o caminho da inovação independente de "guohe no. 1"
2024-09-07
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vejamos primeiro os dois conjuntos de números.
60 anos, 9 milhões de toneladas, 1,5 milhão de quilowatts;
em 12 anos, foram mais de 700 empresas, mais de 30 mil pessoas e mais de 14 mil projetos.
o primeiro grupo são as instruções de segurança, economia e proteção ambiental de "guohe no. 1" - a vida útil projetada é de 60 anos, a redução anual das emissões de dióxido de carbono é de cerca de 9 milhões de toneladas e a potência de geração de energia de uma única unidade é 1,5 milhão de quilowatts.
o segundo grupo é o esforço e os resultados por trás dele - um processo de pesquisa e desenvolvimento de 12 anos no qual participaram mais de 700 unidades e mais de 30.000 técnicos, resultando em um total de mais de 14.000 conquistas de propriedade intelectual.
os dois conjuntos de números combinados são um “currículo” deslumbrante de “guohe no. "guohe no. 1" é uma conquista marcante da energia nuclear independente de terceira geração desenvolvida com base no grande projeto nacional de ciência e tecnologia "grande reator avançado de água pressurizada e usina nuclear com reator refrigerado a gás de alta temperatura. é uma usina nuclear totalmente independente". projetou a marca chinesa de tecnologia de energia nuclear e representa a vanguarda do nível avançado de tecnologia de energia nuclear.
anel de elevação do local do projeto de demonstração "guohe no. 1"
o primeiro reator do "guohe 1" - o projeto de demonstração "guohe 1" está localizado em rongcheng, shandong. é construído, gerenciado e operado pela state nuclear demonstration power plant co., ltd. denominada "demonstração nuclear do estado"). a construção das duas unidades da primeira fase está a decorrer de forma ordenada e a produção combinada de calor e energia será realizada após a entrada em funcionamento da primeira fase do projecto.
diagrama esquemático do princípio técnico de "guohe no. 1"
uma importante arma do país, preenchendo a lacuna
no museu de ciência e tecnologia de nova energia spic em rongcheng, um modelo 1:60 mostra claramente a estrutura do "guohe no. 1". a unidade de energia nuclear como um todo pode ser dividida em duas partes: um lado é a ilha nuclear, com um imponente vaso de pressão do reator nuclear e um gerador de vapor, e um enorme tanque de água colocado acima da cúpula de aço, o outro lado é o convencional; ilha, onde o vapor gerado pela ilha nuclear é transmitido para acionar a turbina a vapor para gerar eletricidade.
"'guohe-1' é verdadeiramente uma arma importante do país." liu chunguang, diretor do escritório estatal de design e gerenciamento de demonstração nuclear, disse: "do ponto de vista da estrutura corporal, o peso total de uma única unidade de 'guohe' -1' ultrapassa 1.400 toneladas, e um dos diâmetros uma válvula grande com mais de 1 metro pesa 29 toneladas e é feita de aço fundido. a estrutura interna também é muito complexa. só o gerador de vapor possui mais de 10.000 tubos em forma de u. esses tubos estiverem conectados, o comprimento total será de 300 quilômetros acima."
segundo relatos, o diâmetro do recipiente de contenção externo é superior a 40 metros. a julgar pelos materiais utilizados, a espessura da chapa de aço especial é superior a 5 cm. após o início da operação, alguns componentes suportam mais de 40 toneladas de pressão interna por metro quadrado, excedendo em muito o peso de um veículo blindado leve.
não só o “corpo” é enorme, mas os benefícios também são excelentes. uma única unidade de "guohe no. 1" gera energia de 1,5 milhão de quilowatts e tem uma vida útil projetada de 60 anos. após ser colocada em operação, a geração anual de energia é de 11,4 bilhões de quilowatts-hora, o que pode atender às necessidades de eletricidade de mais de. 11 milhões de residentes e pode reduzir as emissões de gases de efeito estufa em mais de 900 milhões de quilowatts por ano. com base numa redução média de 1.336 toneladas de dióxido de carbono por mu de floresta, o efeito de redução de emissões é equivalente ao florestamento de aproximadamente 6,74 milhões de acres.
o mercado de energia nuclear da china já foi chamado de "marca de todas as nações", com a coexistência de tecnologias de energia nuclear de vários países. em 2006, a china decidiu implementar a sua estratégia de autonomia da energia nuclear de terceira geração. como um grande projeto nacional de ciência e tecnologia, o "guohe no. 1" assumiu uma missão especial quando o projeto foi estabelecido - superar as dificuldades na construção em lote de unidades de energia nuclear avançadas em grande escala.
o trabalho de pesquisa e desenvolvimento começou em 2008. em 2020, a state power investment corporation lançou oficialmente o "guohe no. 1", marcando que a tecnologia finalmente concluiu a pesquisa e o desenvolvimento. após 12 anos de pesquisa científica, mais de 700 unidades e mais de 30.000 técnicos participaram, e um total de mais de 14.000 conquistas de propriedade intelectual foram produzidas, incluindo mais de 2.000 novos produtos, novos materiais, novos processos, novos dispositivos e novos software.
"'guohe 1' adota a tecnologia de reator de água pressurizada cap1400, que é um 'alto ponto de partida para a inovação'. baseia-se na introdução, digestão e absorção da tecnologia de energia nuclear de reator de água pressurizada passiva de terceira geração e é baseada na china 50 anos de experiência em pesquisa e desenvolvimento, design e engenharia em usinas nucleares. também se baseia em quase 30 anos de experiência segura em construção e operação de unidades de energia nuclear da china e possui direitos de propriedade intelectual completamente independentes", disse liu xinli, especialista em tecnologia de engenharia. gestão na área de energia nuclear da state power investment corporation e vice-diretor da state nuclear power demonstration.
"guohe no. 1" quebrou com sucesso o monopólio de muitos materiais e tecnologias de fabricação de equipamentos. os principais materiais de equipamentos, como bombas principais, válvulas de explosão, vasos de pressão, geradores de vapor e componentes internos de reatores, foram todos projetados e fabricados localmente de forma independente.
"permanecendo na vanguarda do desenvolvimento da tecnologia de energia nuclear no mundo, guohe no. 1 preencheu muitas lacunas técnicas e de processo na indústria de energia nuclear do meu país e promoveu a atualização geral da indústria e da tecnologia de energia nuclear, disse liu xinli." .
alta segurança e boa economia
ao construir uma usina nuclear, as pessoas estão mais preocupadas com a segurança.
"à medida que a compreensão global da segurança da energia nuclear aumenta ainda mais, os países avançados com energia nuclear analisaram e avaliaram completamente os aspectos da concepção e operação da energia nuclear e propuseram uma série de medidas de melhoria, e a tecnologia de energia nuclear de terceira geração surgiu conforme os tempos exigem. "liu xinli disse.
como pode ser visto na estrutura do modelo, a camada externa do “guohe-1” é envolta em uma espessa camada de concreto. "este é um edifício industrial blindado, com 1,1 metros de espessura, com duas camadas de placas de aço preenchidas com concreto de alto desempenho e alta resistência que pode resistir a tufões, tsunamis ou impactos de aeronaves", disse liu xinli.
vejamos a proteção de segurança interna composta por quatro barreiras: pellet de combustível, revestimento de combustível, limite de pressão do circuito primário, principalmente a contenção de aço com diâmetro de 43 metros e altura de mais de 70 metros, que é como uma enorme cápsula em forma barreira de aço. o acidente o material radioativo pode então ser bem embrulhado.
"a energia nuclear avançada de terceira geração elimina a possibilidade de liberação em grande escala de materiais radioativos e elimina os riscos radioativos da energia nuclear para o meio ambiente e para o público", disse liu xinli.
em termos de ideias de design de segurança, "guohe no. 1" adota o conceito "passivo". simplificando, significa que ele pode iniciar e funcionar sozinho, sem depender de energia externa ou intervenção humana. este conceito se reflete em muitos detalhes. por exemplo, no caso de desligamento do reator, o calor não pode ser exportado e o reator irá queimar. neste momento, o grande tanque de água no topo da ilha nuclear entrará em ação.
o grande tanque de água contém mais de 3.000 toneladas de água de resfriamento, que é um dos principais elos do conceito de projeto de segurança nuclear passiva. "a água fluirá para a superfície do núcleo do reator ou recipiente de contenção sob a ação da gravidade, deslocando o calor interno e resfriando automaticamente o núcleo e o sistema de contenção para garantir que o núcleo e o recipiente de contenção não sejam danificados", disse liu xinli. "situação de queda de energia nesta condição, o reator 'guohe-1' pode garantir automaticamente a segurança sem intervenção manual dentro de 72 horas após o acidente."
a “relação custo-benefício” é uma preocupação fundamental no consumo diário, e o mesmo se aplica à construção de engenharia. comparado com medidas de segurança anteriores, o conceito de design passivo simplificou bastante os equipamentos de energia nuclear e melhorou bastante a segurança. em comparação com usinas de energia tradicionais, "guohe no. 1" tem 50% menos válvulas, 80% menos tubos e 70% menos cabos, melhorando sua construtibilidade, operabilidade e manutenção. adotando o modelo de "projeto padronizado, pré-fabricação de fábrica, construção modular, gestão profissional e construção independente", "guohe no. 1" tem vantagens competitivas óbvias em termos de economia.
sprint com todas as forças, produção nacional
mais de 90%, que é a taxa de localização do equipamento do projeto de demonstração "guohe no. 1", e os projetos subsequentes basicamente alcançaram capacidades de nacionalização.
como garantir que a energia nuclear de terceira geração tenha uma competitividade mais forte com base numa segurança elevada? como conseguir a construção em lote? estes devem ser resolvidos através de localização independente.
a bomba de refrigeração do reator, denominada “bomba principal”, é responsável por fornecer energia para a operação da ilha nuclear e pode ser considerada o “coração” da usina nuclear durante a operação normal de energia. processos de fabricação e procedimentos operacionais totalmente novos são um enorme desafio para a indústria de manufatura. para garantir um desenvolvimento bem-sucedido, muitos equipamentos importantes adotam uma estratégia de "linha dupla paralela". é o caso da bomba principal. por um lado, estamos a promover a investigação e desenvolvimento da bomba principal com motor blindado e, por outro lado, estamos a lançar a solução técnica para a bomba principal de enrolamento húmido.
depois de ingressar na empresa em 2011, liu yuanjun, do escritório estadual de gerenciamento de equipamentos de demonstração de energia nuclear, participou do desenvolvimento localizado de dois tipos de bombas principais. durante o teste do protótipo da bomba principal, ele passou 3.600 horas estacionado próximo à bancada para ajudar a resolver o problema de arranhões na placa de impulso e retificação a seco. ele seguiu a identificação rápida, correção precisa e modelo de verificação conservadora para garantir o desenvolvimento suave do. a bomba principal.
após dez anos de trabalho árduo, as duas rotas técnicas foram implementadas com sucesso, fazendo com que a cadeia da indústria de energia nuclear da china se tornasse líder mundial em campos subdivididos.
no “círculo de amigos” da cadeia da indústria de energia nuclear, não existem apenas grandes empresas estatais, mas também muitas empresas privadas.
os mais de 10.000 tubos em forma de u utilizados nas unidades de energia nuclear necessitam de ser protegidos contra a radiação e a corrosão. no passado, dependiam de importações.
em 2005, um jovem chamado zhuang jianxin veio à frança em busca de cooperação, mas foi rejeitado. depois de retornar à china, zhuang jianxin estabeleceu sua própria empresa e trabalhou duro. a pesquisa e o desenvolvimento de tubos em forma de u foram finalmente bem-sucedidos e sua capacidade de produção foi continuamente melhorada, tornando-se o "campeão oculto" da indústria.
da bomba principal do "coração" da energia nuclear ao software de projeto nuclear e análise de segurança do "cérebro", da instrumentação e controle da energia nuclear do "sistema central" aos "vasos sanguíneos" e "nervos" espalhados por toda a ilha nuclear, como como instrumentos primários... a terceira geração de energia nuclear é autônoma. a equipe técnica de pesquisa trabalhou sem parar, preenchendo uma lacuna após a outra e quebrando um "noz dura" após o outro.
as duas unidades do projeto de demonstração "guohe no. 1" possuem um total de mais de 80.000 equipamentos. alguns equipamentos de nível nuclear têm requisitos rigorosos e são extremamente difíceis de desenvolver. anteriormente, não havia capacidade de produção nacional. nos estágios iniciais de pesquisa e desenvolvimento, a fim de alcançar a operação comercial o mais rápido possível, a equipe de p&d optou primeiro por conquistar as peças "mais caras" e "mais difíceis" com base em uma revisão abrangente da indústria nacional de equipamentos de energia nuclear , e a pequena porção restante do equipamento padrão foi adquirida internacionalmente.
"esta pequena parte do equipamento é um item com preços de mercado razoáveis, concorrência suficiente e sem monopólio por parte de algumas empresas. não afetará a implementação e exportação de guohe no. 1, chefe da máquina de demonstração nuclear do estado." seção de aquisições explica.
à medida que o ambiente internacional muda, esta pequena parte do equipamento tornou-se uma pedra que pesa nas mentes das centrais nucleares. “para compensar completamente as deficiências e evitar '100% travado por causa de 1%', depois de superar o problema de localização da maioria dos equipamentos, as unidades upstream e downstream da cadeia industrial realizaram pesquisas conjuntas. a taxa ultrapassou 90% e está caminhando para a meta de localização de 100%", disse wang yasong.
do projeto à fabricação, da construção do projeto à construção e instalação, até a posterior operação e manutenção de usinas nucleares, a china formou uma cadeia completa da indústria de energia nuclear e possui capacidades completas de suporte e sistemas de fornecimento para equipamentos avançados de energia nuclear. através da autonomia da energia nuclear de terceira geração, a china está a alcançar o mais alto nível internacional e a ajudar a alcançar o objectivo do “duplo carbono”.
simulação da aparência geral do "guohe-1"
