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                                        07月
                                        2019

                                        中集承建我國首個極深地下實驗室重要儲罐項目

                                        發布者:中集集團

                                        日前,央視4套《走遍中國》欄目組實地走訪目前世界巖石覆蓋最深的實驗室——“中國錦屏地下實驗室”項目現場,并走進正在建設的1725m3液氮恒溫器儲罐內部取景采訪,了解液氮恒溫器儲罐建設進展情況及其對整個實驗室建設的重要意義。

                                         

                                        據悉,1725m3液氮恒溫器儲罐是該實驗室二期項目建設中的重要實驗設備之一,建成后將為高純鍺探測器提供低溫工作環境及輻射屏蔽作用。如此重要的儲罐項目,則由中集安瑞科旗下張家港中集圣達因低溫裝備有限公司(以下簡稱“中集圣達因”)承建。該儲罐項目的執行,標志著中集圣達因工程常壓類產品首次進入高精尖科研應用領域,直接參與并支持國家重大科研項目建設。

                                         

                                        世界最深地下實驗室二期重要設備“中集造”

                                         

                                        科研人員迄今的研究和分析表明,暗物質占據宇宙物質總質量的80%以上。發現并研究暗物質,可能引發物理學的革命。暗物質粒子與原子核碰撞會產生微弱信號,如同一束微光,只有在足夠黑的房子,用上足夠精巧的儀器,將一切推到極限,才可能“看到”。這種足夠黑的房子最理想的選擇就是地下實驗室。

                                         

                                        地下實驗室是開展粒子物理學、天體物理學及宇宙學等領域一些重大基礎前沿課題的重要研究場所和良好的低本底環境。目前,國際上正在運行和建設的地下實驗室有數十個,主要分布在發達國家。長期以來,中國沒有自己的地下實驗室,因而許多相關研究無法進行,或者只能與國外有條件的實驗室聯合開展工作。而中國錦屏地下實驗室”的建成徹底結束了這一歷史。

                                         

                                        據了解,中國錦屏地下實驗室垂直巖石覆蓋達2400米,是目前世界巖石覆蓋最深的實驗室。它的建成標志著中國已經擁有了世界一流的潔凈的低輻射研究平臺,能夠自主開展像暗物質探測這樣的國際最前沿的基礎研究課題。該實驗室批準的暗物質實驗項目之一就是清華大學領導的CDEX(中國暗物質實驗)高純鍺暗物質實驗,即用高純鍺陣列探測器,捕捉暗物質粒子與鍺晶體碰撞時產生的信號。

                                         

                                        為最終開展噸量級高純鍺陣列探測器暗物質實驗,將探測靈敏度再提升兩個量級以上,CDEX合作組計劃在該實驗室二期利用自主研制的高純鍺探測器,建設1000公斤量級的高純鍺陣列探測器系統。新的探測器陣列,將置身液氮恒溫器儲罐中,而液氮恒溫器儲罐,要被放入一個6層樓深的“基坑”。


                                        鑒于液氮恒溫器儲罐對地下實驗室建設至關重要,清華大學招標是極其嚴苛的。但中集圣達因在低溫裝備行業品牌知名度很高,在工程常壓罐類項目建設中積累了豐富的成功經驗,且有中集集團為依托,因此,在業務洽談過程中,無論是建造技術方案,還是設計方案,都給清華大學提供了非常專業的可行性建議,最終在201611月成功中標。中集圣達因相關負責人表示。

                                         

                                        攻堅克難 中集創造儲罐工程新紀錄

                                         

                                        “經過一年多時間的前期準備后,20187月,儲罐項目正式進場建造。但整個過程把控之嚴、建造難度之大、施工條件之苛刻,都是前所未有的?!痹撠撠熑吮硎?,“其中,最大的兩個問題就是如何解決極限空氣濕度對產品質量的影響,以及如何在受限作業空間內安全作業?!?/span>

                                         

                                        據悉,1725m3液氮恒溫器儲罐建造過程中,存在大量的焊接工作和保冷材料施工,這些工序對空氣濕度有非常嚴格的要求。而該儲罐處于整個隧道的最內區域,距離隧道口17公里,洞內空氣濕度最高達到90%,罐區內整體處于空氣水分冷凝狀態、巖壁存在大量的滲透水分,如不采取特殊處理措施,基本不能進行焊接和保冷材料安裝等相關工序。為保證焊接質量和保冷材料干燥施工條件,必須架設專業通風設備管道除濕。

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                                        通風系統是實驗室二期建設的關鍵工程之一。該實驗室一期的通風管道是貼著隧道上方洞壁,一直延伸至洞外。但由于實驗室二期所處環境的空氣濕度非常極端,其所需通風管直徑更大,原有方法無法照搬。中集圣達因在與清華大學等研討后提出方案:通風管道可以綜合考慮利用罐區隧道C道口和D道口,鋪設專用通風管道,出口末段加裝直流風機方案。從最后的架設結果來看,鋪設的專用風道管長200米,實現了將近10000m3作業基坑內的空氣循環流動,有效解決了施工區域的極限空氣濕度問題和焊接煙塵排放問題,極大改善了作業環境。”中集圣達因相關技術負責人表示。

                                         

                                        此外,該儲罐項目的作業空間也嚴重受限。據該技術負責人介紹,整個儲罐將在隧道實驗室內地面以下直徑為18米的圓形深坑內建造。正常規格儲罐吊裝需要用吊機進行吊高33米,而該項目隧道地面到隧道頂最高才8米,汽車吊裝設備無法展開施工。為解決這個問題,項目組專家經過深入研究后,決定改變原常規項目儲罐安裝順序,通過合理調整儲罐建造順序,最終確保了各工序無縫連接。

                                         

                                        “除了上述兩大問題外,在這個要求極高且各方面條件非常欠缺的項目施工過程中,還遇到很多細節問題,中集圣達因團隊都通過制定非常專業的專項方案成功解決了,將一個個不可能變成可能,并很好地兼顧了性能、空間和性價比等因素,可以說創造了多項工程奇跡。對此,客戶方清華大學都給予了大力支持和充分肯定。目前該項目仍在按照進度有序進行,預計在20197月達到機械竣工條件?!敝屑ミ_因負責該項目的項目經理表示。

                                         

                                        本次1725m3液氮恒溫器儲罐項目只是中集圣達因做的“小而精”儲罐項目的典型代表。另據悉,在大型儲罐建設方面,中集圣達因在業內也是有口皆碑。截至2018年年底,中集圣達因設計并建造的容積在萬立方米及以上儲罐投產總數25,創國內同類儲罐工程數量之最。


                                        視頻、圖片:央視4套


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