面對傲慢他暗下決心,如今打破國外技術封鎖,打造最強中國"芯"!

我國自主三代核電"華龍一號"是當今最能代表我國高端製造業走向世界的兩張"國家名片"之一,推動其走出國門的核心利器——CF系列燃料被譽為最強中國"芯"。2019年10月27日,CF3燃料組件最後8組插入秦山二期1號機組,至此我國自主研製的大型先進商用壓水堆燃料組件首批批量化20組組件全部入堆,中國核工業走向世界。

輝煌成就的背後離不開許多人的艱辛探索,哈爾濱工程大學核動力裝置專業1989級校友、中核集團燃料元件設計製造技術科技重點專項總設計師焦擁軍就是其中之一。他率領燃料科研團隊僅用不到十年的時間,從國外層層專利佈局和技術壁壘的封鎖中成功突圍,蹚出了一條我國核燃料自主化發展之路。他們突破了七大項關鍵技術,創造了核燃料研發領域的國內多個"第一",使我國成為擁有自主核燃料設計製造技術的少數國家之一,成為國際上這一領域的領跑者。更為重要的是,這是我國高新技術產業化、重大裝備國產化的成功實踐,彰顯了我國走自主發展核電的道路自信。

面對傲慢他暗下決心,如今打破國外技術封鎖,打造最強中國

一次會議讓他暗下決心

2008年初,深圳大亞灣核電站召開的一次國際核燃料技術討論會讓焦擁軍記憶深刻。會上,一家長期向中國供應核燃料組件原材料的公司公佈了一個重要消息,其燃料組件已經採用改進型格架並且實現批量化供貨。但當他向該公司項目經理詢問向中方供貨具體事宜之時,對方項目經理卻傲慢地說:"改進型格架目前對中國不供貨,倉庫中的庫存專門為中國'特供'"。"技不如人,就會受制於人",他回憶道,"中國人是應該有骨氣的,我們絕不能軟弱。"自此,焦擁軍暗下決心,一定要研發出我國自主核燃料組件,為國爭光。

2010年初,為解決CNP1000(華龍一號前身)核電出口的燃料問題,中核集團設立了重點科技專項"壓水堆燃料元件設計製造"(簡稱CF項目),其目的就是研製出具有自主知識產權的CF系列核燃料元件,滿足國內核電站使用和華龍一號走出國門的需求。中核集團任命了焦擁軍擔任集團燃料首席專家和CF項目總設計師。

中國在核電燃料領域長期以來依靠國外的技術轉讓,雖然實現了燃料組件的製造本土化,但燃料組件的原材料和零部件仍然依賴進口, 甚至在燃料原材料採購上也時常處於被動局面。

把命運握在自己手裡

2012年,CF項目對外招標燃料組件池邊檢查設備。招標信息發佈後,某潛在供應商一直不響應,直到快收標的時候才表達希望中方延長收標時間,考慮到與其的長期合作關係,項目組經過多方協調,在符合招投標規定的情況下,延期10天收標。

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"我們給他們了綠燈,可是他們還是沒有投標。"焦擁軍說道,"也許是其內部意見分歧很大,一部分認為中國燃料研發進度不可能很快;另一部分則不願支持中國核燃料自主研發事業,因為中國在核燃料研發進展太快,對他們已經造成威脅。"

一年後,CF項目取得了階段性重要成果,此事在該公司內部引起了不小的反響,該公司項目經理轉變了態度,由拒絕合作改為主動合作。他們以前沒有預料到中國燃料研發的進度是如此之快,同時他們也充分地意識到中國人在燃料研發征途上的步伐是不可阻擋的。

後來每當項目遇到困難,需要凝心聚力時,焦擁軍常常會提及這些事,鞭策激勵大家要爭這口氣。"把自己的事情做好,才能得到別人的尊重。如果我們沒有顯著的技術進步和充分的技術水平,別人不會把你當回事。中國作為一個核電大國,必須要有自己的核燃料組件,燃料組件是反應堆的核心,我們一定要研製出最好的中國'芯',把命運掌握在自己手裡。"

攻堅克難,解決攔路虎

在探索我國核燃料自主研發之路上,焦擁軍曾遭遇過一隻攔路虎:整個團隊研發進程被阻礙了近三年。這隻攔路虎就是臨界熱流密度實驗。此項實驗是為了探索事故工況下核燃料組件燒燬的安全邊界,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。

"這是他們壓箱底的活,對外秘而不宣的。"課題組負責人郎雪梅說。在實驗中,課題組意外遭遇了"冷棒臨界問題"的困擾,拿不到有效實驗數據。燃料元件設計方與實驗設計方均拿出自己的建議,而項目技術方案、技術路線等關鍵問題都由焦擁軍來定奪。

核燃料研發涉及機械、力學、材料、熱工水力、反應堆物理等多個專業,必須掌握多學科領域的知識,融會貫通,才能履行好總師的職責。1993年到核動力院工作時,焦擁軍從事可靠性與概率風險研究,後轉到燃料專業,他通過不斷地學習,把燃料、物理、熱工、機械、材料等多領域知識融匯在一起。

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除了學習外,開放合作是焦擁軍組織研究的重要原則。針對冷棒臨界問題,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,他終於找到了一把破解的鑰匙,成功移開了這塊絆腳石。

焦擁軍與隊員們通力合作、集智攻關,在研製CF系列燃料元件這片未知的領域中不斷探索前行,收穫了50餘項核心專利,創造了多個國內"第一",填補了我國核燃料元件設計製造的空白,榮獲了國防科技進步一等獎、二等獎等。

拼命三郎的故事

2012年,CF3燃料組件格架設計正處於攻堅期。為了攻下這個山頭,主設人員陳杰等人員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,一個月的加班時間達到了兩百小時以上,基本上沒有周末。

在集團級的CF3格架的評審會上焦擁軍向其他領導彙報工作進度時,他流淚了,在場的所有人都感受到了CF研發人員的付出和努力。曾親眼目睹這一幕的CF項目副總設計師肖忠說:"其實他自己就是拼命三郎。"據他介紹,焦擁軍時常加班到深夜,休息日在辦公室是常事,而且還是名副其實的空中飛人。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。

CF燃料項目副經理吳磊說:"焦總非常嚴謹,嚴謹到用'苛刻'都不為過。"每次會議紀要,焦擁軍都會逐字逐句審查。對報告更是精益求精。焦擁軍說:"的確有人跟我說過,說我對大家的要求比較苛刻。對於這點,我承認。一份報告,如果按照100分提要求,大家做到80分比較容易;如果按照80分提要求,大家可能只做到60分了。"

面對傲慢他暗下決心,如今打破國外技術封鎖,打造最強中國

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,標誌著中核集團不僅全面掌握了高性能核電燃料研製技術,而且具備了自主知識產權燃料的批量化供應能力。2020年1月,焦擁軍入選2019年度國防科技工業十大創新人物(團隊)。

"CF組件作為我國具有自主知識產權的核燃料組件,代表國家高科技發展水平,到國際市場爭取份額,搶蛋糕,必須要有高品質高要求。"焦擁軍說。正如他所期待的那樣,CF燃料指標達到了世界先進水平。但他說,這只是一個良好的開端。他已經繪製了CF系列燃料譜系圖,正向下一個燃料型號進軍。

"探索天下燃料事,創造中國核能芯。潛心科研無旁騖,踏實做人記於心。"這28個字是對焦擁軍追夢中國"芯"最真實的寫照,也是對他獻身核燃料研發事業的最好致敬。

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部分素材來源:哈爾濱工程大學官微、中國經濟網、中核集團官微


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