事故容错燃料部分指标达到世界一流水平
创新是引领发展的第一动力,是中广核发展之基。中广核科技管理部总经理杨晓峰介绍,中广核一直高度重视科技创新,坚持创新驱动发展战略,近十年来,每年的科研投入占营业收入的5%左右。近三年,累计科研投入接近100亿元,并先后建立了国家级、集团级和公司级三级研发体系和全球创新联盟,目前已拥有1个国家重点实验室、1个国家工程技术研究中心和7个国家能源研发中心。截至目前,集团科研人员数量达到7000人,约占员工总数的五分之一。
大量的研发投入,成为中广核发展的“加速器”。近几年来,中广核研发出了具有自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”并出口至英国,推出中国首个核电站“神经中枢”——数字仪控平台“和睦系统”,完成自主先进核燃料组件、离子体处理固废技术研发,在全球首创电子束处理污水等一大批重大科研成果,并在先进核反应堆、事故容错燃料等前沿领域积极布局。
杨晓峰表示,华龙一号技术已成为中国与高铁齐名的“国家名片”,“和睦系统”使得中国成为全球第5个拥有此类技术的国家,目前已经在9个新建核电项目中应用,实现了从二代到四代核电堆型的全覆盖,为我国核电建设节约资金近30亿元。
事故容错燃料(ATF),旨在优化传统的核燃料体系,进一步提高核燃料在正常工况下的经济性以及在严重事故工况下的安全性,是核能发展60年以来的重大变革,堪称目前国际核燃料技术研发的风向标。中广核研究院副总经理郝志坚透露,中广核紧跟世界核电发展潮流,2013年在国内率先启动ATF研发工作,经过这几年的技术攻关,中广核在ATF研发方面取得了喜人的成果,完成了ATF概念设计、性能分析程序开发、候选材料工艺探索和样品试制等工作,根据样品的堆外试验结果,部分指标达到世界一流水平。此外,依托深圳市ATF工程实验室,建成了国内首个ATF堆外试验综合平台及4个联合试验室/研发中心。“下一阶段,我们将争取早日实现ATF燃料的工程化应用,推动核能技术的持续变革。” 郝志坚表示。
3D打印质量监控瓶颈有望突破
中广核旗下核电运营技术平台——苏州热工研究院新闻发言人朱成虎表示,苏州院作为我国核电科技创新体系中的重要一员,扮演着核电站“保健医生”的角色。
近年来,苏州热工研究院研发的智能化激光去污系统,被业界公认为放射性去污手段的革命性升级,对未来核电甚至核能领域的设备修复、固废减容等都是一个理想的利器。工业智能超声检测技术近年来已成功应用于几十个国家重点项目和重大工程,涵盖能源化工、航空航天、机械材料等多个领域,整体达到“国际领先水平”,推动了我国装备制造和工程建设质量保障技术的重大进步。具有自主知识产权的水下超声、电磁、射线综合无损检测仪器,实现在核电静水环境和海洋动水环境等水下关键部件的应用。
金属增材制造,也就是3D打印,是当前先进制造和智能制造的变革性、核心技术。但3D打印“逐点扫描/逐层堆积”的往复循环特点、复杂的制件结构,导致产生了异于传统制造的各类特殊的工艺缺陷,其特点是尺寸小、种类多、随机性强,给检测和控制带来巨大的挑战,质量监控手段缺乏已成为全球范围内制约3D打印技术发展和推广应用的重大瓶颈。朱成虎表示,苏州热工研究院提出的3D打印新思路,可实现将部件整体无法检测转化成了3D打印中的每层或者多层的有效检测,从不好检或者不能检转化成了易于检和有效检,实现了“打印-检测”一体化,可极大提升3D打印产品的质量。“3D打印高频超声检测技术及装备,将在航空、航天、核电等领域40 余个典型部件开展示范应用,项目的完成将形成3D打印超声检测系列关键核心技术,推动我国3D打印的自主、快速发展提供重要的支撑。”
在非动力核技术领域,中广核核技术发展股份有限公司(“中广核技”)与清华大学联合研发的电子束处理工业废水技术,此前已通过科技成果鉴定。该科技成果成功研发了水处理专用电子加速器、辐照反应器整体装置以及“传统手段+电子束”的组合工艺,可高效降解常规手段难以处理的污染物,突破了当前难降解废水处理的技术瓶颈,达到国际领先水平,被国际原子能机构列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向。
中广核技新闻发言人冯毅介绍说,核技术处理工业废水结合生物技术深度处理工业废水工艺,成本更低,净化程度更高,可实现废水的高标准排放或者中水回用。针对难降解有机物质具有其他技术难以比拟的优势,有望解决难降解废水处理“世界性难题”。2018年,电子加速器辐照处理工业废水进入示范应用,正在广东江门建设目前同类技术全球最大单体项目,处理能力每天超过3万吨。在新疆建设中国首个电子束无害化处理抗生素菌渣工程示范项目,开辟了无害化处理抗生素菌渣的新途径。
