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揭秘“華龍一號(hào)”的“四川造”|看不見、摸不著,怎樣才能知道堆芯是否運(yùn)行正常?

2020-12-08 11:13  來源:四川在線  瀏覽:  

反應(yīng)堆堆芯在密閉的壓力容器里靜悄悄運(yùn)行,看不見、摸不著,怎樣才能知道堆芯是否運(yùn)行正常?

“時(shí)刻監(jiān)視堆芯運(yùn)行情況是確保‘華龍一號(hào)’安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提。”中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院核動(dòng)力設(shè)計(jì)研究所副所長李慶說。

華龍一號(hào)核電站效果圖

在過去,監(jiān)視堆芯運(yùn)行的探測(cè)器是從反應(yīng)堆底部穿入,在堆內(nèi)移動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,而數(shù)據(jù)的處理和分析采用離線方式,往往要滯后半天到一天時(shí)間。更重要的是,反應(yīng)堆底部穿孔,大大增加了底部冷卻劑泄露的危險(xiǎn)。

“國產(chǎn)第三代核電的一個(gè)重要技術(shù)特征,就是采用了堆內(nèi)功率分布測(cè)量系統(tǒng)。”李慶說,首先,該系統(tǒng)的探測(cè)器探頭是從堆芯上部穿入,堆芯底部是沒有穿孔的,這大大增加了安全性。在177個(gè)燃料組件中,布置了308個(gè)探頭,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量、在線輸出,從而能夠?qū)崟r(shí)了解堆芯是否運(yùn)行正常。

堆芯測(cè)量系統(tǒng)

“這個(gè)系統(tǒng)的研發(fā)在國內(nèi)沒有基礎(chǔ),軟件系統(tǒng)構(gòu)架、物理模型建立、探測(cè)器選型、信號(hào)延遲處理、探測(cè)器布置、功率拓展……面對(duì)一個(gè)個(gè)問題,我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)從零開始。”李慶說。

“華龍一號(hào)”選取的堆芯探測(cè)器,是在綜合研究了國際主流的三代核電站的探測(cè)器使用情況并結(jié)合了“華龍一號(hào)”自身設(shè)計(jì)特點(diǎn)后,選取的一款最適合的探測(cè)器——銠自給能中子探測(cè)器。不過,該探測(cè)器有個(gè)最大的問題:信號(hào)較反應(yīng)堆實(shí)時(shí)中子通量情況有延遲,如果不消除信號(hào)的延遲,很難確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。

“就是說探測(cè)器收集到的電流,有的是實(shí)時(shí)產(chǎn)生的,有的是10秒、20秒之前產(chǎn)生的,我們要把它弄清楚。”李慶說,探測(cè)器延遲消除技術(shù),也是國際上核電站的關(guān)鍵技術(shù)之一。

經(jīng)過集智攻關(guān),李慶帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)突破了探測(cè)器延遲消除系列關(guān)鍵技術(shù),性能指標(biāo)與國外技術(shù)幾乎一樣。值得一提的是,這一技術(shù),國外經(jīng)歷了幾代人的研發(fā)積累和幾百堆年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),而我國的研究人員在毫無經(jīng)驗(yàn)積累的情況下,從研發(fā)到測(cè)試再到應(yīng)用,僅用了5年時(shí)間。

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