当前位置:首页 > 行业广角 > 科技信息

中核北方:自主创新打造核电“仓廪”

时间:[2019-09-05 ] 信息来源:中电新闻网
作者: 
浏览次数:

   在内蒙古自治区包头市,有着这样一个“工厂”,它被赋予了保障国家国防建设和核材料需求的神圣使命,同时也为“两弹一艇”和核电事业作出了不可磨灭的贡献,它就是我国第一座核燃料元件厂——中核北方核燃料元件有限公司(以下简称“中核北方”)。近日,记者跟随中核集团第五届“核你在一起”科普开放周体验团,走进中核北方,参观多品种核燃料元件精细化、智能化生产过程,一探核电“仓廪”背后的故事。 

 
  “元件制备过程并不需要穿戴辐射防护服” 
 
  青山区,是内蒙古自治区包头市下辖的市辖区,因坐落于连绵起伏的大青山南麓而得名。而中核北方便坐落于此。 
 
  资料显示,中核北方是我国核材料、核燃料元件研制和生产的主要基地,从产业链的角度来看,核燃料元件的制造是核工业全产业链中的上游环节之一,是确保核电站安全的第一道屏障。 
 
  头顶安全帽,身着工作服,脚踏鞋罩,在“全副武装”之后,记者已做好近距离参观重水堆核燃料元件生产车间的准备。 
 
  “让大家穿上工作服并非是辐射防护的要求,而是为了保证生产车间的清洁度。”工作人员介绍道:“元件在制备过程中,就像未被点燃的煤,并没有发生裂变反应,属于弱放射性物质,弱得一张薄薄的纸就能将辐射挡住,因此不需要辐射防护服。” 
 
  正如工作人员所言,走进车间着实让记者眼前一亮:洁净的地板、一尘不染的设施、明亮的厂房,完全感受不到是工业制造车间。同时,记者注意到,现场的工作人员和参观者穿着同样的服饰,带着白手套,穿梭游走于众多复杂的设备之间,有条不紊地忙碌着。 
 
  而这里生产的核燃料元件将直接供应到秦山三期两座重水反应堆。  
 
  据悉,该生产线是我国唯一的重水堆核电燃料元件生产线,于2000年开始建设,2002年底正式运行,2003年开始向秦山三期两座重水反应堆提供换料元件,实现了重水堆核电燃料元件制造的国产化,截至2018年底,已连续16年持续稳定的为秦山三期核电站提供了约16.4万个燃料元件。 
 
实现高温气冷堆生产线的“跳跃式”生长 
 
  不仅针对重水堆,中核北方还拥有压水堆、AP1000等多条核燃料元件生产线,为秦山二期、方家山核电等多个核电机组供应着安全可靠的核燃料元件。 
 
  其中,值得一提的是高温气冷堆核燃料元件生产线。据介绍,该条生产线以清华大学球形核燃料元件制造技术作为依托,是我国完全拥有自主知识产权、全球第一条具有第四代核技术特征的工业化规模燃料元件生产线。 
 
  走进高温气冷堆核燃料元件生产线的大厅,伫立于大厅一侧的高温气冷堆球形燃料模型引起了记者的注意。不同于其他核燃料元件,高温气冷堆的核燃料元件外表呈球状,通体乌黑、光滑圆润,大小像极了一个黑色的网球。 
 
  据中核北方高温气冷堆核燃料元件厂党总支书记宋君武介绍,每个球形燃料约含7克铀,可释放相当于1.5吨标准煤所产生的热量。 
 
  资料显示,高温气冷堆是目前世界上最安全的核反应堆型之一,为了达到“高质量”的产品要求,这些直径仅60mm的合格燃料球,都经历了“涅槃”般的生产过程,为高温气冷堆的安全运行提供了保障。 
 
  不仅仅是生产合格的球形燃料元件,该生产线快马加鞭的建设,也为我国发展高温气冷堆增添了底气。 
 
  据介绍,该元件生产线于2013年3月在中核北方正式开建;2015年4月,生产线进入调试生产阶段;2016年3月,生产线投料;2016年8月生产线正式生产。 
 
  2017年7月17日,第20万个工业化球形核燃料元件成功下线。诚如建设之初,中核北方就提出要通过这条生产线的建设、调试、生产运行,达到“出产品、出成果、出经验、出人才、出精神、出示范”的成果,第20万个球形燃料元件的顺利下线,不仅标志着“六出”成果的实现,更标志着这条生产线的完全打通和达产达标。  
 
  同时,一般来说,从实验线转化成规模化生产,需要经历中试阶段,而这条生产线直接依托清华大学实验线就进入工业化生产阶段。建设、调试、生产无成熟可借鉴的经验,人员也没有相关的生产经验,设备的可靠性还待验证。尽管是“摸着石头过河”,但通过中核北方和清华大学的“校企合作”,双方克服了一个又一个难关,最终用产品质量和生产能力说话,实现了“全球首条”生产线的“跳跃式”生长,让我国高温气冷堆核燃料元件制造水平跻身世界前列。 
 
描绘我国核燃料元件制造不断创新发展的浓缩版路线图 
 
  取得如今的成绩并非一蹴而就。在中核北方展览馆内,记者也有幸透过墙上的黑白照片,感受中核北方60多年的发展脉络,领略其数十载的沧桑巨变。 
 
  1956年,我国决定兴建核燃料元件厂;1957年初,选址委员会在内蒙古自治区包头市郊选定了厂址;1958年初,从全国各地抽调一批管理干部和技术干部陆续到达包头,并成为建厂初期的骨干力量;1958年10月16日,我国第一座核燃料元件厂工程建设正式开始。 
 
  据当年参与建设中核北方的创业者回忆,彼时条件非常艰苦,住的是临时搭建的帐篷,风沙很大,食堂也是临时搭建的草棚,吃饭的时候得用手捂住碗,不然碗里全是沙子。创业者们在一无厂房、二无设备的条件下,白手起家,艰苦创业,自己动手捡砖头、盘烘炉。为了配合基建工程施工,解决施工工具缺乏的困难,厂里组织工人组建简易手工作坊,并在这里锻制了第一把火钳,也是厂里的第一件“产品”。用这把火钳起家,锻制了成千上万件基建和农副业生产用的零件和工具。 
 
  在那段激情燃烧的岁月,在“仓库精神”“土豆大会餐精神”和 “一厘钱精神”的激励和指引下,中核北方的创业者们用生命、汗水和忠诚,打造出我国第一个完整的核燃料元件生产科研基地,建成了我国第一条铀化工生产线,第一条金属钙生产线,第一条核燃料元件生产线,第一条锂同位素生产线,为我国“两弹一艇”的成功研制,为国防建设和核工业科技进步作出了重要贡献。 
 
  如今,中核北方成为当前我国核燃料元件种类最多生产商、供应商、服务商,发展成为我国核电燃料元件研制技术路线最全,拥有多条核电燃料元件生产线的核燃料元件厂。 
 
  可以看见的是,从引进二代、三代核电燃料元件制造技术到建成世界首条工业化规模的高温气冷堆核燃料元件生产线,掌握具有四代特征自主化的核电燃料元件制造前沿技术,中核北方正从引进、消化、吸收、再创新走向自主化研制的道路,同时,不断将核心技术掌握在自己手中,描绘出了我国核燃料元件制造不断创新发展的浓缩版的路线图。  
 
  另外,除掌握了高温气冷堆核燃料元件制造技术外,中核北方还承担了国家科技重大专项——CAP1400大型先进压水堆自主化燃料组件的研制任务,并完成了原型、定型等组件的研制任务。以上述两个项目和新一代核材料、 核燃料关键技术研究为核心,近些年,中核北方不断激发原有的优势和动力,积极承担国家重点科研课题的研究工作,并正积极开展新型燃料元件的研发工作。 
 
  在完成日常生产任务的同时,中核北方凭借61年科研生产经验,在核技术应用领域不断突破创新。研制生产的航天用测高仪屏蔽体,助力“神舟”“嫦娥”飞上太空,为我国航天事业作出了重要贡献。特别是通过核技术拓展,先后开发了钴调节棒、医疗堆燃料元件等多种民用产品,打破了国外技术的垄断。