10月31日,红沿河核电站5号机组自第3次大修后已满功率运行一个月,汽轮发电机组平均氢气纯度达99.72%以上,较国际电工委员会(IEC)95%的标准高出4.7个百分点,创下国内同类型机组新高,成为核电领域提升本质安全与自主创新的典型标杆。

挑战:日常补氢成难题
“氢气纯度掉得比预想快”,这是红沿河核电站运行人员曾经面临的现实难题。受限于机组初始设计,发电机氢气纯度无法维持高标准运行,运行人员需每日进行充排氢“提纯”操作。核电机组发电机通常采用氢冷技术。充排氢“提纯”是为了去除氢气中的空气、水分等杂质,避免影响冷却效率,防止设备腐蚀等隐患,但“提纯”操作本身也存在一定风险。
破局:打造国内首个全尺寸试验平台
针对氢气纯度下降快的“顽疾”,中国广核集团(简称“集团”)组织专家评审并将该课题纳入“尖峰计划”,由红沿河公司“张立军创新工作室”牵头攻关,集团提供专项资源支持。
攻关过程中,红沿河核电技术团队并未选择“推倒重来”的高成本路径,而是另辟蹊径——自主搭建国内首个核电密封油系统全尺寸试验平台,真实模拟机组启动、定速、变工况、高溶解气等复杂运行环境。红沿河核电团队通过该平台反复验证优化,研发出高效雾化喷头及周向均匀布置方案,大幅提升油气分离效率;同时对真空泵组、抽气管路、油箱结构等关键环节实施精准改造,使发电机氢气纯度大幅提高,实现质的飞跃。
“不是更换整套系统,而是在现有架构中做‘微创手术’,充分挖掘设备潜力,实现性能跃升。”项目负责人张立军表示。
突破:为行业贡献“红沿河方案”
技术突破带来显著成效。5号机组大修后,在无提纯操作前提下,发电机氢气纯度连续35天稳定在99.7%以上。根据测算,此项改进实施后,单台机组每年可节约氢气约7000 立方米,节省操作人工时2000余小时。此次攻关有望实现一个燃料循环内“零提纯”操作,更形成一套标准化、模块化解决方案,为破解同类难题提供“红沿河方案”。