“時刻監(jiān)視堆芯運行情況是確保‘華龍一號’安全、經(jīng)濟運行的前提。”中國核動力研究設(shè)計院核動力設(shè)計研究所副所長李慶說。

華龍一號核電站效果圖

在過去，監(jiān)視堆芯運行的探測器是從反應(yīng)堆底部穿入，在堆內(nèi)移動進行數(shù)據(jù)采集，而數(shù)據(jù)的處理和分析采用離線方式，往往要滯后半天到一天時間。更重要的是，反應(yīng)堆底部穿孔，大大增加了底部冷卻劑泄露的危險。

“國產(chǎn)第三代核電的一個重要技術(shù)特征，就是采用了堆內(nèi)功率分布測量系統(tǒng)。”李慶說，首先，該系統(tǒng)的探測器探頭是從堆芯上部穿入，堆芯底部是沒有穿孔的，這大大增加了安全性。在177個燃料組件中，布置了308個探頭，數(shù)據(jù)實時測量、在線輸出，從而能夠?qū)崟r了解堆芯是否運行正常。

堆芯測量系統(tǒng)

“這個系統(tǒng)的研發(fā)在國內(nèi)沒有基礎(chǔ)，軟件系統(tǒng)構(gòu)架、物理模型建立、探測器選型、信號延遲處理、探測器布置、功率拓展……面對一個個問題，我們的研發(fā)團隊從零開始。”李慶說。

“華龍一號”選取的堆芯探測器，是在綜合研究了國際主流的三代核電站的探測器使用情況并結(jié)合了“華龍一號”自身設(shè)計特點后，選取的一款最適合的探測器——銠自給能中子探測器。不過，該探測器有個最大的問題：信號較反應(yīng)堆實時中子通量情況有延遲，如果不消除信號的延遲，很難確保監(jiān)測系統(tǒng)的實時性。

“就是說探測器收集到的電流，有的是實時產(chǎn)生的，有的是10秒、20秒之前產(chǎn)生的，我們要把它弄清楚。”李慶說，探測器延遲消除技術(shù)，也是國際上核電站的關(guān)鍵技術(shù)之一。

經(jīng)過集智攻關(guān)，李慶帶領(lǐng)的團隊突破了探測器延遲消除系列關(guān)鍵技術(shù)，性能指標(biāo)與國外技術(shù)幾乎一樣。值得一提的是，這一技術(shù)，國外經(jīng)歷了幾代人的研發(fā)積累和幾百堆年的運行經(jīng)驗，而我國的研究人員在毫無經(jīng)驗積累的情況下，從研發(fā)到測試再到應(yīng)用，僅用了5年時間。