中国实验快堆核岛安装技术创新

2010-02-15中国核工业二三建设有限公司

中国科技产业 2010年11期

■ 中国核工业二三建设有限公司

中国实验快堆核岛安装技术创新

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一、快堆核岛安装技术的新发展

中国实验快堆（热功率65.5 MWt，试验发电功率20Mwe）是我国第一座在建的快中子增殖实验性反应堆工程，简称CEFR，其结构形式和运行原理都不同于以往建造的热堆，是一种新的反应堆型。CEFR的堆本体和一回路采用一体化座装式池型结构，液态金属钠作为冷却剂，一/二回路主热传输系统为两个并联的独立环路，堆内燃料操作系统采用双旋塞-直动式换料机-倾斜式提升机方案。钠冷快堆施工技术对我们来说是一个全新的领域，通过对钠系统设备、钠系统双层管路、俄供12X1M Φ珠光体耐热钢与国产304 H奥氏体不锈钢特种材料的焊接技术、带钠管道部件更换技术的研究、试验和实践验证，掌握了钠冷快堆的关键施工技术，填补了钠系统设备、钠系统双层管道等施工工艺的空白，形成了一整套自主知识产权的安装施工技术，为我国快堆的发展，在工程建设安装技术方面奠定了坚实的基础。

二、快堆核岛安装技术难点

中国原子能科学研究院是实验快堆主工艺系统的主要设计单位，主要涉钠设备（控制棒驱动机构、钠循环泵、中间热交换器、装卸料提升机、蒸汽发生器和过热器等）由俄罗斯提供，但俄方不提供安装技术，因此钠系统设备和管路的安装在国内无可借鉴的经验；由于堆本体结构一体化布置，结构紧凑，且堆容器（由主容器和保护容器双层壳体组成）体积庞大、安装空间狭小，由制造堆容器的单位——中国“一重”在现场组焊，其余的燃料操作系统设备、停堆系统设备、一回路设备、测量和监测装置、屏蔽和防护装置均由我公司承担安装施工，因此所有的制造和组装误差最后要在安装过程中予以补偿、消化和解决，解决制造误差和极高安装精度要求之间的矛盾就成为安装施工过程中的一个关键技术难题。快堆的冷却剂是金属钠，工作温度为350℃-495℃，对材料的高温强度、抗高温蠕变能力、抗高温钠介质腐蚀能力等提出了极高的要求，由于所采用的材料304 H不锈钢在国内工程上极少采用，加上国产材料与俄供设备材料之间不同品牌甚至不同材质，造成焊接工艺的极大困难。

为使液态钠在系统中正常循环运行，完成其作为冷却剂的载热功能，要求钠的纯度很高。由于钠的化学性质活泼，为确保与空气和水完全可靠的隔离，钠系统设备和管道的安装密封、泄漏探测等问题也是钠冷快堆安装施工的又一个关键技术难题。

针对上述技术难题，项目部成立了焊接、工艺管道、设备安装和泄漏检测技术攻关小组，借鉴以往公司承接各类核工程的安装施工经验和专业技能,结合工程技术特点,开展全面的施工工艺技术研究、设计验证、工艺参数确定、试验和数据收集分析，制定出严谨翔实的施工方法、技术程序和操作规程。