王博尔 川观新闻记者 宁宁
5月19日,川观新闻记者从中国核动力研究设计院获悉,由该院、中国中原对外工程有限公司与福州大学金属橡胶与振动噪声研究所联合研制的蒸汽发生器支承缓冲块,近日在福州大学通过行业专家审评,满足供货条件。这也意味着该成果打破国外企业对蒸汽发生器支承缓冲块的长期垄断,填补了国内空白。

缓冲块形似钢丝球、方便面,因此被形象地称为“泡面版钢丝球”。核动力院供图
蒸汽发生器支承缓冲块,形似钢丝球、方便面,因此被形象地称为“泡面版钢丝球”。它由304不锈钢制作而成,别看小小一块,单体承受冲击力能达到45吨。更形象点说,一块橡皮擦大小(50*40*20毫米)的缓冲块,可以承受10头大象(一只成年雄性亚洲象的体重能达到4.5吨)同时在上面“跳一跳”。
缓冲块有什么用?那得先说说蒸汽发生器。这是核电厂核岛的核心设备之一,安装在反应堆压力容器旁边,负责把反应堆产生的热量“搬运”出来,并将其转化为能推动汽轮机组发电的蒸汽动力。它是个几层楼高、几百吨重的大钢罐子,通常被安放在一个巨大的钢铁支架上。但万一发生极端工况,这个大钢罐子可能会剧烈摇晃或下坠。
缓冲块就安装在蒸汽发生器的“脚底”和支架之间,在事故工况下起缓冲和吸能作用,防止蒸汽发生器与支承发生刚性碰撞,减轻对蒸汽发生器本体和厂房结构的冲击。举个例子,遇到地震等极端情况,它就像给蒸汽发生器垫了一个“安全气垫”,能避免核电厂内的蒸汽发生器与支承挡架发生硬碰硬。此前,这项技术一直由外国厂商掌握,以华龙一号首堆为例,单个堆就需要500多块缓冲块。
但要成功研制难度不小,关键在于需要同时攻克复杂力学特性实现、极端环境适应性以及高可靠长寿命三大挑战。
中国核动力研究设计院作为主要设计单位深度参与,精准定义技术指标与工况要求,全程主导设计验证与性能评价,联合中国中原对外工程有限公司、福州大学,先后攻克材料与结构刚柔并济、高温稳态、耐蚀挑战等多项难关。
比如,为了做到“刚柔并济”,科研团队让普通304不锈钢丝,在缠绕定型后前半部分拥有优秀的弹性,后半部分有足够的刚度来承受45吨载荷。又如,团队通过特殊工艺,确保材料与结构在190℃高温下承载力依旧达标,让材料在模拟环境中接受侵蚀挑战,使其性能依然稳定如初。团队还成功让材料在超过3000次的疲劳循环后,依然能稳稳承受45吨冲击等。

缓冲块将全面应用于国内的华龙一号机组,也将依托巴基斯坦恰希玛核电厂C5机组扬帆出海。核动力院供图
目前,这项技术实现国产化后,不仅将全面应用于国内的华龙一号机组,更将依托巴基斯坦恰希玛核电厂C5机组扬帆出海。
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为“泡面版钢丝球”的神奇缓冲科技力量点赞!
原来华龙一号的安全保障靠的是这个!太酷了,这就是中国力量!
“泡面”支起核电脊梁,刚柔并济破垄断。中国“智”造稳如磐石,华龙出海“象”征力量,小零件扛起大担当。