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中核北方:自主創新打造核電“倉廩”

時間:[2019-09-05 ] 信息來源:中電新聞網
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   在內蒙古自治區包頭市,有著這樣一個“工廠”,它被賦予了保障國家國防建設和核材料需求的神圣使命,同時也為“兩彈一艇”和核電事業作出了不可磨滅的貢獻,它就是我國第一座核燃料元件廠——中核北方核燃料元件有限公司(以下簡稱“中核北方”)。近日,記者跟隨中核集團第五屆“核你在一起”科普開放周體驗團,走進中核北方,參觀多品種核燃料元件精細化、智能化生產過程,一探核電“倉廩”背后的故事。 

 
  “元件制備過程并不需要穿戴輻射防護服” 
 
  青山區,是內蒙古自治區包頭市下轄的市轄區,因坐落于連綿起伏的大青山南麓而得名。而中核北方便坐落于此。 
 
  資料顯示,中核北方是我國核材料、核燃料元件研制和生產的主要基地,從產業鏈的角度來看,核燃料元件的制造是核工業全產業鏈中的上游環節之一,是確保核電站安全的第一道屏障。 
 
  頭頂安全帽,身著工作服,腳踏鞋罩,在“全副武裝”之后,記者已做好近距離參觀重水堆核燃料元件生產車間的準備。 
 
  “讓大家穿上工作服并非是輻射防護的要求,而是為了保證生產車間的清潔度。”工作人員介紹道:“元件在制備過程中,就像未被點燃的煤,并沒有發生裂變反應,屬于弱放射性物質,弱得一張薄薄的紙就能將輻射擋住,因此不需要輻射防護服。” 
 
  正如工作人員所言,走進車間著實讓記者眼前一亮:潔凈的地板、一塵不染的設施、明亮的廠房,完全感受不到是工業制造車間。同時,記者注意到,現場的工作人員和參觀者穿著同樣的服飾,帶著白手套,穿梭游走于眾多復雜的設備之間,有條不紊地忙碌著。 
 
  而這里生產的核燃料元件將直接供應到秦山三期兩座重水反應堆。  
 
  據悉,該生產線是我國唯一的重水堆核電燃料元件生產線,于2000年開始建設,2002年底正式運行,2003年開始向秦山三期兩座重水反應堆提供換料元件,實現了重水堆核電燃料元件制造的國產化,截至2018年底,已連續16年持續穩定的為秦山三期核電站提供了約16.4萬個燃料元件。 
 
實現高溫氣冷堆生產線的“跳躍式”生長 
 
  不僅針對重水堆,中核北方還擁有壓水堆、AP1000等多條核燃料元件生產線,為秦山二期、方家山核電等多個核電機組供應著安全可靠的核燃料元件。 
 
  其中,值得一提的是高溫氣冷堆核燃料元件生產線。據介紹,該條生產線以清華大學球形核燃料元件制造技術作為依托,是我國完全擁有自主知識產權、全球第一條具有第四代核技術特征的工業化規模燃料元件生產線。 
 
  走進高溫氣冷堆核燃料元件生產線的大廳,佇立于大廳一側的高溫氣冷堆球形燃料模型引起了記者的注意。不同于其他核燃料元件,高溫氣冷堆的核燃料元件外表呈球狀,通體烏黑、光滑圓潤,大小像極了一個黑色的網球。 
 
  據中核北方高溫氣冷堆核燃料元件廠黨總支書記宋君武介紹,每個球形燃料約含7克鈾,可釋放相當于1.5噸標準煤所產生的熱量。 
 
  資料顯示,高溫氣冷堆是目前世界上最安全的核反應堆型之一,為了達到“高質量”的產品要求,這些直徑僅60mm的合格燃料球,都經歷了“涅槃”般的生產過程,為高溫氣冷堆的安全運行提供了保障。 
 
  不僅僅是生產合格的球形燃料元件,該生產線快馬加鞭的建設,也為我國發展高溫氣冷堆增添了底氣。 
 
  據介紹,該元件生產線于2013年3月在中核北方正式開建;2015年4月,生產線進入調試生產階段;2016年3月,生產線投料;2016年8月生產線正式生產。 
 
  2017年7月17日,第20萬個工業化球形核燃料元件成功下線。誠如建設之初,中核北方就提出要通過這條生產線的建設、調試、生產運行,達到“出產品、出成果、出經驗、出人才、出精神、出示范”的成果,第20萬個球形燃料元件的順利下線,不僅標志著“六出”成果的實現,更標志著這條生產線的完全打通和達產達標。  
 
  同時,一般來說,從實驗線轉化成規模化生產,需要經歷中試階段,而這條生產線直接依托清華大學實驗線就進入工業化生產階段。建設、調試、生產無成熟可借鑒的經驗,人員也沒有相關的生產經驗,設備的可靠性還待驗證。盡管是“摸著石頭過河”,但通過中核北方和清華大學的“校企合作”,雙方克服了一個又一個難關,最終用產品質量和生產能力說話,實現了“全球首條”生產線的“跳躍式”生長,讓我國高溫氣冷堆核燃料元件制造水平躋身世界前列。 
 
描繪我國核燃料元件制造不斷創新發展的濃縮版路線圖 
 
  取得如今的成績并非一蹴而就。在中核北方展覽館內,記者也有幸透過墻上的黑白照片,感受中核北方60多年的發展脈絡,領略其數十載的滄桑巨變。 
 
  1956年,我國決定興建核燃料元件廠;1957年初,選址委員會在內蒙古自治區包頭市郊選定了廠址;1958年初,從全國各地抽調一批管理干部和技術干部陸續到達包頭,并成為建廠初期的骨干力量;1958年10月16日,我國第一座核燃料元件廠工程建設正式開始。 
 
  據當年參與建設中核北方的創業者回憶,彼時條件非常艱苦,住的是臨時搭建的帳篷,風沙很大,食堂也是臨時搭建的草棚,吃飯的時候得用手捂住碗,不然碗里全是沙子。創業者們在一無廠房、二無設備的條件下,白手起家,艱苦創業,自己動手撿磚頭、盤烘爐。為了配合基建工程施工,解決施工工具缺乏的困難,廠里組織工人組建簡易手工作坊,并在這里鍛制了第一把火鉗,也是廠里的第一件“產品”。用這把火鉗起家,鍛制了成千上萬件基建和農副業生產用的零件和工具。 
 
  在那段激情燃燒的歲月,在“倉庫精神”“土豆大會餐精神”和 “一厘錢精神”的激勵和指引下,中核北方的創業者們用生命、汗水和忠誠,打造出我國第一個完整的核燃料元件生產科研基地,建成了我國第一條鈾化工生產線,第一條金屬鈣生產線,第一條核燃料元件生產線,第一條鋰同位素生產線,為我國“兩彈一艇”的成功研制,為國防建設和核工業科技進步作出了重要貢獻。 
 
  如今,中核北方成為當前我國核燃料元件種類最多生產商、供應商、服務商,發展成為我國核電燃料元件研制技術路線最全,擁有多條核電燃料元件生產線的核燃料元件廠。 
 
  可以看見的是,從引進二代、三代核電燃料元件制造技術到建成世界首條工業化規模的高溫氣冷堆核燃料元件生產線,掌握具有四代特征自主化的核電燃料元件制造前沿技術,中核北方正從引進、消化、吸收、再創新走向自主化研制的道路,同時,不斷將核心技術掌握在自己手中,描繪出了我國核燃料元件制造不斷創新發展的濃縮版的路線圖。  
 
  另外,除掌握了高溫氣冷堆核燃料元件制造技術外,中核北方還承擔了國家科技重大專項——CAP1400大型先進壓水堆自主化燃料組件的研制任務,并完成了原型、定型等組件的研制任務。以上述兩個項目和新一代核材料、 核燃料關鍵技術研究為核心,近些年,中核北方不斷激發原有的優勢和動力,積極承擔國家重點科研課題的研究工作,并正積極開展新型燃料元件的研發工作。 
 
  在完成日常生產任務的同時,中核北方憑借61年科研生產經驗,在核技術應用領域不斷突破創新。研制生產的航天用測高儀屏蔽體,助力“神舟”“嫦娥”飛上太空,為我國航天事業作出了重要貢獻。特別是通過核技術拓展,先后開發了鈷調節棒、醫療堆燃料元件等多種民用產品,打破了國外技術的壟斷。 
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