【人物名片】
焦擁軍,任職于中國核動力研究設計院(簡稱核動力院),主要從事核燃料元件的設計研究工作,中國核工業集團有限公司核燃料元件領域的首席專家,核電燃料的設計研發項目總設計師。
他率領團隊突破核燃料“卡脖子”困境,從國外層層專利限制和技術壁壘的封鎖中突出重圍,蹚出了一條我國核燃料自主化發展之路,使我國成為擁有自主核燃料設計制造技術的少數國家之一,為自主三代核電“華龍一號”的出海提供了堅實保障。

【書信摘要】
給2027年10月19日的焦擁軍:
希望自己的態度能更和藹,內心更豐富,愛心依舊。希望自己依然有獨立之思想,自由之精神,依然保持著好奇和探索之心,能多去戶外走一走,能多一份寧靜。
5年后,希望中國先進燃料組件在國內能夠廣泛應用,技術轉讓到國外,看到中國核燃料的先進技術和產品又實現新的突破,實現核能創新,造福人類。
5年后,希望家人身體能更好一些,快樂更多一點,也能常有時間聚聚,生活充滿愛意。朋友聚在身邊,家庭是港灣。
如果可能,5年后能換一個工作的方式或者地點,改變一下環境,有點新意,換個心情。因為世界那么大,可以多看看、多感受。
祝自己的目標都能實現。
焦擁軍
2022年9月28日

焦擁軍給五年后的自己寫信
焦擁軍:打破國外技術壟斷,他為華龍出海提供堅實之“芯”
11月27日,對核動力院乃至中國核動力事業來說,是值得紀念的一天。
兩年前的這一天凌晨00時41分,華龍一號全球首堆——中核集團福清核電5號機組首次并網成功。這標志著中國打破了國外核電技術壟斷,正式進入核電技術先進國家行列。
近4個月后,2021年3月,華龍一號海外首堆——巴基斯坦卡拉奇2號機組首次并網成功,這是中國自主三代核電華龍一號海外建設取得的重大里程碑。
以此為標志,中國核電實現從引進到出口,從跟跑到并跑的跨越。而支撐華龍一號走出國門的核心利器,便是CF系列燃料,被譽為最強“中國芯”。
為華龍出海鍛造這顆“中國芯”的,就是焦擁軍和他所帶領的團隊。
技不如人就要受制于人,一件小事倒逼他立志自主研發
過去10年,我國的核能領域發展迅猛,最有標志性的成果就是我國的兩張“國家名片”之一的自主三代核電“華龍一號”走出國門。而支撐其走出國門的核心利器便是CF系列燃料,其被譽為最強中國“芯”。
然而,這塊最強中國“芯”的研發卻來之不易。很長一段時間里,我國高性能壓水堆燃料組件嚴重依賴進口,核心原材料和零部件的供貨渠道和定價權由國外控制。
2005年前后,對中國自主的核動力事業發展來說,有兩道關卡難以跨越,其中一項就是核燃料。多年來,大型商用壓水堆的燃料組件在國內生產一直是采用國外進口的技術,雖然實現了生產的本土化和本地化,但技術都是國外的。
焦擁軍深知——要讓我國的核能技術實現出口,必須要滿足我們整個設備和體系完全自主研發。2008年,在一次核電站燃料組件會議上,外方代表的一句話,焦擁軍至今不忘。
會上,一家長期向中國供應核燃料組件原材料的公司公布了一個重要消息:其燃料組件已經采用改進型格架并且實現批量化供貨。但當焦擁軍向該公司項目經理詢問向中方供貨具體事宜之時,“我們舊格架庫存量很大,落后產品不賣給你們中國還能給誰?”外方代表傲慢冷漠的態度深深地印刻在了在場每一位“燃料人”的腦海里。
“技不如人就要受制于人!任何一個人在那種環境下,內心都會產生一種堅定的信念——要打破國外壟斷,有技術支撐,才有說話的分量,才有發言權!”
為了突破核燃料“卡脖子”困境,跟上我國核電出口和應用的需求,2010年,在相關部委支持下,中核集團將“CF系列燃料(壓水堆燃料元件設計制造技術)”列為集團首批科技重點專項之一。焦擁軍“掛帥出征”,任總設計師。

焦擁軍與CF3自主燃料組件
十年磨一劍,蹚出了一條我國核燃料自主化發展之路
這是以10年為尺度的科研“長征”。
這個看似“筷籠子”一樣的核燃料組件,從研究到試制、再到出品,環節多、配套條件極其復雜,要集齊許多高精尖技術,還要能融會貫通多學科領域知識。
一個冷棒臨界的問題,他們就花了三年時間才解決。此項實驗是為了探索事故工況下核燃料組件燒毀的安全邊界,好比在鋼絲繩上跳芭蕾。那時,世界上僅有美、法等國成功開展過此類實驗。
燃料棒是其中極為重要的元件之一。按照實驗設計,位于中間的3×3的9根熱棒應該先達到臨界,但是實驗過程中,處于外圍的16根冷棒卻先觸發了臨界。團隊咨詢了很多外方的專家,但是都沒有給出合適的答案。他們只能自己埋頭苦干,制定多種實驗方案進行嘗試。他邀請國內外院士、專家會診;與此同時,讓設計方、實驗方背對背分析原因。經過多輪方案的挑戰,終于找到了一把破解的鑰匙,成功移開了這塊絆腳石。
經過快三年的時間,“冷棒臨界”問題終于得到解決,為我國核燃料自主化之路掃清了障礙,使得我國核燃料自主研發之路又向前邁出了關鍵的一步。
包殼是核反應堆燃料組件最重要的結構之一,包殼管壁需要承擔起核反應堆“第一道安全屏障”的重任。鋯合金包殼材料的研發也是一大難題。
在首次做500公斤級鋯合金管材研制的時候就出過問題,軋制過程中,管坯總是開裂。2011年6月30日,原本焦擁軍和團隊在宜賓812廠開會,結果當天西安的承制方就通知:用于CF3燃料實驗的管坯開裂了!他們直奔機場,趕往生產現場,連夜調整研制工藝,使問題得到解決。
自2010年率領團隊研發CF核燃料以來,這只是焦擁軍處理眾多突發事件中的一例。在探索我國核燃料自主研發之路上,從“小米加步槍”的簡陋設施到上千燃料元件的設計方案與實驗優化,經過不斷努力,如今鋯合金已經完全實現了批量化生產,且批量用于核電廠中。
“整個燃料項目的研發目標和華龍一號的使用耦合性是非常強的。時間緊任務重,燃料研發不能按期完成,華龍出口項目就無燃料可用。”焦擁軍頂著巨大壓力帶著團隊“打了硬仗”,攻克了難題。
2019年10月30日,20組CF3燃料組件進入秦山二期和方家山反應堆運行,標志著中核集團不僅全面掌握了高性能核電燃料研制技術,而且具備了自主知識產權燃料的批量化供應能力。
焦擁軍與團隊披荊斬棘,在我國研制CF系列燃料元件這塊空白領域沖鋒陷陣,獲得了50余項核心專利,創造了多個國內“第一”,榮獲了國防科技進步一等獎、二等獎等。

華龍一號核島模型
未來五年核電迎來大發展時代,“拼命三郎”永不停歇
十年前,CF3燃料組件格架設計正處于攻堅期。為了攻下這座堡壘,焦擁軍和他的同事幾乎全天堅守在辦公室,用CFX程序對各種格架的方案進行分析計算。在評審會上,焦擁軍在向領導匯報工作進展時不禁落淚,他們的堅持讓在場的所有人都銘記了CF燃料研發人員的付出和努力。
十年后,當年的“拼命三郎”依然兢兢業業堅守在崗位。他時常工作到深夜,休息日也能在辦公室見到他的身影。他出差頻繁——自2010年擔任總設計師以來,他航旅縱橫上的飛行記錄超過了99.99%的用戶。
有人說,人的年紀越大越容易陷入自己原有的認知框架當中,很難接受新事物。但邁入知天命之年的焦擁軍則不同,茍日新,日日新,又日新,每天仍在努力學習燃料有關的新知識。
十年前剛開始研發CF燃料組件時,焦擁軍團隊僅有5名副總設計師和3名總師辦的同志。到如今,副總設計師增加到了十幾人,僅中核集團旗下的參研單位就有6家。提起“焦總”,團隊的年輕人總是又愛又怕。作為我國自主核燃料研發領域帶頭人,他以強硬的態度和對工作的高要求聞名業內。
在和他的團隊開會時,焦擁軍常常說“希望能聽到每個人的聲音”。他希望每個人都能參與其中,發表觀點,集思廣益,創新突破。
如今,在雙碳目標下,在電網中能夠穩定出力的核能,迎來了一個大的發展機遇。隨著國家對核電的項目立項的加速批復,未來5年,核電領域將迎來風口。到現在為止,我國一共有在建和在運行的核電機組82臺,直逼美國的90多臺,同時也遠超核電機組位于第三位的法國。
焦擁軍和團隊所研發的燃料組件,則將會得到更廣泛的應用和推廣。更耐事故、更高燃耗的燃料組件研發,是團隊下一步前進的方向。
過去12年,以應用目標為導向的研發倒逼他們快步前進。現在,他希望節奏適當“慢下來”,加強基礎研究工作。
這背后大有深意。“現在,在創新研究方面,我們和國外的水平和進度是旗鼓相當的,所以我們也期望在未來幾年內,在基礎研究領域取得新的突破,力爭走在世界的絕對前列!”

焦擁軍和同事討論工作


