核电站乏燃料处理

交付仪式现场。

8月1日12时30分，一个高4米多、重10多吨的乏燃料干式贮存容器吊篮在上海阿波罗机械有限公司(以下简称“阿波罗”)江海工厂洁净车间吊装完毕。大约30秒后，到了坑内的桶上方，吊篮顺利装入桶内，大概用了一分钟。正在组装的集装箱将在两个月后被送往中国核工业集团公司下属的田湾核电站。

在阿波罗公司副总经理夏景岭看来，乏燃料干式贮存容器就像一个垃圾箱，因为里面装的是高放射性(主要是伽马和中子)的乏燃料，质量和性能要求要苛刻得多。

乏燃料需要紧急排出。

2015年11月22日，阿波罗与法国阿海珐TN公司(2018年新阿海珐集团正式更名为“奥安诺”)签署核燃料循环设备国产化战略合作协议。奥安诺为阿波罗提供技术支持，阿波罗则利用自身的装备制造能力和技术完成产品生产。

协议签订后，因为担心阿波罗的制造能力，起初奥康瑙尔提出阿波罗只负责1/4的分包制造，可是敢于创新的阿波罗怎么会同意呢！“经过评估，如果做一个季度，关键核心问题根本没有触及，以后会陷入被动生产的局面。”阿波罗副总工程师钟说。

进入乏燃料干式贮存容器领域，得益于阿波罗董事长卢锦旗的“战略眼光”:虽然中国因福岛核事故暂停审批新的核电项目，但在建和服役的核电机组有56台，其中在建18台，居世界第一。相比之下，中国核电乏燃料后处理能力欠缺。404厂的年处理能力只有50吨，相当于目前2.5兆瓦机组每年产生的核废料。

按照惯例，每个机组在建造期间都应配备一个乏燃料池。然而，目前的乏燃料池只能使用10年。除去辅助电网和其他辅助设备占用的空房间，实际上只能存放7-8年。“如果乏燃料不能及时出口，该装置将被迫关闭。就像人一样，身体吃了东西不排泄就受不了。”夏玲说。

据报道，CNNC田湾核电站是最令人焦虑的。田湾1号、2号机组于2007年正式投入商业运营，至今已有12年历史。按照每年换料50根燃料棒计算，田湾核电1、2号机组12年生产的乏燃料棒有600多根，而乏燃料池的最大贮存量只有700根。田湾3号和4号机组运行后，为了缓解1号和2号机组乏燃料池的压力，田湾核电站不得不将1号和2号机组的部分乏燃料暂时储存在3号和4号机组的乏燃料池中。2018年4月28日，阿波罗公司与田湾公司签订的乏燃料干式贮存容器供应合同条款要求，2019年6月底必须提供至少一个容器，以解决“燃眉之急”。

敢于被高度赞扬的创新。

乏燃料干式贮存容器分为圆筒和吊篮两部分，这也是制造中的两大难点。根据奥康瑙尔提供的图纸，圆筒上有一条环形焊缝。在阿波罗看来，环焊缝最大的缺点是对接不对中和焊接应力释放(焊接需要加热，冷却后，焊接部分收缩导致焊接部分变窄)造成的“腰捏”。Honore的做法是先加热吊篮，再装入桶内。“热处理不仅会使不锈钢的颜色变黄，还会改变金属的内部结构。”钟伟说。

经过反复研究，阿波罗决定取消环缝，代之以两条纵缝。同时需要至少5米长的折弯机。听了夏景岭的汇报，陆金琦当即拍板，决定投资100多万元订购一台6米折弯机。事实证明，两条纵缝不仅完美避免了错边和“夹腰”的问题，而且使筒体内部金属线条垂直排列，筒体直线度精度可控制在1mm以内。“效果很好，两截肯定达不到。”钟伟说。

吊篮的部分难点在于像“蜂窝煤”一样的六角孔加工。在厚度为40mm的结构板上，密密麻麻地排列着31个六角孔，孔与孔之间的间隙为12mm，误差需要控制在0.7mm，为此阿波罗专门推出了一台五轴数控车床。即使是世界上最先进的数控车床，也需要反复加工出符合要求的六角孔。吊篮的组装也很困难。14层的结构板，必须从上到下一层一层组装，然后掉落，非常考验安装人员的细心和耐心。

阿波罗项目团队历时一年，在顺利通过压力试验、氦气检漏等关键产品的性能测试节点后，世界首个乏燃料VVER干式贮存容器于7月24日运抵江苏田湾。交付仪式中，小野的制造总监司徒先生在参观完阿波罗的线上产品后竖起了两个大拇指。“虽然日立做了几百台，但阿波罗生产的第一台质量堪比日立的产品。”钟伟说。

(文薇胡)

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|中国能源报(id: cnenergy)

编辑|闫志强