中国核电崛起史世界第一圈领先世界,看人脸

是什么大块头排场这么大?运输它的车辆一共需要个车轮,占用了整整4个车道。为了让它顺利通行,当天山东省几乎所有部门都在沟通,交通部门协调车辆为它让道,其庄严程度不亚于一次高考。这个大块头,就是我国某四代核电机组上的重要锻件,它的全名叫核电支承环。

这个核电支承环从诞生起,就打破了世界吉尼斯纪录,是全世界最大的环轧钢环,半径有7.83米,被称作世界第一圈。但比起这个称号,国内的人更喜欢叫它“乾坤圈”,乾坤二字也包含了中国智慧的博大精深。

别看核电支承环的外表平平无奇,它有着超出想象的承重能力,能够承受吨重量,这是什么概念呢?假设一辆大卡车的重量是30吨,吨则相当于辆大卡车。辆大卡车压在这个核电支承环上,跟一堆小饼干似的。

然而,核电支承环制造的意义并非是为了成为一个最大的钢环,而是对中国的核电事业做出了切切实实的贡献,代表了核电锻件的最高技术水准。

核电支承环对核电站来说有什么用?这还得从核反应堆的原理说起。

我国现在的核电站反应堆类型以压水堆为主。压水堆的工作原理是先将核燃料放进反应堆,核燃料在反应堆内发生核裂变后产生热能,热能经过高压水冷却,进入蒸汽产生器,最后变成发电机需要的蒸汽动力。

在这个过程中使用的核燃料,通常由铀制成。铀的密度很高,和钢一样硬,密度有千克每立方米。铀还有一个特点,拥有极强的放射性,若人体不幸被辐射,损伤不可想象。因此,压水堆中由铀制成的核燃料,必须密封存放才行,于是便有了核电支承环。核电支承环除了可以密封核燃料,还能承受核物料的超重质量。可以说,一个核电支承环,承担了整个核电站的重量。

密封和承重是核电支承环缺一不可的功能,密封性不好,容易造成核泄漏,如果不能承重,则同样会造成整个核电站的安全隐患。由此可见,核电支承环之于核电站,就像伞柄之于大伞,树干之于大树,没有核电支承环,核电站也称不上一座核电站。

这个核电支承环既然这么重要,制造过程一定不简单。事实上,它花了中科院和一个叫伊莱特的公司整整三年多的时间才造出来。

核电支承环或者说乾坤圈,它的主要难度在于密封性上。以往他国制造这种环的方法是拼接式,拼接式降低了制作难度。但因为有着不可焊接的缝隙,增大了核泄漏的概率。而我国制造乾坤圈时,中科院提出了一体成形的理念。一体成形的锻造技术,没有了缝隙,对于密封核物料来说更加完美。

为此,中科院的李依依院士率领他的团队,发明了一种新的材料加工技术,全名叫作金属构筑成形技术。这项技术的原理是,将一种金属坯一层层叠加,并放入真空中。同时用电子束将金属坯封焊,然后再将金属坯加热熔解,直到金属坯重新变成一整个大块,成为世界上最大的、半径有7.83米的环轧钢环。

除了一体成形的锻造技术,乾坤圈的原材料制作也相当精细。据统计,乾坤圈采用了20多种化学元素研制,像配药一般,每种化学元素的含量百分比都很严谨,甚至精确到了小数点后四位。

这些制作工艺的精细程度,需要反复试炼,要经历不断的失败和不断的重复实验。历经了多个日日夜夜,伊莱特公司终于将它分毫不差地制造出来。而由于乾坤圈本身有多摄氏度的高温,车间工人一天就要换六身隔热服。乾坤圈完成的那天,一个工人脱下自己的隔热服,里面的汗水像雨水般哗啦啦流出来。

核电支承环的成功了,也使得我国的自主核电站研发技术更上一层楼。然而,我国自主研发核电站的历史,是一个背负无数辛酸的过程。

从年秦山一期核电机组成功并网发电,我国才有了自己的核电站。而当时的核电站技术十分有限,只是30万千瓦级,与当时法国的百万千瓦级相比,有很大的差距。为此,核电工程师邢继曾到法国去取经,可惜在谈合作的过程中,法国工程师十分傲慢,不肯分享某个型号的完整转让技术资料。这件事使得邢继下定决心,一定要研发属于我们国家的核心技术。

这件事也没那么容易,堆芯是核电站的关键技术环节,当时我国使用的是进口堆芯。堆芯的研发工作,涉及25个学科和个系统,工作量和计算精细复杂程度,难以想象。此后历经了十几年,邢继和团队终于成功研发了堆芯的雏形。

有了堆芯,年5月7日,华龙一号核电机组诞生。中国首次在全球范围内,打响了自主研发核电技术的品牌。

华龙一号拥有完整的自主知识产权,也让中国核电在全球核电的顶峰有了自己的位置。华龙一号作为第三代核电站技术,采用了改进的压水堆核反应堆技术,在安全程度上,远大于国外许多的二代核电站技术。迄今未止,中国核电站也未出现任何核电方面的安全隐患。巴基斯坦等国,已经开始引进华龙一号的核电机组技术。

从华龙一号到核电支承环,我国的自主研发核电技术已经领先世界。我们早就支棱起来了,中国核电事业未来更可期。




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