在《许你万家灯火》播出的第 3-4集中一场关于核电站堆芯布置方案开展激烈的讨论,许济川“成熟的193 堆芯”与叶家明“创新自主化的177堆芯”进入了 1v1决战。就在最后的关键时刻,叶家明用数据证明一切,说服了“对手”许济川,177 堆芯方案获得了胜利。
今天,我们就跟随剧情,一起聊聊关于 177 堆芯的那些事。
1. 什么是 177 堆芯?
答案:是指核电站反应堆堆芯中装填了 177组燃料组件,因此被称为“177 堆芯”。
就压水堆而言,堆芯的布置十分关键,它决定了一个机组的型号,就像汽车一样,外观看似差不多,但其动力因为发动机型号的不同,性能也会千差万别。
2.现实中 177 堆芯是真实存在的吗?
答案:是的。
177 堆芯的设计不仅存在,而且是我国自主三代核电站华龙一号的核心关键技术,它由中国核动力研究设计院自主研发设计。
3.177 组堆芯先进在哪里?
答案:更安全,更经济。
剧中一直提到的经济性和安全性是核电站建设的重要因素。目前国际上核电站采用的大多为157堆芯,即核电站堆芯有 157组燃料组件,177堆芯的设计是在157组堆芯的基础上,每边增加了5组组件,4边一共为20组。堆芯体积的增大一方面增强了堆芯的安全可控性,另一方面使得堆芯换料周期由通常的12个月延长至了18个月,电厂利用率也随之提升到了 90%以上。
换个形象一点的比喻,就像一个电热水壶底座,加热面积增大了,烧同样的一壶水,电热丝的温度就可以更低,那么它的使用寿命更长,也更加安全。
4.关于177 堆芯的起源与发展
剧中这个先进的 177 堆芯概念的提出是在 1996 年,真实的情况正是如此,他的诞生就在偏远的西南大山深处。
剧中的177研发的小楼外景就是当年的实景。
20 世纪 90 年代初,我国自行设计、建造和运行管理的第一座30万千瓦压水堆核电站--秦山核电站投入运营。同样的年代,法国、美国、俄罗斯等核电大国都已建造了百万千瓦级的核电机组。此时的中国核电人就开始在思考一个问题--中国什么时候可以拥有自己的百万千瓦核电机组?
1996年,由核动力院负责的秦山二期反应堆冷却剂及一回路系统的设计任务完成,核动力院老院长张森如有了一个更长远的想法……在经过深思熟虑后,他召集了10多位年轻的技术骨干从成都回到了中国第一代核潜艇研发实验基地--九〇九基地,对中国自主百万千瓦核电技术开展封闭研讨。参加此次研讨的包括了反应堆物理、热工水力、核燃料等专业的年轻骨干,他们大多数经历了秦山二期设计任务的锤炼,既有专业功底,又有工程经验。
那个午后,就在距离成都几百公里的山坳中,一栋两层办公室里回荡着激烈争论的声音……经过一系列的“头脑风暴”,科研人员提出了几种堆芯备选方案:177组燃料组件、193组燃料组件、241组燃料组件等。针对这些方案,科研人员逐一进行了讨论、计算、验算等,结合经济性、安全性,177 堆芯方案被最终确定。
这个创意看似简单,但事实上却十分复杂,需要考虑热量传递、燃料富集度等组件间的制约因素,同时还要提升堆芯性能等,因此177 堆芯的诞生并非轻而易举。
严格来说,当时的这个方案还只能算作粗浅的“纸上谈兵”,实际表现如何,需要更精细的论证和试验。
那么177 堆芯接下来会经历怎么样的挑战?这个创新性的方案是否能够顺利登上世界核电舞台?请持续关注《许你万家灯火》……
来源丨中核集团