"국허 1호"의 자주 혁신의 길
2024-09-07
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먼저 두 개의 숫자 세트를 살펴보겠습니다.
60년, 900만 톤, 150만 킬로와트;
12년 동안 700개 이상의 회사, 30,000명 이상의 직원, 14,000개 이상의 프로젝트가 있었습니다.
첫 번째 그룹은 "국허 1호"의 안전, 경제 및 환경 보호 지침입니다. 설계 수명은 60년, 연간 이산화탄소 배출 감소량은 약 900만 톤, 단일 장치의 발전 전력은 150만 킬로와트.
두 번째 그룹은 그 뒤에 숨은 노력과 결과입니다. 700개 이상의 단위와 30,000명 이상의 기술 인력이 참여한 12년간의 연구 개발 과정을 통해 총 14,000개 이상의 지적 재산 성과를 달성했습니다.
두 개의 숫자를 합친 것은 '국허 1호'의 눈부신 '이력서'다. '궈허 1호'는 국가 중점 과학기술 프로젝트 '대형 첨단 가압수형 원자로 및 고온 가스냉각로 원자력발전소'를 기반으로 개발된 독립형 3세대 원자력 발전의 획기적인 성과이다. 중국 원자력 기술 브랜드를 설계했으며 오늘날의 원자력 발전 기술의 최첨단을 대표합니다.
"궈허 1호" 시범 프로젝트 현장 리프팅 링
"궈허 1호기"의 첫 번째 원자로인 "궈허 1호기" 실증 프로젝트는 산둥성 룽청시에 위치하고 있으며 국가전력투자공사 국가원자력실증발전소(이하 1단계 2호기 건설은 순조롭게 진행되고 있으며, 1단계 사업이 가동되면 열병합발전이 실현될 예정이다.
"국허 1호"의 기술 원리 개략도
국가의 중요한 무기, 공백을 메우다
rongcheng에 있는 spic 신에너지 과학 기술 박물관의 1:60 모델은 "guohe no. 1"의 구조를 명확하게 보여줍니다. 원자력 발전소는 전체적으로 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 한쪽은 원자로 압력 용기와 증기 발생기가 우뚝 솟아 있는 핵 섬이고, 다른 쪽은 강철 돔 위에 위치한 거대한 물 탱크입니다. 핵섬에서 생성된 증기를 전달해 증기터빈을 구동해 전기를 생산하는 곳이다.
국가원자력시범설계관리국 류춘광 국장은 "'궈허 1호'는 그야말로 국가의 중요한 무기"라며 "신체 구조로 볼 때 '궈허 1호기'의 전체 중량은 -1'은 1,400톤이 넘고, 직경 1미터가 넘는 대형 밸브 중 하나가 용강으로 만들어져 내부 구조도 매우 복잡하다. 이 파이프들을 연결하면 총 길이는 300km가 됩니다."
보도에 따르면 외부 격납용기의 직경은 40m가 넘는 것으로 알려졌다. 사용된 소재로 볼 때 특수강판의 두께는 5cm가 넘습니다. 작동을 시작한 후 일부 구성품은 평방 미터당 40톤 이상의 내부 압력을 견디며 이는 경장갑 차량의 무게를 훨씬 초과합니다.
"몸매"가 거대할 뿐만 아니라, 이점도 뛰어납니다. "궈허 1호기"의 단일 장치는 150만 킬로와트의 전력을 생산하고 설계 수명은 60년입니다. 가동 후 연간 발전량은 114억 킬로와트시로 2만 킬로와트 이상의 전력 수요를 충족할 수 있습니다. 1,100만 명의 주민이 연간 수천 톤 이상 온실가스 배출을 줄일 수 있습니다. 숲 1무당 평균 1.336톤의 이산화탄소 감소를 기준으로 하면, 배출 감소 효과는 약 674만 에이커의 산림을 조림하는 것과 같습니다.
중국의 원자력 시장은 한때 '만국의 브랜드'로 불렸으며, 여러 나라의 원자력 기술이 공존하고 있다. 2006년 중국은 3세대 원자력 자율화 전략을 시행하기로 결정했다. 국가의 주요 과학기술 프로젝트인 '궈허 1호'는 프로젝트가 수립될 당시 대규모 첨단 원자력발전소 일괄 건설의 어려움을 극복하기 위한 특별한 임무를 맡았습니다.
연구 개발 작업은 2008년에 시작되었습니다. 2020년에 국가전력투자공사는 공식적으로 "국허 1호"를 출시하여 해당 기술이 마침내 연구 개발을 완료했음을 알렸습니다. 12년 간의 과학 연구 끝에 700개 이상의 단위와 30,000명 이상의 기술 인력이 참여했으며, 2,000개 이상의 신제품, 신재료, 신공정, 신장치 및 신기술을 포함하여 총 14,000개 이상의 지적재산권 성과가 생산되었습니다. 소프트웨어.
"'궈허 1호'는 '혁신의 높은 출발점'인 cap1400 가압경수로 기술을 채택했다. 3세대 피동형 가압경수로 원자력발전 기술의 도입, 소화, 흡수를 바탕으로 한 중국의 원자로 기술이다. 엔지니어링 기술 전문가인 liu xinli는 "50년간의 원자력 발전소 r&d, 설계 및 엔지니어링 경험은 또한 중국 원자력 발전소의 약 30년 동안의 안전한 건설 및 운영 경험을 기반으로 하며 완전히 독립적인 지적 재산권을 보유하고 있습니다"라고 말했습니다. 국가 전력 투자 공사의 원자력 에너지 분야 관리 및 국가 원자력 시연 부국장.
"국허 1호"는 많은 자재 및 장비 제조 기술에 대한 독점을 성공적으로 깨뜨렸습니다. 주 펌프, 블래스트 밸브, 압력 용기, 증기 발생기 및 원자로 내부 부품과 같은 핵심 장비 자재는 모두 현지에서 자체 설계 및 제조되었습니다.
liu xinli는 "세계 원자력 기술 개발의 최전선에 서 있는 'guohe no.1'은 우리나라 원자력 산업의 많은 기술 및 프로세스 격차를 메우고 원자력 산업과 기술의 전반적인 업그레이드를 촉진했습니다."라고 말했습니다.
높은 안전성과 우수한 경제성
원자력발전소를 건설할 때 사람들은 안전을 가장 중요하게 생각합니다.
“원전 안전에 대한 세계적 이해가 더욱 높아짐에 따라 원자력 선진국들은 원자력 설계 및 운영 측면을 충분히 분석, 평가하고 일련의 개선 방안을 제시해 왔으며, 시대가 요구하는 바에 따라 3세대 원자력 기술이 등장하게 되었습니다. "라고 liu xinli는 말했습니다.
모델 구조에서 볼 수 있듯이 '궈허-1'의 외부 층은 두꺼운 콘크리트 층으로 둘러싸여 있습니다. "이것은 두께 1.1m의 차폐된 공장 건물입니다. liu xinli는 태풍, 쓰나미 또는 항공기 충격을 견딜 수 있도록 2층 강철판을 고성능 고강도 콘크리트로 채웠습니다."
연료 펠릿, 연료 클래딩, 1차 회로 압력 경계 등 4개의 장벽으로 구성된 내부 안전 보호 장치를 살펴보겠습니다. 특히 직경 43m, 높이 70m가 넘는 강철 격납고는 마치 거대한 캡슐 모양을 하고 있습니다. 강철 장벽. 사고 후 방사성 물질을 단단히 감쌀 수 있습니다.
liu xinli는 "첨단 3세대 원자력 발전은 방사성 물질의 대규모 방출 가능성을 제거하고 환경과 대중에 대한 원자력의 방사성 위험을 제거합니다."라고 말했습니다.
안전 설계 아이디어 측면에서 "guohe no. 1"은 "수동" 개념을 채택합니다. 쉽게 말하면 외부 전원이나 수동 개입 없이 스스로 시작하고 실행할 수 있다는 뜻이다. 이 개념은 많은 세부 사항에 반영됩니다. 예를 들어, 원자로가 정지되는 경우 열을 방출할 수 없어 원자로가 소진됩니다. 이때, 핵섬 꼭대기에 있는 대형 물탱크가 작동하게 됩니다.
대형 물탱크에는 3,000톤 이상의 냉각수가 담겨 있는데, 이는 수동형 원자력 안전 설계 개념의 핵심 고리 중 하나이다. liu xinli는 "물은 중력의 작용으로 원자로 노심이나 격납 용기의 표면으로 흘러 내부의 열을 대체하고 노심과 격납 용기가 손상되지 않도록 자동으로 냉각시킵니다."라고 말했습니다. "정전 상황 이런 상황에서 '궈허 1호' 원자로는 사고 발생 후 72시간 이내에 사람의 개입 없이 자동으로 안전을 확보할 수 있습니다."
"비용 효율성"은 일상 소비의 주요 관심사이며 엔지니어링 건설에서도 마찬가지입니다. 과거의 안전대책에 비해 패시브 설계 개념은 원자력 장비를 크게 단순화하고 안전성을 크게 향상시켰습니다. 기존 발전소와 비교하여 '궈허 1호'는 밸브 수는 50%, 파이프 수는 80%, 케이블 수는 70% 적어 시공성, 운용성, 유지 관리성이 향상되었습니다. "표준화된 설계, 공장 사전 제작, 모듈식 건설, 전문 관리 및 독립 건설" 모델을 채택한 "guohe no. 1"은 경제 측면에서 분명한 경쟁 우위를 가지고 있습니다.
전력 질주, 국산
"궈허 1호" 실증 프로젝트 장비 및 후속 프로젝트의 국산화율은 90% 이상이며 기본적으로 국유화 역량을 달성했습니다.
높은 안전성을 바탕으로 3세대 원전의 경쟁력을 어떻게 확보할 수 있을까요? 배치 구성을 달성하는 방법은 무엇입니까? 이러한 문제는 독립적인 현지화를 통해 해결되어야 합니다.
'주펌프'라 불리는 원자로냉각재펌프는 핵섬 운영에 필요한 전력을 공급하는 역할을 하며, 정상운전 시 원전의 '심장'이라 할 수 있다. 새로운 제조 공정과 운영 절차는 제조 산업에 있어 큰 과제입니다. 성공적인 개발을 보장하기 위해 많은 주요 장비는 "이중 라인 병렬" 전략을 채택합니다. 메인펌프의 경우가 이에 해당하며, 한편으로는 캔모터 메인펌프의 연구개발을 추진하고 있으며, 다른 한편으로는 습식권선형 메인펌프에 대한 기술솔루션을 출시하고 있습니다.
2011년 입사한 이후 국가원자력실증설비관리소 소속 liu yuanjun은 메인펌프 2종 국산화 개발에 참여했다. 메인 펌프 프로토타입 제품을 테스트하는 동안 그는 스러스트 플레이트 긁힘 및 건식 연삭 문제를 해결하기 위해 벤치 옆에 배치되어 3,600시간을 보냈습니다. 그는 신속한 식별, 정확한 수정 및 보수적인 검증 모델을 따라 원활한 개발을 보장했습니다. 메인 펌프.
10년 간의 노력 끝에 두 가지 기술 경로가 성공적으로 구현되어 중국의 원자력 산업 체인이 세분화된 분야에서 세계 최고의 리더가 되었습니다.
원자력 산업 체인의 '친구 서클'에는 대규모 국유 기업뿐만 아니라 많은 민간 기업도 있습니다.
원자력 발전소에 사용되는 10,000개 이상의 u자형 파이프는 방사선과 부식으로부터 보호되어야 합니다. 과거에는 재료에 대한 높은 요구 사항이 적용되어 수입에 의존해야 했습니다.
2005년, zhuang jianxin이라는 청년이 협력을 위해 프랑스에 왔지만 거절당했습니다. 중국으로 돌아온 zhuang jianxin은 자신의 회사를 설립하고 열심히 일하여 마침내 u자형 튜브의 연구 개발에 성공했으며 생산 능력이 지속적으로 향상되어 업계의 "숨겨진 챔피언"이 되었습니다.
원자력의 '심장' 주펌프부터 '뇌' 원자력 설계 및 안전 분석 소프트웨어까지, '중앙 시스템' 원자력 계측 및 제어부터 핵섬 곳곳에 퍼져 있는 '혈관'과 '신경'까지. 1차 기구... 3세대 원자력은 자율적이다. 기술연구팀은 쉬지 않고 틈을 메우고, 하나하나의 '딱딱한 너트'를 단속했다.
"궈허 1호" 실증 프로젝트의 2개 유닛은 총 80,000개가 넘는 장비를 보유하고 있습니다. 일부 원자력급 장비는 엄격한 요구사항을 갖고 있으며 이전에는 국내 생산 능력이 없었습니다. r&d팀은 연구개발 초기 단계에서 조속한 상업운전을 달성하기 위해 국내 원전기기산업에 대한 종합적인 검토를 바탕으로 '가장 비싸고' '가장 어려운' 부품을 먼저 공략하는 방안을 선택했다. , 표준 장비의 나머지 부분은 국제적으로 구입되었습니다.
"장비의 이 작은 부분은 합리적인 시장 가격, 충분한 경쟁, 소수 회사의 독점이 없는 품목입니다. 국가 핵 실증 책임자인 왕 야송(wang yasong)의 구현 및 수출에 영향을 미치지 않습니다." 기계 조달 부서에 대해 설명합니다.
국제 환경이 변화하면서 이 작은 장비 부품이 원전의 마음을 짓누르는 바위가 됐다. "단점을 완전히 보완하고 '1% 때문에 100% 막히는' 상황을 피하기 위해 대부분 장비의 국산화 문제를 극복한 후 산업 체인의 상류 및 하류 단위가 공동 연구를 수행했습니다. 현재 국산화는 90%를 초과했으며 100% 현지화 목표를 향해 나아가고 있습니다."라고 wang yasong은 말했습니다.
설계부터 제조, 프로젝트 건설부터 건설 및 설치, 이후 원자력 발전소의 운영 및 유지 관리에 이르기까지 중국은 완전한 원자력 산업 체인을 형성했으며 첨단 원자력 장비에 대한 완벽한 지원 능력과 공급 시스템을 갖추고 있습니다. 중국은 3세대 원자력 발전의 자율성을 통해 국제 최고 수준을 따라잡고 '이중 탄소' 목표 달성에 도움을 주고 있다.
"guohe-1"의 전체 외관 시뮬레이션
