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记中国核电工程公司中试项目设计团队

   2011-04-09 中国核电网54
2010年12月21日,中国首座动力堆乏燃料后处理中间试验厂热试取得圆满成功,表明我国已掌握了核电站乏燃料后处理核心技术。在热调试成功的这一刻,作为中试厂的设计者,中国核电工程有限公司的设计人员更是百感交集。回首往昔,这些设计者闯出了一条敢为人先的创新之路,从零起步,科学布局,攻克难关,创造奇迹,收获喜悦……

    从零起步,摸着石头过河

    1983年,国家确定了“发展核电必须相应发展后处理”的方针。其时,中国核电工程有限公司被委以重任,成为中试厂项目的唯一设计单位,并参与了工程前期立项、方案设计、工程设计以及建设期间的技术服务和工程监理工作。当时,全世界仅有法国、英国、俄罗斯、日本、印度等国掌握动力堆乏燃料后处理技术,但每个国家对核心技术体系都严格保密。我国中试厂设计团队就是在工程难度大、困难多,没有资料借鉴的情况下,开始了漫长而艰辛的设计工作。

    中试厂设计团队十分注重技术方案的确定,并将“质量第一、安全第一”这一理念贯穿中试厂设计的全过程。在初步设计准备阶段,他们成立了专门工作组,就中试厂工艺流程、萃取设备选型等进行深入细致讨论,在此基础上,确定工艺设计主要设计输入。随后对工艺厂房布置进行多方案比较,进而选出最佳方案,综合各方案优点,较好地满足工艺过程要求。

    从1986年中试厂开始立项建设,到2010年完成热调试,经历了24年。中试工程总设计师林懋贞、工程主管设计总工杨鑫荣和其他设计总工一起,20余年来始终坚持深入现场带头工作,一次次到戈壁滩上作业,年过七旬仍在现场参加热调试工作,设计队伍里的每一个人都是这样敬业和具有奉献精神。

    改进普雷克斯流程,自主研制关键设备

    普雷克斯(Purex)流程是目前世界上正在运行和在建的核燃料后处理厂普遍采用的流程。在中国原子能科学研究院大量串级实验数据和对国外核燃料后处理厂文献调研的基础上,中试厂设计团队吸取国外经验,设计出了采用无盐还原剂并具备自身特色的普雷克斯改进流程,并独立自主开展了关键设备的研制。

    由于我国缺乏乏燃料后处理厂设计标准,中试厂设计团队还编制了后处理厂有关核安全设计标准,让设计工作有章可循,使国家核安全局安全审评有了依据。

    设计团队扎实工作,步步为营,在主工艺方案确定后,以工艺和土建为主,确定工程子项组成、任务和规模,各个工种认真讨论反复修改。在完成第二版作业图后,工程公司组织近100人赴四〇四厂现场,全面展开初步设计。他们加班加点,挑灯夜战,奋战一年,提前两个月完成了初步设计。

    中试厂的初步设计于1991年11月通过技术审查,1993年6月由国家计委正式批准。工程公司为了提高设计质量和控制投资,充分利用这两年多的时间,不断地深化改进,优化设计,使工艺更加可靠,厂房布置更合理。

    1994年至1998年是中试厂施工图设计阶段,设计团队重点抓事前指导和中间检查。在设计过程中,率先采用计算机联网进行了三次管道综合,解决厂房布置难度大、设备室或热室内外管道电缆繁多密集等困难,使得各个工种管道布置更加合理紧凑。在中间检查过程中采用对工艺施工图纸半成品互查、组查、室查及设计总工审查等方式,尽量把问题消灭在各工种施工图出图之前。在施工图完成后,又及时组织设计人员赶赴施工现场,进行设计交底,同时对施工图进行了全面复查,将问题消灭在施工开始前。

    “女儿”嫁出的不舍与喜悦

    “如何将设计图纸变为现实工程?”这可不像搭积木和普通的盖房子,中试厂设计团队面临的任务非常艰巨。因为后处理过程具有强放射性、高毒性、高衰变热、可裂变物质含量高、核临界安全问题突出等特点。如何对这些有极强核辐射,对人体有致命伤害的元件进行剪切、分离、提取、提纯等,每一步都是难题。

    在中试厂的设计中,许多关键设备都需要自主研制,特别是乏燃料剪切机。乏燃料组件剪切系统被称为后处理工艺的“喉结”,小组压力可想而知。在副总工程师欧阳立华带领下,总承包小组克服困难,闯过了一道又一道技术难关,提前2个月将设备运到中试现场,并通过现场调试和投入热调试,顺利实现了国内核电站乏燃料剪切的第一刀。当时,一直从事剪切工作的钱宝忠老先生等在场的设计人员都激动不已,那份难舍、那份执着……令人感动,蕴含着核工业人对中试工程的热爱。袁世颐、李正华、王援朝……一个个名字难以一一罗列,他们都在为中试厂的设计和开工而奋力拼搏、默默奉献着。

    2002年9月,中试厂进入了紧张的调试阶段,这是一个全面检验设计、设备制造和安装施工质量的关键环节。为了顺利完成调试阶段的任务,工程公司作为中试厂热调试的技术负责单位,与中国原子能科学研究院、中核四○四有限公司共同组建了联合调试队。

    在前期冷铀调试的基础上,热调试又经历了5%、50%、100%热调试三个阶段。尽管做了充分准备,但实际调试过程中还是遇到了许多始料未及的问题。 5%热调试后,针对调试过程中暴露的相关问题,现场调试队10余名队员坚守现场配合业主进行整改工作。经过了一个半月的试验,最终突破了四价铀的制备在工业生产方面的瓶颈,满足了热调试下一阶段的开车要求。

    中试工程走过了24载建设、发展之路,后处理中试厂自主设计、自主建造和自主调试成功,表明我国已掌握了核电站乏燃料后处理核心技术,为实现我国核燃料闭路循环和保证核电可持续发展奠定了坚实的基础。

    看着孕育24载的“女儿”一天天长大,最终“出嫁”,中国核电工程有限公司这个“娘家”自然是依依不舍。但眼看这个正值青春年华的女儿出落得亭亭玉立,喜悦之情又溢于言表。虽然许多设计者已经从昔日朝气蓬勃的青年,成为年过半百的老专家,但能为实现我国核燃料闭路循环和保证核电可持续发展而奉献,他们无怨无悔,只因他们对祖国核事业的承诺:“我们头顶蓝天,脚踏荒漠,背靠都市,面向戈壁,从事的是核工业人为之骄傲的事业!”
 
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