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自主三代核电技术“国和一号”研发完成

作者:泵友圈

2020年9月28日,中国国家电力投资集团宣布,中国具有完全自主知识产权的三代核电技术“国和一号”完成研发。

国和一号


“国和一号” 也称作CAP1400,是中国十六个重大科技专项之一,代表着当今世界三代核电技术的先进水平,是中核电技术研发和产业创新的最新成果,采用“非能动”安全设计理念,单机功率达到150万千瓦,是中国自主设计的最大功率(截至2020年)的核电机组。

取得大量技术突破

“国和一号”从2008年启动研制,至今经过12年科研攻关,取得大量技术突破。如今我国已全面掌握三代核电关键技术,实现了自主核电技术从二代到三代的跨越。

截至2020年8月,“国和一号”累计形成知识产权成果6513项,获得国家授权专利1052项,形成新产品、新材料、新工艺、新装置、新软件392项。并且“国和一号”也已通过评审,具有自主知识产权和出口权,为我国三代先进核电的规模化、批量化发展与“走出去”提供了有力保障。


三代核电的“中国心”

反应堆冷却剂泵,简称“主泵”,承担着为核岛运转提供动力的重任,好比是核电站的“心脏”。AP1000采用了屏蔽式主泵,具有60年无维修的设计寿命。不过,全新的制造工艺和运行流程,对制造业来说无疑是一项巨大挑战。

为了让“国和一号”拥有一颗“中国心”,示范项目研发一开始,主泵研发方案就采用双线并行的模式,一边推进屏蔽电机主泵研发,另一边与上海电气凯士比核电泵阀有限公司启动了湿绕组主泵备选技术方案。经过八年时间,完成世界最大功率核电无轴封主泵研制——“国和一号”湿绕组主泵这颗“中国心”研发成功。

上海电气凯士比核电泵阀有限公司为国家科技重大专项“国和一号”(CAP1400)示范工程提供的4台湿绕组主泵(RUV)已开工,其全尺寸样机已于2019年7月完成全部鉴定试验项目,并通过专家鉴定,使得RUV 成为 “国和一号”(CAP1400)中首个通过全部鉴定试验的主泵,填补了国内外空白。

国和一号主泵CAP1400 RUV

功能类似于高压锅密封圈的反应堆压力容器O型密封环,曾几何时是国外采购经常被禁运的设备。“密封”是核电运行和事故状态下防止泄漏的第一关,这种零部件对庞大的核电站来说看似微小,但曾是真正的“卡脖子”环节,O型密封环更是整个核电密封系统中最复杂、最重要的密封,从国外购买的价格高达几百万。为此,上海核工院和和宁波天生密封件有限公司联合成立了核电密封联合研究中心,经过多年研制打破了国外垄断,国产化后产品价格约为三四十万元。


核电建设全球领先


目前,我国已完成5台国际三代核电机组的建设,数量居全球第一。其中三门核电一号机组为美国AP1000全球首堆,台山核电一号机组为法国EPR全球首堆。过硬的核电建设能力,严格的技术安全审查,使得这些“全球首堆”能够为世界其他三代核电机组的建设提供极有价值的经验和信息。


据统计,截至2019年底,我国在建核电机组13台,总装机容量达到1387.1万千瓦,居全球第一。成熟可靠的核电建设能力使我国核电发展的步伐不断提速。据测算,到2025年,我国在运核电装机容量将达到7000万千瓦,在建3000万千瓦;“十四五”及中长期,自主三代核电技术在我国清洁能源体系中的作用将更加凸显。



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