市场丨海龙核科布局乏燃料后处理市场
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来源: 中国电力报 作者: 日期: 17.03.20

海龙核科布局乏燃料后处理市场

年产150吨碳化硼铝中子吸收板生产线填补国内空白

中国电力报 中电新闻网见习记者 简悦 

  3月10日,中国核能行业协会在江苏镇江组织召开的碳化硼铝中子吸收板产品鉴定会上,由江苏海龙核科技股份有限公司(简称“海龙核科”)与中国核动力研究设计院(简称“核动力院”)合作完成的中子吸收板项目成果达到了国际先进水平,部分指标优于国外同类产品,具有显著的经济效益、社会效益和应用推广前景。

  当天的产品鉴定会由叶奇蓁、于俊崇两位中国科学院院士领衔,共10位核电领域专家组成鉴定专家委员会。在听取了研制单位的产品开发总结汇报,现场测试组见证报告及资料审查组报告,鉴定委员会现场考察了该公司的年产150吨碳化硼铝中子吸收板生产线及生产流程,经质疑和讨论,形成鉴定意见,鉴定专家委员会一致同意通过产品鉴定。

  瞄准先机提前布局乏燃料后处理市场

  按照我国核电中长期发展规划目标,2020年我国在运装机容量将达到5800万千瓦,在建核电装机容量将达到3000万千瓦。2016年我国积累的乏燃料达3000吨,预计2020年将达到7000吨。核电站乏燃料产生量也将日益增加,必然造成乏燃料的贮存格架和运输容器的需求量也逐渐增多。为了与高速发展的核电站相配套,我国乏燃料后处理也应持续跟进。

  国内市场较常见的几种燃料贮存格架用中子吸收材料,主要有硼不锈钢、含硼有机材料、金属镉。但是硼不锈钢机械加工性能差,含硼有机材料不耐辐照,尤其在水环境中,金属镉有毒,超热中子段吸收能力弱等材料本身的特性导致市场发展空间受限。

  此次由海龙核科技与核动力院共同研发并参与鉴定的碳化硼铝中子吸收材料,是一种碳化硼颗粒均匀弥散在铝合金基体中形成的复合材料,其有可调节范围宽、耐腐蚀、耐辐照、使用寿命长等特点,在性能方面具有一定的优势。虽然性能优越,但是中子吸收板的研发和生产难度很大,国外   仅美国、加拿大等少数发达国家具备生产能力,长期垄断全球大部分国家的核电市场,我国也不例外。

  海龙核科作为国内核电封堵材料龙头企业,一直致力于核电产业国产化,于2014年底海龙核科和核动力院签订合作协议,共同将碳化硼铝中子吸收材料技术成果成功转化实现量产。

  在会上,核动力院吴院长表示:“海龙核科与核动力院共同为项目成立的专项小组在近两年的可行性研究与试验,解决了多项技术难点,科学合理的设计,取得了突破性进展。目前已建成150吨年产量的生产线。具备了稳定批量生产的能力。”该项目于2015年获江苏省重大成果转化项目立项,总投资1.34亿元,2016年9月第一块中子板正式下线。产品具有优异的中子吸收、良好的耐腐蚀等性能,一举填补了国内空白,已获国家授权发明专利1项、实用新型专利2项。可直接应用于三代核电站的乏燃料贮存,并可推广应用于研究实验堆、军用核动力装置的燃料运输和贮存容器等方面。

  海龙核科瞄准核能发展的需要,基于前期自主研发的碳化硼中子吸收板工   程化技术,建立扩大产能的中子吸收板专业化生产线,全面实现碳化硼中子吸收材料国产化供货,提前布局正处于爆发前夜的乏燃料处理市场,同时也以此来打破国外在该材料领域的垄断和封锁,助力我国核电事业的发展及核电技术走出去。

  精益求精技术参数达国际先进

  鉴定会上,参与鉴定的专家委员会一致认为:项目承担单位开发出了具有独立知识产权的中子吸收板材工业化制造技术;开发了碳化硼颗粒均匀分布控制技术;解决了碳化硼在铝基体中分布均匀性不足的问题;获得了授权发明专利3项,形成了成套的工艺技术文件,生产线具有科技含量高、自动化水平高等特点,达到国际同行的先进水平;企业可成为国内中子吸收板首家批量供货单位。

  中子吸收板的研发和生产难度大,国外对此材料的研究较早,国外中子吸收材料第一阶段的产品是BORAL,带包壳,在实际应用中已有50年工程应用经验,在美、法、日等百余乏燃料水池实际工程中应   用,但是部分水池出现了起泡问题,这大大影响了乏燃料的插拔。随之,研发出了现阶段具有高致密性的METAMIC,省掉包壳的同时解决了起泡问题。

  海龙核科与核动力院共同研发的碳化硼铝中子吸收材料,在制备工艺和各项性能参数等方面都能与国外的METAMIC产品参数相当,不仅处于国际领先水平,还填补了国内乏燃料后处理市场的空白。

  碳化硼铝中子吸收材料在制备工艺方面比METAMIC更简单。METAMIC中子吸收材料的工艺步骤由粉末混合、压制、烧结、挤压、轧制五个步骤,而碳化硼铝中子吸收材料仅需要四步就可以完成,无需挤压,最后得到的产品密度与METAMIC的密度相当。减少生产环节,而在此基础上再加入智能化元素来提高生产效率,合理的“减少”、创新的“增加”来提高生产工艺水平。

  海龙核科技在产品制造过程中做到设备专用,生产流程智能化、自动化,最大限度减少人为因素对生产工艺、产品质量的影响,高效的连续轧制,为将来成倍扩产打下坚实的基础。同时生产过程中根据板材尺度要求,在线实时监测板材尺寸,灵活微调轧制工艺。目前,海龙核科拥有独立知识产权宽幅面成型板材的工业化制备技术,是国内外唯一宽幅版(650毫米)工业化生产技术的拥有者。

  海龙核科董事长戴金华介绍说,目前海龙核科该产品年产150吨的产品线已经完成了中广核的乏燃料运输容器的供货,公司正在加紧生产秦山核电站乏燃料水池的更换生产订单。后续还将为福清、田湾以及巴基斯坦核电站提供产品。预计今年新增销售额1.5亿元,实现利税5000万元。

  该项目批量投产并交付客户使用,一方面标志着在中子吸收板产品方面,我国具备了自主产业化供货的能力,另一方面将为下一步“华龙一号”的出口提供了有力的技术支持。

责任编辑:王萍  投稿邮箱:网上投稿

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