三代核電站堆芯儀表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化

近日，國核自儀聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)制造單位，成功完成“國和一號”示范工程核電站堆芯儀表系統(tǒng)的國產(chǎn)化攻關(guān)任務(wù)，相關(guān)設(shè)備均已順利通過堆上試驗(yàn)和我國核安全設(shè)備監(jiān)管要求的全部鑒定試驗(yàn)，標(biāo)志著我國具備了該系統(tǒng)的國產(chǎn)化制造供貨能力。

堆芯儀表系統(tǒng)用于測量反應(yīng)堆堆芯內(nèi)部三維中子注量率分布，從而實(shí)現(xiàn)堆芯三維功率分布監(jiān)測。堆芯儀表系統(tǒng)由信號處理機(jī)柜、礦物絕緣電纜組件和布置在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)的堆芯探測器組件組成。該系統(tǒng)作為核電站反應(yīng)堆安全運(yùn)行監(jiān)測的關(guān)鍵設(shè)備，其探測器組件安裝在核電站反應(yīng)堆堆芯中，需承受反應(yīng)堆的高溫、高壓和高輻照，運(yùn)行環(huán)境苛刻，測量信號弱、容易受到干擾、技術(shù)要求高，研發(fā)難度大，在我國目前運(yùn)行的49臺核電站中，探測器組件均由國外公司供貨，是我國三代核電自主化關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)難題之一。

為徹底改變該系統(tǒng)長期依賴進(jìn)口的局面，從2010年開始，國核自儀聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)單位依托國家科技重大專項(xiàng)，開始了對該系統(tǒng)國產(chǎn)化的攻關(guān)研究。

在堆芯儀表系統(tǒng)國產(chǎn)化攻關(guān)任務(wù)中，釩自給能中子探測器是關(guān)鍵且要求最高的設(shè)備，這也是國產(chǎn)化研發(fā)攻堅(jiān)中遇到的核心難題之一。為實(shí)現(xiàn)核心部件的國產(chǎn)化攻關(guān)，國核自儀承接國家重大專項(xiàng)以來，歷經(jīng)10年不懈探索，通過6次反應(yīng)堆上試驗(yàn)驗(yàn)證、8回設(shè)計(jì)迭代、82支探測器測試結(jié)果，最終確定探測器的124項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，于2020年6月完成自給能中子探測器定型工作，實(shí)現(xiàn)了這一關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化。

據(jù)了解，三代核電堆芯儀表系統(tǒng)均使用在線式的自給能探測器測量堆芯功率分布。因自給能中子探測器具有壽命長、體積小、結(jié)構(gòu)可靠和不需要外部電源供電的優(yōu)點(diǎn)，在線式堆芯測量儀表將成為今后反應(yīng)堆裝置監(jiān)測的主流趨勢。而自給能中子探測器，國外在60年代就已開始研發(fā)并投入使用，其中俄羅斯、法國和加拿大生產(chǎn)的自給能探測器制造工藝較為成熟、性能較為穩(wěn)定，我國的相關(guān)研究起步較晚。國產(chǎn)化堆芯儀表系統(tǒng)將在“國和一號”等新一代核電站堆型上投入工程使用，同時(shí)也具備為我國在運(yùn)非能動(dòng)核電站進(jìn)口堆芯儀表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代或改造升級的能力，對保障我國能源安全、提升三代核電國際競爭力具有重要意義。

來源：國家電力投資集團(tuán)有限公司

核致薈學(xué)院企鵝號

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