首页 »

首批国产核反应堆“燃料包壳管”实现交付,将在国家级核电项目“华龙一号”上使用

2019/10/10 4:53:03

首批国产核反应堆“燃料包壳管”实现交付,将在国家级核电项目“华龙一号”上使用

 

昨天,被誉为中国名片的“华龙一号”全球首堆福清核电站5号机组核燃料包壳管按照计划完成生产,在位于上海市松江区的中核阿海珐(上海)锆合金管材有限公司(简称“CAST”)厂区内顺利交付。这意味着在被称为反应堆核安全第一道屏障的“燃料包壳管”实现国产替代,并正式使用到国家级核电项目“华龙一号”中。

中法合作结硕果

“作为国内唯一的M5TM锆合金管材制造厂,CAST自主生产我国的M5TM锆合金管材,它把我国M5TM锆合金管材的制造水平提升到了世界先进行列。我们目前已经为国内50%的压水堆提供产品。包括今天交付的华龙一号核燃料包壳管,在国内的应用证明了它的安全性。”中核建中总经理任宇洪告诉记者。

 

 

据介绍,核级燃料包壳管是核电站运行的战略性核心材料,是保证核安全的第一道屏障。CAST公司是由中法两国核能领域代表性企业中核集团有限公司和法国法马通公司(原法国阿海珐集团)共同组建的合资公司,是中法两国深化核能领域合作的重要标志性项目,目标是实现核级锆合金管材国产化生产,确保国内核电站燃料组件的供应安全。

2010年11月,在中法两国国家领导人的共同见证下,中国核工业集团有限公司和原法国阿海珐集团(今法马通公司)签订合作协议。CAST公司历时四年完成生产线的改扩建、调试和鉴定并达到稳定生产,开始为国内核电站制造、供应核级锆合金包壳管,目前已具备1500公里/年的产能。

 

 

此次交付的 “华龙一号”首堆燃料包壳管,是在CAST连续稳定生产了两年多后,中核建中与CAST于2016年12月签订的订单。订单包含185个组件,即51494支(198公里)包壳管。

“首堆首批核级燃料包壳管顺利交付将助力华龙一号反应堆安全高效的运行,并保证中国M5TM锆管供应的安全性。”中核集团总经济师黄敏刚表示,“目前CAST正在不断提高生产能力,预计1-2年内可为中国境内的所有压水堆核电站供货,从而实现核级锆合金包壳管自主供应的战略目标。”

比珠宝打磨还要精细

“核燃料包壳管粗糙度要保证在0.8以下,我们要在400倍的围观下观察它的密度情况,并检测是否有影响管子光滑度等各种指标的因素。”CAST公司工作人员文月花告诉记者,核燃料包壳管要经过轧制、脱脂酸洗、热处理、矫直、喷砂、抛光、激光打标无损检测、精定长、表检等多道复杂工艺处理方能完成。“核燃料包壳管一旦产生裂痕,甚至引起核燃料泄漏,所以每个制作加工环节,我们都要保证万无一失,比打磨珠宝还要精细得多,就连放置管子的凹糟都要挨个分开,底部放上纯羊毛纺织品,以免碰撞产生擦痕。”

 

 

“由于锆具有非常小的中子吸收截面、耐高温且耐腐蚀,它被用作轻水堆(压水堆和沸水堆)的燃料包壳核心材料。在从天然锆矿石中提取金属锆元素进行熔炼,制成锆合金管坯后,我们把它加工制成可供核电站核燃料组件使用的锆合金管。”文月花表示。

在成品车间,记者看到,车间内的矫直机让管子达到所要求的直线度之后,喷砂机便对内表面进行喷砂,使让内表面均匀一致,达到粗糙度的要求并且消除内表面的缺陷。紧接着,抛光机立刻对管子进行抛光和清洗,使外表面均匀光滑。

 

 

“我们要保证核燃料包壳管的长度误差在0.5毫米以内,不能出现任何误差。”在检验关卡,工作人员告诉记者,检验合格的管子流转到检测完没有问题的话,它就会再次进入成品车间下一个加工工序-精定长,使用精定长机进行成品两端切割和平头,将核燃料包壳管材切割到成最终的长度,并且端面平直,然后就要对管子进行长度,垂直度,毛刺和直线度的检测。

 

 

据了解,核电管分为包壳管和导向管,包壳管是薄壁管,用于包容铀燃料芯块,并将芯块核裂变产生的热量传导到反应堆冷却剂中。导向管则具有两个功能,一是作为整个燃料组件的组成结构,二是使得在反应性控制时,控制棒能够插入到燃料组件中。

安全无污染是底线

“安全是核电的生命线,对于我们来说,如果环保都做不到,那么就更谈不上安全目标。”法马通燃料元件运营高级副总裁Carole告诉记者,企业的生产环境对企业的安全生产起着不可或缺的重要作用。为了保证安全,就要确保企业的生产环境。

对于普通人来说,提起“核”就会想到核武器、核辐射、核泄漏等名词,但对于核工业而言,安全和环保一直是底线要求。

 

 

“针对环保要求,CAST公司从成立初就将生产线的安全、环保作为一项重要的设计要求,采用的标准不仅完全满足我国的法律、法规要求,同时还与法国潘伯夫工厂对标,采用了全球最先进的环保设备和技术并在生产中严格按标准运行。所有污水经过先进、完善、有效的环保设施,按严格标准处理达标后经纳管统一处理后排放至污水处理厂,实现了污水地表零排放,环保零事故。”任宇洪告诉记者。

任宇洪还表示,CAST公司分多批次派出管理人员和专业技术人员到法国学习管理经验和专业技术,专业技术人员通过学习和考核获得法方颁发的资格证书。在建立有效的支持服务系统,包括工艺工程、实验室、质保体系,甚至延伸到安全环境管理体系的建立、维护和发展等方面,CAST也不断向法国工厂学习和借鉴,以确保CAST产品质量满足要求。同时,为保证CAST运转具有可持续性,在中核集团与法马通公司的合作和支持下, CAST建立起了一套自己的质量安全管理体系,并建成了与法国可比拟的生产实验和检测系统。