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全国核电站都有的非能动氢复合器一半“成都造”

2018-05-18 07:32   来源: 成都商报   编辑: 王雪意   责任编辑: 马兰

马韦刚(右一)和团队成员正在调试实验设备

时隔7年,当再次提到日本福岛第一核电厂发生堆芯熔毁放射性物质泄漏的严重事故时,马韦刚低下头翻动着面前的文件,发出一声长长的叹息。

马韦刚,中国核动力研究设计院第二研究所(以下简称“核动力院二所”)核反应堆水化学与腐蚀研究室副主任。这个成立于1968年的实验室,非能动氢复合器是其近十年的主要研究方向之一,即在核反应堆出现事故后,如何在较短时间内消耗氢气,以预防氢过量引发的爆炸。

“如果福岛在事故前就装置了非能动氢复合器,结果可能完全不同。”马韦刚回忆,福岛事故对中国整个核电事业影响巨大,第二年,其所在的实验室就自主研发出非能动氢复合器,打破了国际技术壁垒,实现核电安全相关关键设备的“中国造”。如今,这组设备在全国核电工程的市场占有率超过50%。下一步,马韦刚希望带着这组设备打开国际市场。

■“核安全无上限”

马韦刚来见成都商报记者之前,正在和实验室同事讨论一项关键技术的转化应用。早上9点是实验室的上班时间,而在8点20分左右,住在附近的同事就早早来到单位,提前准备当天的实验内容。

“整个团队都很勤奋,不管是谁,都有一股冲劲。”马韦刚说,这样的劲头,让他们打破了非能动氢复合器供货市场的格局。此前,该市场被国外某公司垄断。

2010年,时任核动力院二所副所长的赵海江参加了一场核工展,展会现场一台机器引起了他的注意——这正是由国外某公司推出的非能动氢复合器。彼时,国内核电站几乎没有配备这样的核安全控制系统。

回到单位,赵海江与研究室立刻开始对这个产品是否具有研发价值进行讨论:这台工艺精细、造价昂贵的机器,同时还具有极高的技术壁垒,这意味着,想要研发它,不仅要投入巨额资金,最后甚至可能失败。讨论的结果是:非能动氢复合器是缓解核电站严重事故的关键设备,中国核动力研究设计院有义务也有能力攻克国外技术壁垒,实现该设备国产化。

正在大家对非能动氢复合器的研发技术路线进行评价与选择时,日本福岛第一核电厂惊天一爆——核电站发生堆芯熔毁并产生大量氢气,氢气爆炸后破坏了安全壳,造成大量放射性物质外泄。

这起事故震惊了世界。核动力院二所决定瞄准国际最先进非能动氢复合器技术路线,加快研发进度。该设备的原理即在事故发生后,快速消耗空气中产生的大量氢气,以避免与氧气进一步反应而引发爆炸。

“核安全无上限。”马韦刚说。如今,全国所有核电工程都要求装备非能动氢复合器,为核事故的发生降低风险。

■说服俄罗斯专家的“成都技术”

非能动氢复合器的研发耗时一年,回想起这段经历,马韦刚和消氢课题研究组组长王宏庆异口同声地说“确实很难”。由于经费紧张,除了购入几台核心设备外,更多实验器材不是从其他设备上拆解,就是借用其他部门的备用零件。

困难不止如此。消氢设备的关键是实验,即把设备置于氢气环境,检测设备运行效率及在各种环境下的反应效果。“印象最深刻的,是在单位后面池塘做的一次验证实验。”王宏庆在纸上画了大致示意图,在不到10平方米的废弃水池里,通入氢气后非能动氢复合器自动启动,迅速消除了这些氢气。

2012年底,由核动力院二所研发的非能动氢复合器正式鉴定通过,投向市场。不过,一开始的推广并不太顺利。王宏庆解释,当时少数配置了非能动氢复合器的核电厂均采用的是国外产品,对于自主研发的设备存在了解的过程。因此在正式签订购买协议前,核电厂通常会聘请专家审查,以确保装置的专业度。

在一次专家审查中,俄罗斯圣彼得堡设计院消氢系统首席专家来到成都,亲自检验复合器产品制造及性能试验。这场实验耗时一周,但让这位首席专家摈弃了此前对新技术的疑虑。王宏庆称,当时专家直呼,其消氢效率优异、防氢爆能力高、催化板结合力强,综合性能可与俄罗斯当前唯一采用的国外同类产品媲美。后来,在这位专家的推动下,产品被推荐到俄罗斯核电工程,并成功与俄罗斯一公司签订了非能动氢复合器催化板的供货合同。这个合同的背后,是国内同类产品首次进入国际核发达国家。

■带领中国核电产品集体“出海”

如今,核动力院二所自主研发的非能动氢复合器在全国核电工程的市场占有率超过了50%。下一步,马韦刚希望能够带着这组设备打开国际市场,让中国核电技术真正走向世界。

“我们已经建立了海外销售渠道,开始陆续参与俄罗斯列宁格勒、新沃罗涅日斯基等多个核电工程的非能动氢复合器,氢浓度监测系统、取样系统、电器贯穿件等项目的投标,开始全面进入海外核电产品竞争市场。”在马韦刚看来,核动力院二所的非能动氢复合器在国际市场颇有竞争力。这样的自信,来源于一次项目比选——同样的试验条件下,核动力院二所的产品比国际领先企业的产品性能更稳定、更安全。

在氢复合器研发的基础上,2013年,核动力院二所瞄准国内外新的三代核电用消氢技术,成立攻关团队,立即投入到消氢系统和氢气点火器等新产品的研发中。如今,项目组已成功掌握核心技术,为后续先进核电厂的安全运行奠定基础。

从业15年的王宏庆,还看到了中国核电事业发展的更多变化——科研人员不再出现年龄断层,实验设备不断完善,而唯一不变的,只有实验室数十年不变的“冲劲”。正是这种冲劲,将实现核电安全相关关键设备的“中国造”,带领中国核电产品集体“出海”。

成都商报记者 邹悦 摄影记者 陶轲

原标题:全国核电站都有的非能动氢复合器一半“成都造”

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