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四川宜宾,因蜀南竹海和石林溶洞而扬名。中国唯一的压水堆核电站燃料元件生产企业——中核建中核燃料元件有限公司(简称“中核建中”)也建于此。中核建中目前已具备400吨铀/年的生产能力,并计划在2020年达到年产2000吨铀,可以满足80座百万千瓦级压水堆核电站的换料需要。
记者在采访中了解到,中核建中这家1986年才走出深山的企业,迅速适应了中国核电事业快速发展的大潮,在生产能力、创新能力、产品质量以及清洁生产等方面为中国核电的发展提供了重要支撑。自1986年至今,已累计生产4000多组压水堆核电站燃料组件、近百万支燃料棒,无一因制造缺陷而破损。
自主研发产能跨越式提升
中核集团表示,中国的铀资源能够满足中国核电的发展需要。然而,将天然铀打造成可供核电站使用的核燃料元件,却要经历纯化和转化、同位素分离、燃料元件生产三个环节,任何一个环节生产能力不足,都将导致核电站“断粮”。而燃料元件生产作为铀资源与核电站的接口,对保障核电站的运行尤为重要。中核建中的主业务便是这一环节。
将铀原料转化为二氧化铀是生产核燃料元件的第一道工序,也是决定核燃料元件生产能力能否提高的最关键的一道工序。中核建中生产能力的快速提升就在于对这道工序的不断创新。
据中核建中生产调度室主任吴方奇介绍,1999年,公司利用当时国际形势,以很低的价格从国外买回了一套干法工艺设备,此后又投入1000多万元人民币进行研发,从而掌握了干法生产工艺。从国外引进的这台设备年产75吨铀,后经企业自主研发,年产达到100吨。2008年底,中核建中对原有的生产线进行了改造和扩建,建成了我国目前最大的压水堆核电站燃料生产元件生产线,综合生产能力从200吨铀/年提高到400吨铀/年。
更为重要的是,相对于原来采用的湿法工艺,干法工艺的生产流程减少了3/4,耗能减少30%,基本没有废水排放。中核建中年产能力提高一倍,却没有新建一间厂房,完全依靠技术创新,而且对周边环境没有造成任何影响。
中核建中总经理畅欣告诉记者,中核建中产能达到400吨铀/年之后,正在为进一步扩大生产能力而努力,现新的400吨/年生产线项目正在积极筹建之中,计划2012年建成,届时中核建中核燃料生产能力将达到800吨铀/年。到2020年,中核建中的产能将提高到2000吨铀/年,可以满足80座百万千瓦级压水堆核电站的换料需要。
畅欣还表示,中核建中近期将与福清、红沿河、宁德、方家山等核电公司签订核燃料元件供应合同。记者了解到,美国西屋公司专家在考察中核建中的生产线之后表示,只需要对公司现有生产线进行很小的改动,就可以生产AP1000核电站所需的核燃料元件。中核建中副总经理孙毓宝认为,公司现在完全有能力生产满足EPR核电站要求的核燃料元件。
“零破损”的质量管理
核燃料元件是核安全保障的第一道防线,如果破损超过一定量,将导致核电站停运。“核电站停运一天的损失就是200万美元,而一旦停运,最少需要2-3周时间才能再次运行,赔钱的速度简直比印钞机还快。”中核建中公司副总经理兼总工程师任宇洪说,世界核燃料元件生产商通常允许燃料棒有十万分之三的破损率。
国外一些与我国同时开始生产核燃料元件的国家,都是成套引进发达国家的技术和设备,早期产品都曾出现过大面积的破损。中核建中依靠自主创新,累计生产了近百万支燃料棒,却无一因制造缺陷破损。这使得中核建中在国际上多次受到同行的好评。
质量管理是中核建中最为重视的工作,其质保大纲先后修订了22次。负责这项工作的质保处是中核建中实实在在的权力部门,质保处的历任处长多进入公司高管层。
中核建中质保处处长童慎修表示,公司在质量管理方面不仅仅关注产品质量,同时也关注产品的生产过程,通过质保体系使整个生产过程处于受控的状态。每一件产品,从原料进场直到产品退役,中间数千个环节都有详实的纪录。只要产品出现问题,可以立刻从数据库中查到问题是由哪个环节造成的。核燃料元件长度通常在4米以上,与它相对应的文件摞起来也有这么高。
如今,质保处面对的最大挑战来自于产能的提升。像阿海珐公司、西屋公司等国外知名的核燃料生产商,都拥有很强的生产能力。这些公司自动化水平更高,在质保环节把关相对更少,这也就进一步提高了生产效率、降低了管理成本。而目前中核建中在自动化水平上和这些企业还有差距,大量质保工作要在车间现场完成,降低了生产效率。
为此,中核建中在质保方面引进了更科学的管理方法。据质保处副处长邓卫介绍,质保处运用科学的数据分析方法,对抽样检查工作进行调整,一举减少了60%的抽样量,降低了质量成本。另一方面,新建的生产线将提高设备自动化水平。“这也就对我们质保处的工作提出了更高的要求,需要不断优化和改进质量保证体系,以适应大批量多品种的新形势。”邓卫说。
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