揭秘核電“華龍一號”：裝備國產(chǎn)化率可達(dá)85%以上

5月25日，完成穹頂?shù)跹b的福清核電5號機(jī)組。新華社記者 姜克紅攝

5月25日，我國自主三代核電“華龍一號”全球首堆示范工程——中核集團(tuán)福清核電5號機(jī)組提前15天精準(zhǔn)實現(xiàn)吊裝。在我國，這也是核設(shè)施建造經(jīng)驗與數(shù)字建造技術(shù)的一次完美融合。

在福建福清現(xiàn)場，中核集團(tuán)董事長、黨組書記王壽君介紹，最近幾年，中核集團(tuán)依托“互聯(lián)網(wǎng)+”，匯聚各方創(chuàng)新資源，不斷提升“華龍一號”和我國核電研發(fā)制造水平。同時，積極參與國際市場，努力打造世界一流核電品牌，推動“華龍一號”走出去，已經(jīng)與巴基斯坦、阿根廷、英國等20余個國家建立合作意向。

“互聯(lián)網(wǎng)+”開啟核電設(shè)計和建設(shè)2.0時代

“華龍一號”全球首堆的穹頂是一個直徑46.8米，重約340噸的半球體，加上沿海大風(fēng)的影響，要將這樣一個龐然大物精準(zhǔn)安裝到45米高的反應(yīng)堆廠房，難度可想而知。

“為了保證穹頂?shù)跹b的順利進(jìn)行，此前我們進(jìn)行了數(shù)字化模擬施工，確保‘華龍一號’穹頂制作、拼裝、吊裝順利完成。”5月26日，中核集團(tuán)福建福清核電有限公司副總經(jīng)理陳國才介紹說，他們采用數(shù)字三維建模技術(shù)對穹頂制作、拼裝進(jìn)行模擬建造，形象直觀展現(xiàn)穹頂模塊整體布局，精確演示拼裝構(gòu)件空間位置與邏輯安排，實現(xiàn)穹頂模塊化施工虛擬建造。在吊裝階段，又采用數(shù)字模擬技術(shù)對吊裝全過程進(jìn)行模擬施工，攻克精確就位技術(shù)難關(guān)，排查風(fēng)險隱患，確保了吊裝成功。

“‘華龍一號’是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。從設(shè)計到建設(shè)，結(jié)合‘互聯(lián)網(wǎng)+’，中核集團(tuán)將核電的設(shè)計、應(yīng)用軟件集成與互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)相結(jié)合，建立了異地綜合協(xié)同設(shè)計平臺，將全國多個設(shè)計單位通過網(wǎng)絡(luò)連接，利用各種終端設(shè)備，在同一個平臺上開展協(xié)同設(shè)計工作，協(xié)同設(shè)計平臺的終端數(shù)量達(dá)到500個，并可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。”中核集團(tuán)副總經(jīng)理俞培根說。

他表示，通過持續(xù)優(yōu)化“互聯(lián)網(wǎng)+”，采用三維設(shè)計平臺，使北京、石家莊、成都、鄭州等多地近千名“華龍一號”的設(shè)計人員共同參與，在同一平臺上做到了及時溝通，加快了設(shè)計數(shù)據(jù)傳遞，減少了設(shè)計交換過程的反復(fù)，實現(xiàn)了設(shè)計信息及時共享，有效提升了設(shè)計效率，當(dāng)前5號機(jī)組已完成了總設(shè)計任務(wù)的80%，保證了所有設(shè)計文件按期或提前進(jìn)度完成，為“華龍一號”的開工、穹頂?shù)跹b等各關(guān)鍵節(jié)點的順利施工創(chuàng)造了良好條件，打破了國際上核電站“首堆必拖”的慣例。

據(jù)了解，我國自主研發(fā)的NESTOR軟件也已成功應(yīng)用于以“華龍一號”為代表的自主化三代電廠福清5號、6號的反應(yīng)堆工程中，預(yù)計到2020年中核集團(tuán)將建立起完善的核電軟件體系，開發(fā)新一代的數(shù)字化核電廠集成研發(fā)系統(tǒng)。

“華龍一號”數(shù)字化提升中國制造國際競爭力

中核集團(tuán)“華龍一號”總設(shè)計師邢繼介紹，“華龍一號”數(shù)字化提升了我國三代核電設(shè)計、設(shè)備制造、工程建設(shè)水平，確保了“華龍一號”的先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性與建造質(zhì)量。在開展示范工程設(shè)計工作的同時，將示范工程首臺機(jī)組建設(shè)過程中遇到的技術(shù)問題及時匯總形成設(shè)計領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)，不僅和設(shè)備制造方和工程建設(shè)方溝通反饋，還傳遞給了后續(xù)的核電項目，這為“華龍一號”核電項目標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、批量化建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

邢繼介紹，以“華龍一號”綜合協(xié)同設(shè)計平臺為例，該平臺將核電設(shè)計與信息技術(shù)進(jìn)行了深度融合，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)加密、仿真與虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，解決了不同平臺間的數(shù)據(jù)傳遞與集成等難題。

他表示，設(shè)計協(xié)同平臺集成了工廠三維設(shè)計、電纜敷設(shè)、力學(xué)分析計算等多種功能?；谠搮f(xié)同設(shè)計平臺，已經(jīng)建立了一個數(shù)字化的“華龍一號”核電廠三維設(shè)計模型及完整的數(shù)據(jù)庫，其中包含5萬多臺套設(shè)備、165公里管道、2200公里電纜等。這些數(shù)據(jù)可應(yīng)用于設(shè)備采購與加工制造。同時，通過該平臺，將設(shè)計完成的數(shù)字化核電站開放給后續(xù)的工程管理部門和施工建造單位，可提高工程建設(shè)安全、質(zhì)量、進(jìn)度、費用控制與精細(xì)化管理水平。

俞培根表示，“華龍一號”成了我國核電自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的代表，其裝備國產(chǎn)化率可達(dá)85%以上，反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、堆內(nèi)構(gòu)件等核心裝備都已實現(xiàn)國產(chǎn)，代表著我國裝備制造業(yè)的先進(jìn)水平，“華龍一號”的設(shè)備供貨廠家，分布在全國各地，涉及5300多家，共計6萬多臺套，提高了中國制造的國際競爭力。（本報記者 袁于飛）