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国和一号!

二代到三代的跨越 上海核工程研究设计院 2023-02-03

新中国成立七十一周年即将来临之际

9月28日,国家电投在上海发布

中国三代核电自主化标志性成果


中国自主核电技术品牌

世界先进三代核电型号“国和一号”!




2020年,是上海核工院成立的第50个年头,也是我国核电事业起步的第50个年头。


2020年9月28日,国家电投在沪举办上海核工院建院50周年暨三代核电自主化成果新闻发布会,发布中国三代核电自主化标志性成果——中国自主核电技术品牌、世界先进三代核电型号“国和一号”!




科学技术部重大专项司、国家原子能机构、国家国防科技工业局、国资委新闻中心、国家能源局核电司相关负责人,国家电投党组副书记、董事祖斌,国家电投党组成员、副总经理刘祥民出席发布会。



国家核电(上海核工院)党委书记、董事长卢洪早作《从“国之光荣”到“国和一号”——上海核工院五十年历程及展望》主题报告,回顾了上海核工院从自主研发设计秦山核电站到自主研发设计“国和一号”的50年奋进创新历程,并对国家核电(上海核工院)未来的发展目标和路径进行汇报和展望。



刘祥民正式宣布 “国和一号”品牌发布。



祖斌主持媒体记者问答,来自人民日报、新华社、科技日报等24家主流媒体和行业媒体的记者针对“国和一号”优越性、三代核电自主化成果、核能产业未来发展等方面的问题进行了提问。


国家电投核能总工程师、国和一号总设计师郑明光,核能安全与发展部(核电重大专项办公室)主任郝宏生,国核示范电站有限责任公司党委书记、董事长汪映荣,山东核电有限公司党委书记、董事长吴放,国家核电(上海核工院)副总经理、总工程师、国和一号副总设计师严锦泉对记者提问进行了针对性的回答。





国和一号,是国家电投落实我国三代核电自主化发展战略,在引进消化吸收三代非能动压水堆核电技术的基础上,依托工程项目平台实践和国家大型先进压水堆核电站重大专项开发的、具有完全自主知识产权的第三代核电型号,是完全自主设计的中国核电技术品牌。


由上海核工院作为三代非能动核电“引进消化吸收再创新”的技术主体,在国家有关部委和集团公司党组的领导下,联合国内477家单位、26000余名技术人员,开展科研攻关,历时12年研发而成。


代表着当今世界三代核电技术的先进水平,是我国核电技术研发和产业创新的最新成果,该技术研发完成标志我国全面具备了先进核电自主化能力。

“国和一号”为什么叫“国和一号”

它具有哪些特点和优势?

且听继续分解




“国和一号”

全球最大的非能动压水堆核电站

功率 

单机组输出功率150万千瓦

负荷因子

负荷因子目标93%

非能动

不依靠电能等外部动力

即可保证核电厂安全








对于公众来说,核电安全是普遍关注的问题。核安全最核心的问题便是不断提高和完善核电站的 “本质安全水平”。


安全性提高100倍:严重事故概率降低倍数,采用非能动安全系统,增加电站抗击地震、外部水淹等极端自然灾害的能力,发生严重事故的概率降低100倍。


72小时无须人工干预:在电厂断电状况下,反应堆可在事故发生72小时内无须人工干预自动保证安全。




“经济实惠性能好”是咱们老百姓日常消费的重点关注点,工程投资、建设也是如此。“国和一号”在经济性上具有明显竞争优势。


批量化后工程造价仍有下降空间:关键材料全部实现自主化设计和国产化制造,设备整体国产化率达到90%以上,批量化后工程造价还有下降空间,具有国际竞争力。


60年寿命:电站整体和主体设备寿命达60年,设备易于运行操作与维修。


系统简化:非能动技术的应用使得电厂设计简化,提高了可建造性、可运行性和可维修性,相比传统电厂,安全级阀门、管道、电缆、泵、控制装置、抗震厂房总量分别约减少50%、80%、85%、35%、70%和45%。






自中国踏上三代核电自主化创新之路以来,关键设备材料与共性技术研究方面取得重大突破。“国和一号”研发过程中,成功打破了多项技术垄断,取得多项成果。



国产化率达到90%以上:主泵、爆破阀、压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构、大锻件、核级焊材、690U型管等关键设备、关键材料全部实现自主化设计和国产化制造,设备整体国产化率达到90%以上。


三代核电自主化有力推动了三代核电关键设备研发,全面提升了核电装备制造企业的水平。


反应堆压力容器

承载核燃料,发生核反应的密闭容器,高度超过10米,壁厚超过20厘米。


蒸汽发生器

蒸汽发生器是吸收反应堆热量产生蒸汽的设备,高20多米。里面有一万多根用于热交换的U型管,虽然壁厚只有不到一毫米,却要承受超过15兆帕的压力,把来自反应堆的高温高压水牢牢包裹住。


壳内核级电缆

顾名思义是安全壳内使用的电缆,需要在高温、高压、辐照等严苛的环境下,还要保证60年的使用寿命,可以说是电缆界的“小强”,其研发填补了国际空白。


反应堆冷却剂泵

好比是核电站的“心脏”,不断地把堆芯中产生的热量传送出去。“国和一号”项目研发一开始,主泵研发方案就采用屏蔽电机主泵、湿绕组主泵双线并行的模式,经过八年攻关,“国和一号”湿绕组主泵研发成功。


爆破阀

用爆破的方式开启的阀门,平时保证不漏,用时保证瞬时全开。


安全壳

直径四十多米,高七十多米的大胶囊,用五厘米厚的钢板制成,事故后每平方米可以承受4吨以上的压力,把放射性物质牢牢包裹其中。


仪控系统

核电仪控系统好比是人的中枢神经系统,通过各项数据指令,确保核电站安全稳定运行。


核级锆材

直接包裹着核燃料铀的锆合金材料,相当于是核燃料组件的“皮肤”。


一体化堆顶结构(IHP)

反应堆压力容器的一顶“多功能的帽子”,除了确保反应堆压力容器的密封性外,还集合了通风冷却、参数监测等多种功能。


电气贯穿件

用于连接壳内与壳外电缆的“专用通道”,保证安全壳内的密封性,即使事故下,也能牢牢顶住压力,不会泄露分毫。


此外,主管道、大锻件制造、核级焊材……一系列设备、技术的突破,使我国核电行业和技术整体升级换代,实现从“二代”到“三代”的跨越。


截至2020年8月,压水堆重大专项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,新建43个试验台架。在国内22个世界先进试验台架上完成6大试验课题17项关键试验共887个工况的独立试验验证。


▲台架照片





和同等规模燃煤电厂相比,一台“国和一号”机组每年可以:

↓减排CO2气体900万吨

↓减排SO2气体3.9万吨

↓减排NOx气体2.1万吨

↓减排烟尘0.5万吨

↓减排气体量相当于种植1470平方公里森林,比香港的面积还要大。





作为一个要为公众安全负责的核电技术,“国和一号 ”的诞生可不是一件容易的事。除工程技术人员不断模拟、试验的孕育外,还经过了国内外各安全机构严格的评审。





惟有坚持自主创新

才能真正掌握核心技术

赢得核心竞争力

“国和一号”为世界核电技术创新

提供中国智慧



撰稿:周心、孙亦春、银汉、谢春华

摄影:郑楚瑶、苏博、吴炯洋

编辑:孙亦春、银汉

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