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原子能院快堆研發設計團隊:接力傳承甘做“快堆事業永動機”

2020-06-04 09:12  來源:中核集團    核電  核反應堆  核工業  核能利用

1月15日,中核集團“紀念核工業創建65周年暨先進人物頒獎晚會”在財政部禮堂盛大開啟,致敬為核工業做出卓越貢獻的功勛代表,表彰“奮進中核人”。作為入選“奮進中核人——責任類”的團隊代表之一,楊紅義代表原子能院反應堆工程技術研究部快堆研發設計創新團隊上臺領獎。當標有“責任”二字的紅色證書拿在手上時,楊紅義的肩膀感覺似乎又重了幾分——快堆,這個令幾代人魂牽夢縈的名字,在過往的歲月里,承載了無數人的歷史使命與責任擔當。


1月15日,中核集團“紀念核工業創建65周年暨先進人物頒獎晚會”在財政部禮堂盛大開啟,致敬為核工業做出卓越貢獻的功勛代表,表彰“奮進中核人”。作為入選“奮進中核人——責任類”的團隊代表之一,楊紅義代表原子能院反應堆工程技術研究部快堆研發設計創新團隊上臺領獎。當標有“責任”二字的紅色證書拿在手上時,楊紅義的肩膀感覺似乎又重了幾分——快堆,這個令幾代人魂牽夢縈的名字,在過往的歲月里,承載了無數人的歷史使命與責任擔當。

五十年磨一劍,只為中國實驗快堆

2010年7月,原子能院中國實驗快堆主控室。

“中國實驗快堆首次實現臨界!”隨著話音剛落,現場響起了熱烈的掌聲——自上世紀60年代我國快堆研究開始起步,到中國實驗快堆首次實現臨界,經歷了五十年的坎坷曲折、日夜奮戰,兩代快堆人的努力終于迎來開花結果。

2010年7月21日,中國實驗快堆實現首次臨界

快中子增殖堆,簡稱“快堆”,具有良好的增殖和嬗變特性,基于快堆的先進燃料循環系統可以使鈾資源的利用率提高到60%-70%,從而使人類利用核能的時間從上百年延長到數千年。意大利著名核物理學家費米曾說,“首先發展快中子增殖堆的國家,將得到原子能方面競爭的利益。”這句話也成就了我國快堆事業的先驅者、中國實驗快堆總工程師——徐銤院士與快堆數十年的情緣。

上世紀60年代,在極度特殊的情況下,國家特批支持快中子零功率裝置實驗。1970年,我國第一個快堆零功率裝置——東風六號成功實現首次臨界,我國快堆技術研究實現了“零”突破。然而由于國家建設需要,之后快堆相關科研人員從北京搬遷到四川,快堆發展一度陷入困境。但徐銤等老一輩快堆人并未放棄,堅守四川16年后,終于迎來曙光,他們把快堆發展的火種再次帶回了北京。歷經千辛萬苦,1995年,中國實驗快堆項目終于正式立項。

“快堆工程技術在我國還是計劃從零開始。中國實驗快堆設計過程就是自主創新的過程。”參與快堆研制的老專家曾這樣說。在中國實驗快堆的技術方案中,對核安全特性要求已達到后來提出的第四代先進核能系統的水平,是很高的起點。工程設計方面,雖然有俄方的基礎,但中方仍完整地進行了初步設計和施工設計。克服重重壓力,原子能院年輕的快堆設計團隊完成初步設計,并與其他院所合作,完成了總體設計、堆芯設計等8個方面共170多個單項的施工圖設計工作,設計文件近5000冊。而且相比世界上其它建成的快堆技術,中國實驗快堆在先進性、安全性、數字化等方面取得了新的突破。

2000年5月,核島澆灌第一罐混凝土,奏響了建設中國首座實驗快堆的樂章。2008年底,中國實驗快堆建設接近尾聲,進入了緊張的集中調試階段。為做好調試和后續運行工作,快堆團隊完成了600多個調試文件和600多個運行規程的編寫,調試試驗項目達1000多項。實際調試過程中遇到各種各樣的問題,也都被調試團隊憑借專業能力一一化解。之后,快堆團隊又相繼完成約152項單系統調試試驗、綜合冷態調試和熱態調試。此外,從2001年就著手對主控室人員進行培訓。2009年,反應堆裝料前的調試任務全部圓滿完成。2010年7月21日,中國實驗快堆終于實現臨界。

2011年7月21日,中國實驗快堆并網發電

五十年磨一劍,歷史在這里駐足,我國終于躋身世界少數幾個掌握快堆技術的國家之列。

2011年7月,中國實驗快堆實現40%功率并網發電。2014年12月,在完成各項重要調試試驗后實驗快堆首次實現了滿功率并網發電運行72小時,此后接力棒便傳到了運行人員手中。實驗快堆即使在停堆期間,各路系統也要保持繼續運轉,運行人員24小時隨時待命。作為第一批快堆運行操作人員,中國實驗快堆副總工程師徐斌始終把快堆安全運行作為頭等大事,“實驗快堆是國內第一座快堆,許多經驗都需要我們自己摸索,快堆隊伍堅持恪盡職守、謹小慎微的準則,加上年輕一代主動學習、敢于擔當的精神,這都是實驗快堆能夠長期平穩安全運行的重要保障。”

示范快堆開啟,又是一場苦戰來臨

根據我國快堆發展實行的“三步走”戰略,在實驗快堆之后,緊隨其后的是示范快堆和商業快堆。中國實驗快堆實現并網發電后,示范快堆的建設也提上日程,原子能院在建設實驗快堆中形成的近400人的研發設計隊伍,也全面轉入示范快堆的研發和設計工作,成為了示范快堆的核心技術力量。

工作中的快堆研發設計團隊

相較于實驗快堆,示范快堆電功率是實驗快堆的近30倍,是瞄準第四代核電的又一個超級示范工程,設備國產率要求高、技術難度極大,對快堆團隊來說又是一個極大的挑戰。原子能院堆工部主任楊紅義坦言,“示范快堆技術的復雜性、時間的緊迫性、質量的嚴肅性,都是前所未有的,這些都是我們快堆團隊要攻克的座座大山。”綜合布置設總劉林頂在此方面也深有體會,示范快堆項目前期的研發設計方案,關乎十幾個相關專業。設計方案只有滿足所有專業需求,才能開啟后續工作。

時間的緊迫性也無疑給快堆團隊工作增加了難度。示范快堆建設周期短,留給快堆團隊進行設計攻關的時間并不多。在遇到需要緊急攻關的設計難題時,堆工部成立的37人青年突擊隊發揮了重大作用,在歷經了無數次方案推倒和重建后,這支突擊隊不負眾望在規定時間內完成了設計計算工作,為項目開展贏得了時間。

如果說緊迫的時間表是團隊趕工的關鍵點,那么質量的嚴肅性則是他們始終聚焦的重點。“保證質量”四個字,就像懸在快堆團隊頭上的達摩克利斯之劍,時刻提醒著他們背負的責任重大,必須走好走穩每一步。在示范快堆現場,每當看到團隊設計的方案在這片土地上變為鋼筋水泥的建筑時,劉林頂內心便成就感和壓力感交織,“如此大的工程,既要短時間內攻克難關,還要保證設計方案的準確可靠,容不得我們出現一絲差錯。”

中國實驗快堆

曾建設中國實驗快堆的那批“新生代”,如今已化身中堅力量奮斗在示范快堆,他們帶頭向前沖鋒的精神,也以身作則帶動著新一批“后浪”。疫情期間,快堆團隊中的年輕人在示范快堆現場嚴格遵循當地防疫規定的同時,始終堅守個人工作崗位,奮力攻關技術難題,展現了團隊蓬勃的新生力量。

如果說老一輩人是快堆事業的“傳道者”和“開拓者”,那么在中國實驗快堆建設階段,快堆團隊繼承了老一輩“事業高于一切”的精神,背負著“守業者”的責任。如今的快堆團隊投身于示范快堆建設,背負著“前行者”的責任。歷史時期不同,快堆團隊“老中青”三代肩負的歷史使命卻是一樣的,那就是——秉持初心,勇擔國任。

“誰擁有了快堆技術,誰就真正掌握了核能的主動權。”作為閉式燃料循環發展的切入點和關鍵點,快堆技術的重要性,決定了快堆團隊責任重大,也使得這支隊伍中每個人都做好了承擔一切的覺悟。實現快堆技術發展是一項長期的使命,如同一場任務艱巨的長跑,不同時期的快堆人拿著接力棒前仆后繼奮力向前。這條跑道有順意的直行,也會有艱難的轉彎,但快堆人永遠不會退縮,也絕不會停止。

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