三代核电站堆芯仪表系统实现国产化

堆芯仪表系统用于测量反应堆堆芯内部三维中子注量率分布，从而实现堆芯三维功率分布监测。堆芯仪表系统由信号处理机柜、矿物绝缘电缆组件和布置在反应堆压力容器内的堆芯探测器组件组成。该系统作为核电站反应堆安全运行监测的关键设备，其探测器组件安装在核电站反应堆堆芯中，需承受反应堆的高温、高压和高辐照，运行环境苛刻，测量信号弱、容易受到干扰、技术要求高，研发难度大，在我国目前运行的49台核电站中，探测器组件均由国外公司供货，是我国三代核电自主化关键设备的技术难题之一。

为彻底改变该系统长期依赖进口的局面，从2010年开始，国核自仪联合国内相关单位依托国家科技重大专项，开始了对该系统国产化的攻关研究。

在堆芯仪表系统国产化攻关任务中，钒自给能中子探测器是关键且要求最高的设备，这也是国产化研发攻坚中遇到的核心难题之一。为实现核心部件的国产化攻关，国核自仪承接国家重大专项以来，历经10年不懈探索，通过6次反应堆上试验验证、8回设计迭代、82支探测器测试结果，最终确定探测器的124项技术指标，于2020年6月完成自给能中子探测器定型工作，实现了这一关键设备国产化。

据了解，三代核电堆芯仪表系统均使用在线式的自给能探测器测量堆芯功率分布。因自给能中子探测器具有寿命长、体积小、结构可靠和不需要外部电源供电的优点，在线式堆芯测量仪表将成为今后反应堆装置监测的主流趋势。而自给能中子探测器，国外在60年代就已开始研发并投入使用，其中俄罗斯、法国和加拿大生产的自给能探测器制造工艺较为成熟、性能较为稳定，我国的相关研究起步较晚。国产化堆芯仪表系统将在“国和一号”等新一代核电站堆型上投入工程使用，同时也具备为我国在运非能动核电站进口堆芯仪表系统实现国产化替代或改造升级的能力，对保障我国能源安全、提升三代核电国际竞争力具有重要意义。