近日,國核自儀聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)制造單位,成功完成“國和一號(hào)”示范工程核電站堆芯儀表系統(tǒng)的國產(chǎn)化攻關(guān)任務(wù),相關(guān)設(shè)備均已順利通過堆上試驗(yàn)和我國核安全設(shè)備監(jiān)管要求的全部鑒定試驗(yàn),標(biāo)志著我國具備了該系統(tǒng)的國產(chǎn)化制造供貨能力。
堆芯儀表系統(tǒng)用于測(cè)量反應(yīng)堆堆芯內(nèi)部三維中子注量率分布,從而實(shí)現(xiàn)堆芯三維功率分布監(jiān)測(cè)。堆芯儀表系統(tǒng)由信號(hào)處理機(jī)柜、礦物絕緣電纜組件和布置在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)的堆芯探測(cè)器組件組成。
另外,該系統(tǒng)作為核電站反應(yīng)堆安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵設(shè)備,其探測(cè)器組件安裝在核電站反應(yīng)堆堆芯中,需承受反應(yīng)堆的高溫、高壓和高輻照,運(yùn)行環(huán)境苛刻,測(cè)量信號(hào)弱、容易受到干擾、技術(shù)要求高,研發(fā)難度大,在我國目前運(yùn)行的49臺(tái)核電站中,探測(cè)器組件均由國外公司供貨,是我國三代核電自主化關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)難題之一。
為徹底改變?cè)撓到y(tǒng)長期依賴進(jìn)口的局面,從2010年開始,國核自儀聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)單位依托國家科技重大專項(xiàng),開始了對(duì)該系統(tǒng)國產(chǎn)化的攻關(guān)研究。
在堆芯儀表系統(tǒng)國產(chǎn)化攻關(guān)任務(wù)中,釩自給能中子探測(cè)器是關(guān)鍵且要求最高的設(shè)備,這也是國產(chǎn)化研發(fā)攻堅(jiān)中遇到的核心難題之一。為實(shí)現(xiàn)核心部件的國產(chǎn)化攻關(guān),國核自儀承接國家重大專項(xiàng)以來,歷經(jīng)10年不懈探索,通過6次反應(yīng)堆上試驗(yàn)驗(yàn)證、8回設(shè)計(jì)迭代、82支探測(cè)器測(cè)試結(jié)果,最終確定探測(cè)器的124項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),于2020年6月完成自給能中子探測(cè)器定型工作,實(shí)現(xiàn)了這一關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化。
據(jù)了解,三代核電堆芯儀表系統(tǒng)均使用在線式的自給能探測(cè)器測(cè)量堆芯功率分布。因自給能中子探測(cè)器具有壽命長、體積小、結(jié)構(gòu)可靠和不需要外部電源供電的優(yōu)點(diǎn),在線式堆芯測(cè)量儀表將成為今后反應(yīng)堆裝置監(jiān)測(cè)的主流趨勢(shì)。而自給能中子探測(cè)器,國外在60年代就已開始研發(fā)并投入使用,其中俄羅斯、法國和加拿大生產(chǎn)的自給能探測(cè)器制造工藝較為成熟、性能較為穩(wěn)定,我國的相關(guān)研究起步較晚。
國產(chǎn)化堆芯儀表系統(tǒng)將在“國和一號(hào)”等新一代核電站堆型上投入工程使用,同時(shí)也具備為我國在運(yùn)非能動(dòng)核電站進(jìn)口堆芯儀表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代或改造升級(jí)的能力,對(duì)保障我國能源安全、提升三代核電國際競(jìng)爭力具有重要意義。