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關於177 堆芯的那些事
送交者:  2023年03月24日07:01:01 於 [世界遊戲論壇] 發送悄悄話


2023-03-05 09:57  來源:中國核動力研究設計院    《許你萬家燈火》  中國核動力研究設計院  華龍一號


在《許你萬家燈火》播出的第 3-4集中一場關於核電站堆芯布置方案開展激烈的討論,許濟川“成熟的193 堆芯”與葉家明“創新自主化的177堆芯”進入了 1v1決戰。就在最後的關鍵時刻,葉家明用數據證明一切,說服了“對手”許濟川,177 堆芯方案獲得了勝利。

今天,我們就跟隨劇情,一起聊聊關於 177 堆芯的那些事。

1. 什麼是 177 堆芯?

答案:是指核電站反應堆堆芯中裝填了 177組燃料組件,因此被稱為“177 堆芯”。

就壓水堆而言,堆芯的布置十分關鍵,它決定了一個機組的型號,就像汽車一樣,外觀看似差不多,但其動力因為發動機型號的不同,性能也會千差萬別。

2.現實中 177 堆芯是真實存在的嗎?

答案:是的。

177 堆芯的設計不僅存在,而且是我國自主三代核電站華龍一號的核心關鍵技術,它由中國核動力研究設計院自主研發設計。

3.177 組堆芯先進在哪裡?

答案:更安全,更經濟。

劇中一直提到的經濟性和安全性是核電站建設的重要因素。目前國際上核電站採用的大多為157堆芯,即核電站堆芯有 157組燃料組件,177堆芯的設計是在157組堆芯的基礎上,每邊增加了5組組件,4邊一共為20組。堆芯體積的增大一方面增強了堆芯的安全可控性,另一方面使得堆芯換料周期由通常的12個月延長至了18個月,電廠利用率也隨之提升到了 90%以上。

換個形象一點的比喻,就像一個電熱水壺底座,加熱面積增大了,燒同樣的一壺水,電熱絲的溫度就可以更低,那麼它的使用壽命更長,也更加安全。

4.關於177 堆芯的起源與發展

劇中這個先進的 177 堆芯概念的提出是在 1996 年,真實的情況正是如此,他的誕生就在偏遠的西南大山深處。

劇中的177研發的小樓外景就是當年的實景。

20 世紀 90 年代初,我國自行設計、建造和運行管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站--秦山核電站投入運營。同樣的年代,法國、美國、俄羅斯等核電大國都已建造了百萬千瓦級的核電機組。此時的中國核電人就開始在思考一個問題--中國什麼時候可以擁有自己的百萬千瓦核電機組?

1996年,由核動力院負責的秦山二期反應堆冷卻劑及一迴路系統的設計任務完成,核動力院老院長張森如有了一個更長遠的想法……在經過深思熟慮後,他召集了10多位年輕的技術骨幹從成都回到了中國第一代核潛艇研發實驗基地--九〇九基地,對中國自主百萬千瓦核電技術開展封閉研討。參加此次研討的包括了反應堆物理、熱工水力、核燃料等專業的年輕骨幹,他們大多數經歷了秦山二期設計任務的錘鍊,既有專業功底,又有工程經驗。

那個午後,就在距離成都幾百公里的山坳中,一棟兩層辦公室里迴蕩着激烈爭論的聲音……經過一系列的“頭腦風暴”,科研人員提出了幾種堆芯備選方案:177組燃料組件、193組燃料組件、241組燃料組件等。針對這些方案,科研人員逐一進行了討論、計算、驗算等,結合經濟性、安全性,177 堆芯方案被最終確定。

這個創意看似簡單,但事實上卻十分複雜,需要考慮熱量傳遞、燃料富集度等組件間的制約因素,同時還要提升堆芯性能等,因此177 堆芯的誕生並非輕而易舉。

嚴格來說,當時的這個方案還只能算作粗淺的“紙上談兵”,實際表現如何,需要更精細的論證和試驗。

那麼177 堆芯接下來會經歷怎麼樣的挑戰?這個創新性的方案是否能夠順利登上世界核電舞台?請持續關注《許你萬家燈火》……


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