反應堆核心模塊吊裝成功

吳葉凡

8月10日，海南昌江，在碧海藍天的輝映下，2000噸履帶式起重機吊著一顆銀白色“心臟”緩緩移動。歷時5時48分，這顆“心臟”被穩穩地安放在核島中央。

“玲龍一號”（ACP100）是全球首個陸上商用小型核反應堆，也是中核集團在成熟壓水堆核電站和核電技術的基礎上開發的具有自主知識產權的創新型核反應堆，這顆“心臟”就是“玲龍一號”反應堆核心模塊——“玲龍之心”。“玲龍之心”順利吊裝就位，意味著“玲龍一號”迎來核島關鍵設備安裝的第一個里程碑節點，距離“玲龍一號”正式建成投運已為期不遠。

開頂法讓“心臟”精準到位

10日凌晨，中核機械工程有限公司吊裝技術能手楊西山早早來到“玲龍一號”吊裝現場。即使已經參與過多個重大核電設備的吊裝工作，他也不敢掉以輕心，反復細致地檢查設備，因為今天等著他的，是一場前所未有的“硬仗”。

簡單來說，楊西山此次的任務，就是讓“玲龍之心”住進位于核島的“房子”里。但這并不容易，因為不僅要“請進去”，還要“請到位”。

小型堆（以下簡稱小堆）是指電功率在30萬千瓦以下的核反應堆。“玲龍一號”的功率只有12.5萬千瓦，整個機組占地面積不到普通大型反應堆（以下簡稱大堆）的一半。以往大堆吊裝時，會留出足夠大型機械運輸的通道，但小堆不如大堆寬敞，因此這次吊裝只能采用開頂法，即暫時不扣“屋頂”，把“玲龍之心”從上面吊進核島內。

開頂法最難控制的是降水，8月的海南正值雨季，加上臺風襲擾，吊裝工作要“看天吃飯”。吊裝團隊緊盯天氣動向，最終等到了10日這樣一個晴朗風小的好天氣。

“請到位”是指吊裝精度要高，核心模塊就位后要求位置度偏差在0.5毫米以內，水平度偏差在0.3毫米以內。為了到達精準的吊裝位置，核島內放置了預先設計好的精準調整裝置，還使用了全站儀實時跟蹤測量。包括楊西山在內的施工單位相關人員更是提前做足準備工作，不斷模擬推演、熟悉流程。在正式吊裝時，大家默契十足，操作熟練。

8月10日10時46分，“玲龍一號”反應堆核心模塊精準就位。“成功了！”已在現場奮戰幾百個日夜的建設者們歡呼雀躍，慶祝這一振奮人心時刻的到來。

模塊化技術降低生產成本

看著吊裝成功的“玲龍之心”，記者不禁有些好奇，以往的核反應堆不僅要把核心設備安裝進核島內，還需要在現場施工，進行主管道焊接等一系列工作，過程十分繁瑣，為何“玲龍一號”的吊裝過程如此便捷？

“玲龍一號”總設計師宋丹戎向記者揭開了謎底：“答案就是一體化設計、模塊化制造。”

原來，核反應堆有兩大關鍵設備——反應堆壓力容器和蒸汽發生器，傳統的大堆一般是壓力容器和蒸汽發生器彼此獨立，需要現場安裝并焊接主管道。

而“玲龍一號”的設計直接去掉了主管道，將蒸汽發生器安裝在壓力容器內部，形成了緊湊的一體化反應堆模塊。此次吊裝前，蒸汽發生器就已經在工廠與反應堆壓力容器完成了組焊，運到現場后可以直接吊裝。

“傳統的大堆類似家用的臺式電腦，小堆如同小巧靈活的筆記本電腦，各個設備都集中到一起了。”宋丹戎給出了通俗的解釋。

麻雀雖小，五臟俱全，要把分散的設備集成為一體化的模塊，并不是放進去就大功告成，更需要保證彼此之間“和平相處，互不干涉”。為了達到設計方案的最優，“玲龍一號”設計團隊反復摸索，一根電纜、一個閥門，甚至是一堵墻的位置都要通過三維建模來分析確定。

“工廠組裝、現場安裝”的模塊化技術創新更是經過了多重論證，宋丹戎回憶起焊接方案的確定過程：“材料、工藝焊接、力學分析等諸多專業人員，把整個過程全部考慮一遍，經過大量的、甚至是非常保守的分析，最后才確定在工廠組合焊接后運到現場。”一體化的設計不僅縮小了反應堆體積，還消除了主管道斷裂造成冷卻劑喪失等事故發生的可能性，提高了核電站安全性和可靠性；模塊化技術既可以制造批量化生產，降低成本，又極大地縮短了工期。

多用途性帶來良好市場前景

“吊裝成功后，其余設備的安裝也會很快結束，這意味著更艱難的調試工作即將開始。”宋丹戎明白，吊裝不是終點，未來還有很多關要“闖”。“玲龍一號”機組的各個設備、儀表能否正常運行，是否存在缺陷，這些都需要等到現場安裝調試階段才能發現。而因為設備已經安裝就位，解決問題的難度也增加了。

“玲龍一號”預計于2026年上半年并網發電，建成后年發電量可達10億千瓦時，滿足52.6萬戶家庭生活所需。但做小堆的初衷其實不是和大堆去“拼發電”，而是要實現核能的多用途。

小堆雖小，作用不小。“除了傳統核電站所具備的功能，小堆還更加適用于城市供熱、工業供汽、海水淡化、石油開采、偏遠地區及孤網熱電聯供、燃煤熱電機組替代等應用。”宋丹戎說。

小堆因其安全性、部署靈活性及多用途等的獨特優勢，在全球市場也顯示出良好前景。“‘玲龍一號的多用途性在國外很受歡迎，它對于很多電網規模小、人口數量少的國家非常適用，未來大有可為。”“玲龍一號”副總設計師秦忠說。

碧波躍玲龍，重器出國門。未來，“玲龍一號”將作為中國核電一張新的名片，推動中國核能走向世界，為核電技術應用與發展貢獻中國智慧。