Để xây dựng được nhà máy điện hạt nhân, cần phải có các “máy cái”, chế  tạo ra những chi tiết cực kỳ chính xác và hoạt động ổn định trong môi trường phóng xạ, ăn mòn như: cụm chi tiết, máy sinh hơi nhiệt, thùng lò phản ứng, thiết bị điều áp lực v.v… Hệ thống máy cái này, chính là nhà máy cơ khí nặng.

 Ngay tại nước Mỹ, tất cả các nhà máy cơ khí nặng đã từng sản xuất và lắp đặt những thiết bị hạt nhân đã bị đóng cửa từ sau sự cố ở nhà máy điện hạt nhân Three Mille, nên các công ty Japan Steel Works, IHM, Chalon/St. Marchel của Areva Pháp, Doosan Hàn Quốc…nắm độc quyền chế tạo hầu hết các cụm chi tiết quan trọng cho lò phản ứng hạt nhân. Hiện  tại, một danh sách dài đơn đặt hàng từ Mỹ, Trung Quốc, EU… đã  được gửi tới các công ty này

Nước Mỹ đang khởi động lại ngành cơ khí nặng. Areva SA và Northtop Grumman Corp thành lập liên doanh AREVA Newsport News LLC để xây dựng nhà máy chế tạo thiết bị hạt nhân với số vốn đầu tư 363,4 triệu USD ở bang Virginia, sẽ đi vào hoạt động năm 2011. Tại bang Lousiniana, các công ty Shaw Group Inc. và Westinghouse liên doanh xây dựng một nhà máy chế tạo thiết bị hạt nhân ở Lake Charles, sẽ đi vào hoạt giữa năm nay. Công ty Enrichment Company (USEC) cùng các công khác trong 10 bang liên kết xây dựng nhà máy sản xuất ra các cụm chi tiết và chi tiết tiêu chuẩn cho nhà máy làm giầu urinum ở bang Ohio, sẽ đi vào hoạt động năm 2010.

Hệ thống của một nhà máy điện hạt nhân được phân loại theo kiểu lò phản ứng hạt nhân và các phương cách xây dựng. Với loại lò phản ứng nước áp lực (PWR), các hệ thống của PWR được phân loại thành hệ thống sơ cấp và hệ thống thứ cấp, dựa trên đường biên mạch vòng tuần hoàn làm mát lò phản ứng, nhưng cũng có thể phân loại thành hệ thống cung cấp hơi nước nóng hạt nhân (NSSS), tuốc bin hoặc máy phát và hệ thống cân bằng nhà máy (BOP).

 Ngày nay, nhà máy điện hạt nhân có công suất lớn hơn so với nhà máy nhiệt điện hoặc thuỷ điện và vận hành trong điều kiện có phóng xạ, vì thế nên công tác thiết kế, chế tạo, xây dựng cũng có yêu cầu cao hơn để đáp ứng được độ an toàn cao.

Chính vì lí do đó mà các cụm chi tiết cho nhà máy điện hạt nhân phải được những tổ chức có uy tín kiểm tra chất lượng tổng thể, độ địa chấn, độ dẫn điện...

Nhà máy cơ khí nặng chế tạo thiết bị hạt nhân là nhà máy chế tạo tổng hợp, có khả năng sản xuất từ thép thô cho tới các cụm và cấu kiện sản phẩm. Sau đây là những phân xưởng cần thiết và những thiết bị chính cần được trang bị.

1. Xưởng cơ khí nặng và các thiết bị chính: Máy tiện ngang: 3.000 mm đường kính x 18.000 mm dài, trọng lượng vật tiện tới 250 tấn; máy khoan đứng: 10.000 x 2.200 H x 400 tấn; máy doa ngang: 400 đường kính x 3.800 x 13.000; máy phay phẳng: 7.100 x 7.000 x 500 tấn; máy tiện ngang: 1.000 đường kính x 4.000 dài x 5 tấn; máy doa đứng: 2.800 đường kính x 2.500 x 3.200 H x 25 tấn; máy doa ngang: 125 đường kính x 1.250 x 1.600; máy lốc: T100 x  3.000-4.000; lò khử ứng suất; thiết bị kiểm tra phóng xạ; thiết bị kiểm tra siêu âm; thiết bị kiểm tra từ; thiết bị kiểm tra thuỷ lực, máy phát hiện rò rỉ helium…

2. Xưởng hạt nhân và các thiết bị chính: Cần cẩu 800 tấn; máy hàn Semi Gantry; hệ thống sơn mạ tấm SAW: 4”, 2”, 1” ; máy khoan lỗ sâu: 19’ 8”  (X) x 11”, 10” (Y) x 3’ 7” (Z); máy doa đứng: 72’ 2”   đường kính x 26’ 3” H x 500 tấn; máy doa ngang: 49’ 2” (X) x 26’ 3” (Y) 8’ 10” (Z).

3. Xưởng rèn và các thiết bị chính: Máy ép rèn có lực ép 10.000 tấn, 4.200 tấn, 1.600 tấn; thiết bị thao tác rèn (Manipulator): lực nâng tối đa 400 tấn.

4. Xưởng luyện đúc thép và các thiết bị chính: Lò điện hồ quang: 100/120 tấn, 20/35 tấn; lò giữ nhiệt và tinh luyện chân không: 30/155 tấn; thiết bị khử hơi chân không: 30/465 tấn.

5. Bến cảng và các thiết bị chính: Cầu trục Gantry: 500 tấn x 2 cầu để cẩu nâng được vật 1.000 tấn; xe tải nặng nhiều bánh: 560 tấn, 450 tấn, 250 tấn, và 150 tấn; Cần trục Crawler: 400 tấn x 2cầu).

Với trang bị như trên, ngoài việc chế tạo thiết bị hạt nhân, nhà máy còn có thể sản xuất máy phát tới 800 MW, thiết bị làm giầu uranium, thiết bị xử lý chất thải hạt nhân, động cơ thuỷ và các máy móc cho công nghiệp xây dựng, khai khoáng…

Hiện nay, Việt Nam đã có một số công ty có trang bị thiết bị gia công, xử lý nhiệt-bề mặt và nâng hạ lớn, có thể tham gia sản xuất thiết bị hạt nhân với nhà máy cơ khí nặng này. Đó là Công ty Cơ khí Hà Nội,TCTy Lilama, Công ty Cơ khí Việt Hàn Hanvico, Công ty Gang Thép Thái Nguyên, Công ty Động cơ Việt Hung, Công ty Cơ khí Trần Phú, Vinashin, Công ty Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh, Công ty Bơm Hải Dương, Công ty Cơ khí Sông Công…

Để đảm đương được nhiệm vụ, các cơ sở trên đây cần được nâng cấp và đầu tư vốn từ 250 triệu đô la Mỹ trở lên, có thêm 300 đến 1.000 ha đất. Thời gian xây dựng cũng phải mất 4 đến 5 năm. Ngoài máy móc, thiết bị, số lượng cán bộ, công nhân kỹ thuật cho nhà máy với qui mô thiết bị như trên cũng cần khoảng 600-700 người, gồm nhiều chuyên ngành khác nhau.

Bên cạnh đó, chúng ta cần có thiết kế sản phẩm và hợp tác quốc tế. Thông thường thì nhà thiết kế, sản xuất và cung cấp chi tiết hoặc cụm chi tiết thiết bị hạt nhân là một. Bởi vậy, chúng ta phải phấn đấu xây dựng được một đội ngũ thiết kế có năng lực bằng cách gửi đi đào tạo, làm việc tại các cơ quan có uy tín ở nuớc ngoài. Tất nhiên, ban đầu phải sản xuất những chi tiết đơn giản, rồi dần dần nâng hàm lượng hội địa hoá lên. Đồng thời với những  việc  làm trên đây, còn  phải nâng cấp năng lực thiết kế, trang bị nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm cho các viện nghiên cứu liên quan như Viện Nghiên cứu Cơ khí NARIME, Viện Năng lượng IE, Viện Công nghệ gia công cắt gọt-áp lực và đúc…

Có một nhà máy cơ khí nặng là mơ ước của các nhà lãnh đạo ngành công nghiệp và các kỹ sư cơ khí Việt Nam từ những năm 70 của thế kỷ trước. Thời điểm này, xem xét toàn diện điều kiện xây dựng nhà máy cơ khí nặng để tạo tiền đề  cho việc phát triển điện hạt nhân là hoàn toàn thích hợp.

 Ts. Trần Minh Huân