年產(chǎn)150噸碳化硼鋁中子吸收板生產(chǎn)線填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白
3月10日，中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)在江蘇鎮(zhèn)江組織召開(kāi)的碳化硼鋁中子吸收板產(chǎn)品鑒定會(huì)上，由江蘇海龍核科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“海龍核科”）與中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院（簡(jiǎn)稱(chēng)“核動(dòng)力院”）合作完成的中子吸收板項(xiàng)目成果達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，部分指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和應(yīng)用推廣前景
當(dāng)天的產(chǎn)品鑒定會(huì)由葉奇蓁、于俊崇兩位中國(guó)科學(xué)院院士領(lǐng)銜，共10位核電領(lǐng)域?qū)＜医M成鑒定專(zhuān)家委員會(huì)。在聽(tīng)取了研制單位的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總結(jié)匯報(bào)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試組見(jiàn)證報(bào)告及資料審查組報(bào)告，鑒定委員會(huì)現(xiàn)場(chǎng)考察了該公司的年產(chǎn)150噸碳化硼鋁中子吸收板生產(chǎn)線及生產(chǎn)流程，經(jīng)質(zhì)疑和討論，形成鑒定意見(jiàn)，鑒定專(zhuān)家委員會(huì)一致同意通過(guò)產(chǎn)品鑒定。
瞄準(zhǔn)先機(jī)、提前布局乏燃料后處理市場(chǎng)
按照我國(guó)核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，2020年我國(guó)在運(yùn)裝機(jī)容量將達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，在建核電裝機(jī)容量將達(dá)到3000萬(wàn)千瓦。2016年我國(guó)積累的乏燃料達(dá)3000噸，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到7000噸。核電站乏燃料產(chǎn)生量也將日益增加，必然造成乏燃料的貯存格架和運(yùn)輸容器的需求量也逐漸增多。為了與高速發(fā)展的核電站相配套，我國(guó)乏燃料后處理也應(yīng)持續(xù)跟進(jìn)。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較常見(jiàn)的幾種燃料貯存格架用中子吸收材料，主要有硼不銹鋼、含硼有機(jī)材料、金屬鎘。但是硼不銹鋼機(jī)械加工性能差，含硼有機(jī)材料不耐輻照，尤其在水環(huán)境中，金屬鎘有毒，超熱中子段吸收能力弱等材料本身的特性導(dǎo)致市場(chǎng)發(fā)展空間受限。
此次由海龍核科技與核動(dòng)力院共同研發(fā)并參與鑒定的碳化硼鋁中子吸收材料,是一種碳化硼顆粒均勻彌散在鋁合金基體中形成的復(fù)合材料，其有可調(diào)節(jié)范圍寬、耐腐蝕、耐輻照、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在性能方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。雖然性能優(yōu)越，但是中子吸收板的研發(fā)和生產(chǎn)難度很大，國(guó)外僅美國(guó)、加拿大等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家具備生產(chǎn)能力，長(zhǎng)期壟斷全球大部分國(guó)家的核電市場(chǎng)，我國(guó)也不例外。
海龍核科作為國(guó)內(nèi)核電封堵材料龍頭企業(yè)，一直致力于核電產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化，于2014年底海龍核科和核動(dòng)力院簽訂合作協(xié)議，共同將碳化硼鋁中子吸收材料技術(shù)成果成功轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
在會(huì)上，核動(dòng)力院吳院長(zhǎng)表示：“海龍核科與核動(dòng)力院共同為項(xiàng)目成立的專(zhuān)項(xiàng)小組在近兩年的可行性研究與試驗(yàn)，解決了多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，取得了突破性進(jìn)展。目前已建成150噸年產(chǎn)量的生產(chǎn)線。具備了穩(wěn)定批量生產(chǎn)的能力。”
該項(xiàng)目于2015年獲江蘇省重大成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目立項(xiàng)，總投資1.34億元，2016年9月第一塊中子板正式下線。產(chǎn)品具有優(yōu)異的中子吸收、良好的耐腐蝕等性能，一舉填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，已獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)、實(shí)用新型專(zhuān)利2項(xiàng)?？芍苯討?yīng)用于三代核電站的乏燃料貯存，并可推廣應(yīng)用于研究實(shí)驗(yàn)堆、軍用核動(dòng)力裝置的燃料運(yùn)輸和貯存容器等方面。
海龍核科瞄準(zhǔn)核能發(fā)展的需要，基于前期自主研發(fā)的碳化硼中子吸收板工程化技術(shù)，建立擴(kuò)大產(chǎn)能的中子吸收板專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)線，全面實(shí)現(xiàn)碳化硼中子吸收材料國(guó)產(chǎn)化供貨，提前布局正處于爆發(fā)前夜的乏燃料處理市場(chǎng)，同時(shí)也以此來(lái)打破國(guó)外在該材料領(lǐng)域的壟斷和封鎖，助力我國(guó)核電事業(yè)的發(fā)展及核電技術(shù)走出去。
精益求精、技術(shù)參數(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)
鑒定會(huì)上，參與鑒定的專(zhuān)家委員會(huì)一致認(rèn)為：項(xiàng)目承擔(dān)單位開(kāi)發(fā)出了具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中子吸收板材工業(yè)化制造技術(shù)；開(kāi)發(fā)了碳化硼顆粒均勻分布控制技術(shù)；解決了碳化硼在鋁基體中分布均勻性不足的問(wèn)題；獲得了授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，形成了成套的工藝技術(shù)文件，生產(chǎn)線具有科技含量高、自動(dòng)化水平高等特點(diǎn)，達(dá)到國(guó)際同行的先進(jìn)水平；企業(yè)可成為國(guó)內(nèi)中子吸收板批量供貨單位。
中子吸收板的研發(fā)和生產(chǎn)難度大，國(guó)外對(duì)此材料的研究較早，國(guó)外中子吸收材料第一階段的產(chǎn)品是BORAL，帶包殼，在實(shí)際應(yīng)用中已有50年工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在美、法、日等百余乏燃料水池實(shí)際工程中應(yīng)用，但是部分水池出現(xiàn)了起泡問(wèn)題，這大大影響了乏燃料的插拔。隨之，研發(fā)出了現(xiàn)階段具有高致密性的METAMIC,省掉包殼的同時(shí)解決了起泡問(wèn)題。
海龍核科與核動(dòng)力院共同研發(fā)的碳化硼鋁中子吸收材料，在制備工藝和各項(xiàng)性能參數(shù)等方面都能與國(guó)外的METAMIC產(chǎn)品參數(shù)相當(dāng)，不僅處于國(guó)際領(lǐng)先水平，還填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)乏燃料后處理市場(chǎng)的空白。
碳化硼鋁中子吸收材料在制備工藝方面比METAMIC更簡(jiǎn)單。METAMIC中子吸收材料的工藝步驟由粉末混合、壓制、燒結(jié)、擠壓、軋制五個(gè)步驟，而碳化硼鋁中子吸收材料僅需要四步就可以完成，無(wú)需擠壓，最后得到的產(chǎn)品密度與METAMIC的密度相當(dāng)。減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而在此基礎(chǔ)上再加入智能化元素來(lái)提高生產(chǎn)效率，合理的“減少”、創(chuàng)新的“增加”來(lái)提高生產(chǎn)工藝水平。
海龍核科技在產(chǎn)品制造過(guò)程中做到設(shè)備專(zhuān)用，生產(chǎn)流程智能化、自動(dòng)化，最大限度減少人為因素對(duì)生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量的影響，高效的連續(xù)軋制，為將來(lái)成倍擴(kuò)產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)板材尺度要求，在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)板材尺寸，靈活微調(diào)軋制工藝。目前，海龍核科擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)寬幅面成型板材的工業(yè)化制備技術(shù)，是國(guó)內(nèi)外唯一寬幅版（650毫米）工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)的擁有者。
海龍核科董事長(zhǎng)戴金華介紹說(shuō)，目前海龍核科該產(chǎn)品年產(chǎn)150噸的產(chǎn)品線已經(jīng)完成了中廣核的乏燃料運(yùn)輸容器的供貨，公司正在加緊生產(chǎn)秦山核電站乏燃料水池的更換生產(chǎn)訂單。后續(xù)還將為福清、田灣以及巴基斯坦核電站提供產(chǎn)品。預(yù)計(jì)今年新增銷(xiāo)售額1.5億元，實(shí)現(xiàn)利稅5000萬(wàn)元。
該項(xiàng)目批量投產(chǎn)并交付客戶(hù)使用，一方面標(biāo)志著在中子吸收板產(chǎn)品方面，我國(guó)具備了自主產(chǎn)業(yè)化供貨的能力，另一方面將為下一步“華龍一號(hào)”的出口提供了有力的技術(shù)支持。
