為“玲龍一號(hào)”裝上“心臟”

吳葉凡

8月10日，海南昌江，在碧海藍(lán)天的輝映下，2000噸履帶式起重機(jī)吊著一顆銀白色“心臟”緩緩移動(dòng)。歷時(shí)5時(shí)48分，這顆“心臟”被穩(wěn)穩(wěn)地安放在核島中央。

“玲龍一號(hào)”（ACP100）是全球首個(gè)陸上商用小型核反應(yīng)堆，也是中核集團(tuán)在成熟壓水堆核電站和核電技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型核反應(yīng)堆，這顆“心臟”就是“玲龍一號(hào)”反應(yīng)堆核心模塊——“玲龍之心”。“玲龍之心”順利吊裝就位，意味著“玲龍一號(hào)”迎來(lái)核島關(guān)鍵設(shè)備安裝的第一個(gè)里程碑節(jié)點(diǎn)，距離“玲龍一號(hào)”正式建成投運(yùn)已為期不遠(yuǎn)。

10日凌晨，中核機(jī)械工程有限公司吊裝技術(shù)能手楊西山早早來(lái)到“玲龍一號(hào)”吊裝現(xiàn)場(chǎng)。即使已經(jīng)參與過(guò)多個(gè)重大核電設(shè)備的吊裝工作，他也不敢掉以輕心，反復(fù)細(xì)致地檢查設(shè)備，因?yàn)榻裉斓戎模且粓?chǎng)前所未有的“硬仗”。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，楊西山此次的任務(wù)，就是讓“玲龍之心”住進(jìn)位于核島的“房子”里。但這并不容易，因?yàn)椴粌H要“請(qǐng)進(jìn)去”，還要“請(qǐng)到位”。

小型堆（以下簡(jiǎn)稱(chēng)小堆）是指電功率在30萬(wàn)千瓦以下的核反應(yīng)堆。“玲龍一號(hào)”的功率只有12.5萬(wàn)千瓦，整個(gè)機(jī)組占地面積不到普通大型反應(yīng)堆（以下簡(jiǎn)稱(chēng)大堆）的一半。以往大堆吊裝時(shí)，會(huì)留出足夠大型機(jī)械運(yùn)輸?shù)耐ǖ溃《巡蝗绱蠖褜挸ǎ虼诉@次吊裝只能采用開(kāi)頂法，即暫時(shí)不扣“屋頂”，把“玲龍之心”從上面吊進(jìn)核島內(nèi)。

開(kāi)頂法最難控制的是降水，8月的海南正值雨季，加上臺(tái)風(fēng)襲擾，吊裝工作要“看天吃飯”。吊裝團(tuán)隊(duì)緊盯天氣動(dòng)向，最終等到了10日這樣一個(gè)晴朗風(fēng)小的好天氣。

“請(qǐng)到位”是指吊裝精度要高，核心模塊就位后要求位置度偏差在0.5毫米以?xún)?nèi)，水平度偏差在0.3毫米以?xún)?nèi)。為了到達(dá)精準(zhǔn)的吊裝位置，核島內(nèi)放置了預(yù)先設(shè)計(jì)好的精準(zhǔn)調(diào)整裝置，還使用了全站儀實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量。包括楊西山在內(nèi)的施工單位相關(guān)人員更是提前做足準(zhǔn)備工作，不斷模擬推演、熟悉流程。在正式吊裝時(shí)，大家默契十足，操作熟練。

8月10日10時(shí)46分，“玲龍一號(hào)”反應(yīng)堆核心模塊精準(zhǔn)就位。“成功了！”已在現(xiàn)場(chǎng)奮戰(zhàn)幾百個(gè)日夜的建設(shè)者們歡呼雀躍，慶祝這一振奮人心時(shí)刻的到來(lái)。

看著吊裝成功的“玲龍之心”，記者不禁有些好奇，以往的核反應(yīng)堆不僅要把核心設(shè)備安裝進(jìn)核島內(nèi)，還需要在現(xiàn)場(chǎng)施工，進(jìn)行主管道焊接等一系列工作，過(guò)程十分繁瑣，為何“玲龍一號(hào)”的吊裝過(guò)程如此便捷？

“玲龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師宋丹戎向記者揭開(kāi)了謎底：“答案就是一體化設(shè)計(jì)、模塊化制造。”

原來(lái)，核反應(yīng)堆有兩大關(guān)鍵設(shè)備——反應(yīng)堆壓力容器和蒸汽發(fā)生器，傳統(tǒng)的大堆一般是壓力容器和蒸汽發(fā)生器彼此獨(dú)立，需要現(xiàn)場(chǎng)安裝并焊接主管道。

而“玲龍一號(hào)”的設(shè)計(jì)直接去掉了主管道，將蒸汽發(fā)生器安裝在壓力容器內(nèi)部，形成了緊湊的一體化反應(yīng)堆模塊。此次吊裝前，蒸汽發(fā)生器就已經(jīng)在工廠與反應(yīng)堆壓力容器完成了組焊，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后可以直接吊裝。

“傳統(tǒng)的大堆類(lèi)似家用的臺(tái)式電腦，小堆如同小巧靈活的筆記本電腦，各個(gè)設(shè)備都集中到一起了。”宋丹戎給出了通俗的解釋。

麻雀雖小，五臟俱全，要把分散的設(shè)備集成為一體化的模塊，并不是放進(jìn)去就大功告成，更需要保證彼此之間“和平相處，互不干涉”。為了達(dá)到設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)，“玲龍一號(hào)”設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)反復(fù)摸索，一根電纜、一個(gè)閥門(mén)，甚至是一堵墻的位置都要通過(guò)三維建模來(lái)分析確定。

“工廠組裝、現(xiàn)場(chǎng)安裝”的模塊化技術(shù)創(chuàng)新更是經(jīng)過(guò)了多重論證，宋丹戎回憶起焊接方案的確定過(guò)程：“材料、工藝焊接、力學(xué)分析等諸多專(zhuān)業(yè)人員，把整個(gè)過(guò)程全部考慮一遍，經(jīng)過(guò)大量的、甚至是非常保守的分析，最后才確定在工廠組合焊接后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)。”一體化的設(shè)計(jì)不僅縮小了反應(yīng)堆體積，還消除了主管道斷裂造成冷卻劑喪失等事故發(fā)生的可能性，提高了核電站安全性和可靠性；模塊化技術(shù)既可以制造批量化生產(chǎn)，降低成本，又極大地縮短了工期。

“吊裝成功后，其余設(shè)備的安裝也會(huì)很快結(jié)束，這意味著更艱難的調(diào)試工作即將開(kāi)始。”宋丹戎明白，吊裝不是終點(diǎn)，未來(lái)還有很多關(guān)要“闖”。“玲龍一號(hào)”機(jī)組的各個(gè)設(shè)備、儀表能否正常運(yùn)行，是否存在缺陷，這些都需要等到現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試階段才能發(fā)現(xiàn)。而因?yàn)樵O(shè)備已經(jīng)安裝就位，解決問(wèn)題的難度也增加了。

“玲龍一號(hào)”預(yù)計(jì)于2026年上半年并網(wǎng)發(fā)電，建成后年發(fā)電量可達(dá)10億千瓦時(shí)，滿足52.6萬(wàn)戶家庭生活所需。但做小堆的初衷其實(shí)不是和大堆去“拼發(fā)電”，而是要實(shí)現(xiàn)核能的多用途。

小堆雖小，作用不小。“除了傳統(tǒng)核電站所具備的功能，小堆還更加適用于城市供熱、工業(yè)供汽、海水淡化、石油開(kāi)采、偏遠(yuǎn)地區(qū)及孤網(wǎng)熱電聯(lián)供、燃煤熱電機(jī)組替代等應(yīng)用。”宋丹戎說(shuō)。

小堆因其安全性、部署靈活性及多用途等的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在全球市場(chǎng)也顯示出良好前景。“‘玲龍一號(hào)’的多用途性在國(guó)外很受歡迎，它對(duì)于很多電網(wǎng)規(guī)模小、人口數(shù)量少的國(guó)家非常適用，未來(lái)大有可為。”“玲龍一號(hào)”副總設(shè)計(jì)師秦忠說(shuō)。

碧波躍玲龍，重器出國(guó)門(mén)。未來(lái)，“玲龍一號(hào)”將作為中國(guó)核電一張新的名片，推動(dòng)中國(guó)核能走向世界，為核電技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。