der weg der unabhängigen innovation von „guohe no. 1“
2024-09-07
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schauen wir uns zunächst die beiden zahlenreihen an.
60 jahre, 9 millionen tonnen, 1,5 millionen kilowatt;
in 12 jahren gab es mehr als 700 unternehmen, mehr als 30.000 menschen und mehr als 14.000 projekte.
die erste gruppe sind die sicherheits-, wirtschafts- und umweltschutzanweisungen von „guohe no. 1“ – die auslegungslebensdauer beträgt 60 jahre, die jährliche reduzierung der kohlendioxidemissionen beträgt etwa 9 millionen tonnen und die stromerzeugungsleistung einer einzelnen einheit beträgt 1,5 millionen kilowatt.
die zweite gruppe sind die anstrengungen und ergebnisse dahinter – ein 12-jähriger forschungs- und entwicklungsprozess, an dem mehr als 700 einheiten und mehr als 30.000 technische mitarbeiter beteiligt waren, was zu insgesamt mehr als 14.000 errungenschaften im bereich des geistigen eigentums führte.
die beiden zahlenreihen zusammen ergeben eine umwerfende „zusammenfassung“ von „guohe nr. 1“. „guohe no. 1“ ist eine bahnbrechende errungenschaft der unabhängigen kernenergie der dritten generation, die auf der grundlage des nationalen großen wissenschafts- und technologieprojekts „large advanced pressurized water reactor and high temperature gas-cooled reactor nuclear power plant“ entwickelt wurde entwickelte chinesische marke für kernenergietechnologie und repräsentiert den spitzenstand der heutigen kernenergietechnologie.
„guohe no. 1“ demonstrationsprojekt-standorthebering
der erste reaktor des „guohe 1“-demonstrationsprojekts befindet sich in rongcheng, shandong. er wird von der state power investment corporation state nuclear demonstration power plant co., ltd. (im folgenden bezeichnet) gebaut, verwaltet und betrieben der bau der beiden blöcke in der ersten phase verläuft ordnungsgemäß und die kraft-wärme-kopplung wird nach inbetriebnahme der ersten phase des projekts realisiert.
schematische darstellung des technischen prinzips von „guohe no. 1“
eine wichtige waffe des landes, die die lücke füllt
im spic new energy science and technology museum in rongcheng zeigt ein modell im maßstab 1:60 deutlich die struktur der „guohe no. 1“. das kernkraftwerk als ganzes lässt sich in zwei teile unterteilen: auf der einen seite befindet sich die atominsel mit einem hoch aufrecht stehenden kernreaktordruckbehälter und dampferzeuger, auf der anderen seite befindet sich der konventionelle reaktor insel, wo der von der kerninsel erzeugte dampf übertragen wird, um die dampfturbine anzutreiben und strom zu erzeugen.
„‚guohe-1‘ ist wirklich eine wichtige waffe des landes.“ liu chunguang, direktor des state nuclear demonstration design and management office, sagte: „aus sicht der körperstruktur ist das gesamtgewicht einer einzelnen einheit von ‚guohe‘.“ -1' übersteigt 1.400 tonnen, und ein großes ventil über 1 meter wiegt 29 tonnen und besteht aus geschmolzenem stahl. allein der dampferzeuger verfügt über mehr als 10.000 u-förmige rohre wenn diese rohre miteinander verbunden sind, beträgt die gesamtlänge 300 kilometer.
berichten zufolge beträgt der durchmesser des externen sicherheitsbehälters mehr als 40 meter. gemessen an den verwendeten materialien beträgt die dicke der spezialstahlplatte über 5 cm. nach der inbetriebnahme stehen einige komponenten einem innendruck von mehr als 40 tonnen pro quadratmeter aus, was das gewicht eines leichten panzerfahrzeugs bei weitem übersteigt.
nicht nur der „körper“ ist riesig, auch die vorteile sind hervorragend. eine einzelne einheit „guohe no 11 millionen einwohner und können die treibhausgasemissionen um mehr als 900 millionen kilowatt pro jahr reduzieren. basierend auf einer durchschnittlichen reduzierung von 1,336 tonnen kohlendioxid pro mu wald entspricht der emissionsreduzierungseffekt einer aufforstung von etwa 6,74 millionen hektar.
chinas atomkraftmarkt wurde einst als „marke aller nationen“ bezeichnet, da kernkrafttechnologien aus mehreren ländern nebeneinander existierten. im jahr 2006 beschloss china, seine atomautonomiestrategie der dritten generation umzusetzen. als großes nationales wissenschafts- und technologieprojekt hatte „guohe no. 1“ bei der gründung des projekts eine besondere mission: die schwierigkeiten beim serienbau großer moderner kernkraftwerke zu überwinden.
die forschungs- und entwicklungsarbeiten begannen im jahr 2008. im jahr 2020 veröffentlichte die state power investment corporation offiziell „guohe no. 1“ und markierte damit, dass die technologie endlich forschung und entwicklung abgeschlossen hat. nach 12 jahren wissenschaftlicher forschung beteiligten sich mehr als 700 einheiten und mehr als 30.000 technische mitarbeiter, und insgesamt wurden mehr als 14.000 geistige eigentumserfolge erzielt, darunter mehr als 2.000 neue produkte, neue materialien, neue prozesse, neue geräte und neue software.
„‚guohe 1‘ übernimmt die cap1400-druckwasserreaktortechnologie, die einen ‚hohen ausgangspunkt für innovationen‘ darstellt. sie basiert auf der einführung, verdauung und absorption der passiven druckwasserreaktor-kernkrafttechnologie der dritten generation und basiert auf der chinas.“ „50 jahre erfahrung in forschung und entwicklung, design und technik von kernkraftwerken basieren auch auf fast 30 jahren sicherer konstruktions- und betriebserfahrung von chinas kernkraftwerken und verfügen über völlig unabhängige geistige eigentumsrechte“, sagte liu xinli, ein experte für ingenieurstechnologie management im kernenergiebereich der state power investment corporation und stellvertretender direktor der state nuclear power demonstration.
„guohe no. 1“ hat das monopol auf viele materialien und geräteherstellungstechnologien erfolgreich gebrochen. wichtige gerätematerialien wie hauptpumpen, strahlventile, druckbehälter, dampferzeuger und reaktorinnenkomponenten wurden alle unabhängig vor ort entwickelt und hergestellt.
„guohe no. 1 steht an der spitze der weltweiten entwicklung der kernenergietechnologie und hat viele technische und prozessuale lücken in der kernenergieindustrie meines landes geschlossen und die allgemeine modernisierung der kernenergieindustrie und -technologie vorangetrieben.“
hohe sicherheit und gute wirtschaftlichkeit
beim bau eines kernkraftwerks geht es den menschen vor allem um die sicherheit.
„da das globale verständnis der sicherheit von kernenergie weiter zunimmt, haben fortgeschrittene kernenergieländer aspekte der konzeption und des betriebs von kernenergie umfassend analysiert und bewertet und eine reihe von verbesserungsmaßnahmen vorgeschlagen, und die kernenergietechnologie der dritten generation entstand, wenn es die zeit erforderte.“ " sagte liu xinli.
wie aus der modellstruktur hervorgeht, ist die äußere schicht von „guohe-1“ mit einer dicken betonschicht umhüllt. „dies ist ein abgeschirmtes fabrikgebäude mit einer dicke von 1,1 metern. die zweischichtige stahlplatte ist mit leistungsstarkem und hochfestem beton gefüllt, um taifunen, tsunamis oder flugzeugeinschlägen standzuhalten.“
schauen wir uns den internen sicherheitsschutz an, der aus vier barrieren besteht: brennstoffpellet, brennstoffhülle, druckbegrenzung des primärkreises, insbesondere den stahlbehälter mit einem durchmesser von 43 metern und einer höhe von mehr als 70 metern, der wie eine riesige kapsel aussieht die stahlbarriere. das radioaktive material kann dann fest umhüllt werden.
„die fortschrittliche kernkraft der dritten generation eliminiert die möglichkeit einer freisetzung radioaktiven materials in großem maßstab und eliminiert die radioaktiven gefahren der kernkraft für die umwelt und die öffentlichkeit“, sagte liu xinli.
in bezug auf sicherheitsdesignideen übernimmt „guohe no. 1“ das „passive“ konzept. einfach ausgedrückt bedeutet dies, dass es selbstständig starten und laufen kann, ohne auf externe stromversorgung oder manuelle eingriffe angewiesen zu sein. dieses konzept spiegelt sich in vielen details wider. beispielsweise kann bei einer reaktorabschaltung die wärme nicht mehr abgeführt werden und der reaktor brennt aus. zu diesem zeitpunkt kommt der große wassertank oben auf der atominsel ins spiel.
der große wassertank enthält mehr als 3.000 tonnen kühlwasser und ist eines der schlüsselelemente im designkonzept der passiven nuklearen sicherheit. „das wasser fließt unter der wirkung der schwerkraft an die oberfläche des reaktorkerns oder sicherheitsbehälters, verdrängt die wärme im inneren und kühlt automatisch den kern und das sicherheitsbehältersystem, um sicherzustellen, dass der kern und der sicherheitsbehälter nicht beschädigt werden.“ „stromausfallsituation unter dieser bedingung kann der ‚guohe-1‘-reaktor innerhalb von 72 stunden nach dem unfall automatisch die sicherheit ohne manuelles eingreifen gewährleisten.“
„wirtschaftlichkeit“ ist ein zentrales anliegen im täglichen verbrauch, und das gilt auch für den ingenieurbau. im vergleich zu früheren sicherheitsmaßnahmen hat das passive designkonzept die kernkraftausrüstung erheblich vereinfacht und die sicherheit erheblich verbessert. im vergleich zu herkömmlichen kraftwerken verfügt „guohe no. 1“ über 50 % weniger ventile, 80 % weniger rohre und 70 % weniger kabel, was seine baubarkeit, bedienbarkeit und wartbarkeit verbessert. durch die übernahme des modells „standardisiertes design, fabrikvorfertigung, modulare konstruktion, professionelles management und unabhängige konstruktion“ verfügt „guohe no. 1“ in wirtschaftlicher hinsicht über offensichtliche wettbewerbsvorteile.
sprint mit aller kraft, nationale produktion
über 90 %, was der lokalisierungsrate der ausrüstung des demonstrationsprojekts „guohe nr. 1“ entspricht, und nachfolgende projekte haben grundsätzlich die fähigkeit zur verstaatlichung erreicht.
wie kann sichergestellt werden, dass die kernenergie der dritten generation aufgrund hoher sicherheit wettbewerbsfähiger wird? wie erreicht man eine batch-konstruktion? diese müssen durch eigenständige lokalisierung gelöst werden.
die als „hauptpumpe“ bezeichnete reaktorkühlmittelpumpe ist für die energiebereitstellung für den betrieb der kerninsel zuständig und kann im normalen leistungsbetrieb als das „herz“ des kernkraftwerks angesehen werden. völlig neue fertigungsprozesse und betriebsabläufe stellen eine große herausforderung für die fertigungsindustrie dar. um eine erfolgreiche entwicklung sicherzustellen, verfolgen viele schlüsselgeräte eine „dual-line-parallel“-strategie. dies ist bei der hauptpumpe der fall. einerseits treiben wir die forschung und entwicklung der spaltrohrmotor-hauptpumpe voran, andererseits bringen wir die technische lösung für die nasswicklungs-hauptpumpe auf den markt.
nach seinem eintritt in das unternehmen im jahr 2011 beteiligte sich liu yuanjun vom state nuclear power demonstration equipment management office an der lokalen entwicklung von zwei arten von hauptpumpen. während des tests des hauptpumpen-prototypprodukts verbrachte er 3.600 stunden neben der werkbank, um das problem der kratzer auf der druckplatte und des trockenschleifens zu lösen. er befolgte das schnelle identifizierungs-, präzise korrektur- und konservative verifizierungsmodell, um eine reibungslose entwicklung sicherzustellen die hauptpumpe.
nach zehn jahren harter arbeit wurden die beiden technischen wege erfolgreich umgesetzt, wodurch chinas kernenergieindustriekette zum weltweiten marktführer in unterteilten bereichen wurde.
im „freundeskreis“ der atomindustriekette befinden sich nicht nur große staatsbetriebe, sondern auch viele privatunternehmen.
die mehr als 10.000 u-förmigen rohre, die in kernkraftwerken verwendet werden, müssen vor strahlung und korrosion geschützt werden. sie stellen hohe anforderungen an die materialien, aus denen sie hergestellt sind. in der vergangenheit waren sie auf importe angewiesen.
im jahr 2005 kam ein junger mann namens zhuang jianxin nach frankreich, um um zusammenarbeit zu bitten, wurde jedoch abgelehnt. nach seiner rückkehr nach china gründete zhuang jianxin sein eigenes unternehmen und arbeitete hart an der forschung und entwicklung von u-förmigen rohren. seine produktionskapazität wurde kontinuierlich verbessert und er wurde zum „hidden champion“ der branche.
von der „herz“-hauptpumpe der kernkraft bis zur „gehirn“-software für nukleares design und sicherheitsanalyse; von der „zentralsystem“-instrumentierung und -steuerung bis hin zu den über die gesamte kernenergieinsel verteilten „blutgefäßen“ und „nerven“. primärinstrumente... die dritte generation der kernenergie ist autonom. das technische forschungsteam arbeitete ununterbrochen, füllte die lücken nacheinander und löste eine „harte nuss“ nach der anderen.
die beiden blöcke des demonstrationsprojekts „guohe no. um so schnell wie möglich den kommerziellen betrieb zu erreichen, entschied sich das forschungs- und entwicklungsteam in den frühen phasen der forschung und entwicklung zunächst dafür, die „teuersten“ und „schwierigsten“ teile zu erobern, basierend auf einer umfassenden überprüfung der heimischen kernkraftausrüstungsindustrie , und der verbleibende kleine teil der standardausrüstung wurde international gekauft.
„dieser kleine teil der ausrüstung ist ein artikel mit angemessenen marktpreisen, ausreichendem wettbewerb und keinem monopol einiger weniger unternehmen. er wird die umsetzung und den export von guohe nr. 1, chef der staatlichen nukleardemonstration, nicht beeinträchtigen.“ erläuterungen zum bereich maschinenbeschaffung.
da sich das internationale umfeld verändert, ist dieser kleine teil der ausrüstung zu einem großen problem für kernkraftwerke geworden. „um die mängel vollständig auszugleichen und zu vermeiden, dass 100 % wegen 1 % stecken bleiben, haben die vor- und nachgelagerten einheiten der industriekette nach der überwindung des problems der lokalisierung der meisten geräte gemeinsame untersuchungen durchgeführt. die aktuelle lokalisierung die rate hat 90 % überschritten und nähert sich dem lokalisierungsziel von 100 %“, sagte wang yasong.
von der planung bis zur fertigung, von der projektkonstruktion über den bau und die installation bis hin zum späteren betrieb und der wartung von kernkraftwerken hat china eine vollständige kette der kernenergieindustrie aufgebaut und verfügt über umfassende unterstützungsfähigkeiten und versorgungssysteme für fortschrittliche kernkraftausrüstung. durch die autonomie der kernenergie der dritten generation schließt china zum höchsten internationalen niveau auf und trägt zur erreichung des „double carbon“-ziels bei.
simulation des gesamterscheinungsbildes von „guohe-1“
