臺“玲龍一號”機組的功率為12.5萬千瓦，建成后年發(fā)電量可達10億度，減少二氧化碳排放88萬噸，相當(dāng)于植樹造林750萬棵，可以大大減少我國化石能源的消耗、促進節(jié)能減排。
宋丹戎：每年可以發(fā)電10億千瓦時，可以滿足50萬戶家庭的生活所需，一戶按三口人算，100多萬人可以用;如果說熱電聯(lián)供的話，就是4億度左右的電，相當(dāng)于每年供熱量600萬吉焦;如果說拿來海水淡化，就是發(fā)電和海水淡化聯(lián)合，每天就是75兆瓦的電功率，可以每天產(chǎn)48000噸的蒸餾水。
俯瞰昌江核電基地“玲龍一號”反應(yīng)堆廠房鋼制安全殼筒體(李天平 攝)
正是由于這些特點，一直以來，多功能模塊化小型核反應(yīng)堆被國內(nèi)外核電領(lǐng)域?qū)＜医o予高度評價，甚至被稱為“核能工業(yè)的轉(zhuǎn)折點”，將“開創(chuàng)核能多用途發(fā)展新時代”。隨著偏遠山區(qū)供電、城市冬季集中供熱、工業(yè)園區(qū)供汽、島礁供電、海上石油開采等領(lǐng)域?qū)η鍧嵞茉吹男枨筮M一步提升，以及國家為實現(xiàn)“美麗中國”、構(gòu)建綠色能源體系的強烈需求，小堆多方面的綜合優(yōu)勢十分顯著。宋丹戎介紹，我國在小型核反應(yīng)堆領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)和國際第一梯隊“并跑”，“玲龍一號”也必將與我國百萬千瓦級自主三代核電“華龍一號”完美配合，成為中國制造以及原創(chuàng)科技品牌的又一張“國家名片”。
宋丹戎：“玲龍一號”和“華龍一號”都是在2010年前后，中核集團為了差異化發(fā)展、為了核能創(chuàng)新，立的兩個重點科技專項?！叭A龍一號”已經(jīng)成功發(fā)電，“玲龍一號”也到了開始安裝的階段，確實是我們國家核能領(lǐng)域兩個重大進展。通過這兩個堆的建設(shè)，我們的核能技術(shù)在世界上從原來的“跟跑”，到現(xiàn)在至少可以說是“并跑”;國外同行現(xiàn)在交流，也都認(rèn)為中國的核能發(fā)展已經(jīng)到了世界的最前列。我們也在開發(fā)下一代更經(jīng)濟、建設(shè)更快的小型堆技術(shù)，四代的小型堆也在研發(fā)中，這是下一步的方向。
