近日，“華龍一號(hào)”全球首堆示范工程福清5號(hào)機(jī)組冷態(tài)功能試驗(yàn)一次成功。作為我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電，“華龍一號(hào)”頂住“高壓”，通過了檢驗(yàn)機(jī)組性能的一次“大考”。這標(biāo)志著該機(jī)組打破首堆必拖“魔咒”，提前轉(zhuǎn)入調(diào)試階段取得第一步勝利。
什么是冷試？“華龍一號(hào)”為什么要冷試呢？《科技日?qǐng)?bào)》記者就此采訪了相關(guān)人士。
頂住“高壓”，反應(yīng)堆性能經(jīng)受“大考”
如果將發(fā)電站比作一個(gè)巨大充電寶，那么“華龍一號(hào)”就是一座巨大的核燃料充電寶——“核電寶”。
考量一座核電站，最重要指標(biāo)之一是安全可靠。
冷試，是冷態(tài)功能試驗(yàn)的簡(jiǎn)稱，是核電廠大型綜合專項(xiàng)調(diào)試試驗(yàn)，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各項(xiàng)性能，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，驗(yàn)證超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)狀態(tài)下能否正常保壓，并要超過設(shè)計(jì)基準(zhǔn)來檢驗(yàn)它的性能抗壓能力。
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，而核電站一回路工作壓力為15.5兆帕。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，一回路設(shè)計(jì)壓力約為17兆帕。但這次冷試的峰值是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。
中核集團(tuán)福清核電有限公司（簡(jiǎn)稱福清核電）相關(guān)人士以我們平時(shí)接觸的駕車為例解釋說，所謂峰值壓力，可以理解為有些小汽車儀表盤顯示的每小時(shí)200公里數(shù)值。設(shè)計(jì)壓力，好比我們平時(shí)駕駛的汽車，最高時(shí)速可以開到每小時(shí)160公里，一回路工作壓力15.5兆帕，好比平時(shí)駕車的慣常時(shí)速，比如每小時(shí)120公里。
值得一提的是，冷試時(shí)的壓力并非一步升至22.3兆帕。從10時(shí)到次日2時(shí)，經(jīng)過16小時(shí)的逐級(jí)升壓，“華龍一號(hào)”福清5號(hào)機(jī)組主系統(tǒng)壓力抵達(dá)22.3兆帕，穩(wěn)壓十分鐘，才算通過了考驗(yàn)。
冷試過后將是漫長(zhǎng)的熱試
從字面理解，有人會(huì)覺得冷試是冷的。其實(shí)，冷試中一回路的溫度為35—70攝氏度。
在沒有核燃料的情況下，水是如何被加熱的？相關(guān)人士介紹，通過葉片攪動(dòng)，主泵在密閉空間中旋轉(zhuǎn)，動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，帶動(dòng)一回路升溫。
一座核電站的建設(shè)要?dú)v經(jīng)前期籌備—土建施工—設(shè)備安裝—調(diào)試幾個(gè)階段。冷試后，“華龍一號(hào)”后續(xù)還有熱試、臨界試驗(yàn)、各功率平臺(tái)試驗(yàn)、性能試驗(yàn)等過程。
所謂冷試，是相對(duì)熱態(tài)性能試驗(yàn)（簡(jiǎn)稱熱試）而言的，它也被認(rèn)為是熱試的熱身。冷試結(jié)束后，核電站即將開展的是熱試。
與35～70攝氏度的冷試溫度相比，熱試溫度高達(dá)300攝氏度。
與冷試不同，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，對(duì)核電站的可靠性進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，包括確保設(shè)備常溫下不能漏，高溫下更不能漏。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。
簡(jiǎn)而言之，凡是有可能受到溫度影響的，都要檢查一遍，常溫要測(cè)，高溫也要測(cè)。此外，還要對(duì)核電廠很多功能和安全性進(jìn)行驗(yàn)證，包括驗(yàn)證非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)的自然循環(huán)能力、非能動(dòng)預(yù)熱排出熱交換器的換熱能力等。
正因如此，與冷試相比，后續(xù)的熱試將是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過程，它并不是某一個(gè)試驗(yàn)，而是一系列試驗(yàn)的總和。
據(jù)了解，根據(jù)機(jī)組不同，熱試少則幾十天，多則幾個(gè)月。熱試過程中，核電站的運(yùn)行規(guī)程將被全方位驗(yàn)證，核電站的功能將得到充分檢查，核電站里從事操作的人員隊(duì)伍也得到了鍛煉。
熱試后就要裝料，按照計(jì)劃，“華龍一號(hào)”全球首堆福清核電5號(hào)機(jī)組今年年底將進(jìn)行首次裝料。如果按照62個(gè)月的建造工期，5號(hào)機(jī)組計(jì)劃于明年7月正式并網(wǎng)發(fā)電。
大數(shù)據(jù)、沙盤推演實(shí)現(xiàn)事前風(fēng)險(xiǎn)管控
當(dāng)全球在建三代核電機(jī)組陷入拖期“泥潭”，自2015年5月7日開工以來，“華龍一號(hào)”全球首堆示范工程進(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，是從無到有的創(chuàng)新過程?！敝泻思瘓F(tuán)“華龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師邢繼特別介紹說，示范工程的攻堅(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)工程和設(shè)計(jì)人員，實(shí)現(xiàn)了信息及時(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)交換過程反復(fù)，有效提升了設(shè)計(jì)效率。
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。
從30萬(wàn)千瓦起步，“華龍一號(hào)”是中國(guó)核電研發(fā)從引進(jìn)、吸收和再創(chuàng)新的產(chǎn)物?！叭A龍一號(hào)”設(shè)計(jì)壽命為60年，反應(yīng)堆采用177堆芯設(shè)計(jì)，堆芯采用18個(gè)月?lián)Q料，電廠可利用率高達(dá)90%以上。其中自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)覆蓋了設(shè)計(jì)、燃料、設(shè)備、建造、運(yùn)行、維護(hù)等領(lǐng)域，并已自主開發(fā)了核電專用軟件，形成了完整的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，是目前國(guó)內(nèi)唯一能獨(dú)立出口的三代機(jī)型。作為全球首堆示范工程，福清核電5號(hào)機(jī)組建設(shè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不低于85%，采購(gòu)、安裝的“三新”設(shè)備超過百臺(tái)套。
主辦單位：中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì) 網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)：北京中電創(chuàng)智科技有限公司 國(guó)網(wǎng)信通億力科技有限責(zé)任公司 銷售熱線：400-007-1585
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