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中國核電崛起之謎:“華龍一號”的技術到底從何而來?

2020-04-09 09:13  來源:北京大學政府管理學院教授 路風     華龍一號

華龍一號是我國具有完整自主知識產權的三代核電技術,滿足全球最新核安全標準,是我國核電創新發展的重大標志性成果。但圍繞華龍一號以及中國核電發展的討論一直存在。今天這篇文章,回顧華龍一號的誕生以及背后包含的我國核電事業的艱難發展歷程和無數無私奉獻的人們。文 | 路風 北京大學政府管理學院教授編輯 | 謝芳 瞭望智庫我國核電的發展,曾嘗試引進技術,但最終失敗。從引進路線的角度看,它的失敗有多個原因:高估了美國西屋的AP1000技術...


“華龍一號”是我國具有完整自主知識產權的三代核電技術,滿足全球最新核安全標準,是我國核電創新發展的重大標志性成果。

但圍繞“華龍一號”以及中國核電發展的討論一直存在。

今天這篇文章,回顧“華龍一號”的誕生以及背后包含的我國核電事業的艱難發展歷程和無數無私奉獻的人們。

文 | 路風 北京大學政府管理學院教授

編輯 | 謝芳 瞭望智庫

我國核電的發展,曾嘗試引進技術,但最終失敗。

從引進路線的角度看,它的失敗有多個原因:

高估了美國西屋的AP1000技術,無視真正的技術存在于從設計圖紙到實際產品之間,而不是圖紙本身;低估了中國核動力工業的技術能力,因為根本不了解中國的核動力技術基礎到底在哪兒;忽視了以外國反應堆統一中國核電技術路線的政治風險等等。

在中國核電的這場“大戲”中,公眾迄今為止最不清楚的問題是“華龍一號”的技術到底從何而來。

當幾年前“華龍一號”剛浮出水面時,媒體還沿襲引進路線的說法,把它的兩條技術路線稱為“都在大亞灣核電廠M310技術的基礎上發展而來”。

新華社在2019年的一篇報道中稱,“1997年的一個午后,距離四川成都百余公里的山坳中,一棟兩層辦公樓里回蕩著激烈爭論的聲音,二十幾名科研人員在此討論著中國自主百萬千瓦級核電方案的主要技術參數。

他們也許很難想象,彼時種下的‘種子’,在二十余年后開花結果,化身為‘華龍一號’,這一我國具有自主知識產權的第三代核電技術成果”。

該報道在后面暗示那個“山坳”就是中國核動力研究設計院的地方,也提到當時秦山核電站的二期主體工程正在建設,還提到那次討論創新性地提出了“177堆芯”的概念。

但是,類似這樣的報道仍然沒有解釋清楚“華龍一號”的技術來源及其與引進技術的關系。

本文力圖回答這個問題:

“華龍一號”的設計基礎是秦山二期核電站,而開發秦山二期核電機組的技術能力起源于中國開發核潛艇動力堆的過程。

由于“華龍一號”的技術源遠流長,所以我們必須回顧歷史。

1、披荊斬棘的核潛艇反應堆工程

1958年6月末,毛澤東、周恩來等領導人批準聶榮瑧元帥向中央提出的中國自行設計和試制導彈原子潛艇的報告;

7月,海軍與二機部會商成立領導小組;

9月,二機部在北京原子能所(401所)成立導彈核潛艇反應堆工程研究設計機構,海軍則與一機部聯合成立造船技術研究室,負責導彈核潛艇總體研究設計(后來演變成為719所);

10月,海軍政委蘇振華率代表團訪問蘇聯,其使命之一就是希望在開發核潛艇方面得到蘇聯的幫助。

但中國代表團沒有料到,蘇方不但沒有答應在核潛艇方面予以援助,甚至不承認自己擁有核潛艇。

代表團回國后向中央匯報了情況,周恩來轉達了中央的決心:

“不僅原子彈要搞,核潛艇也要搞”;“蘇聯不援助,我們就自己干”。因此,與大多數高技術工業領域不同,中國的核動力技術是在沒有外來技術源頭的條件下發展起來的,研究工作是從學習美、蘇各一本教科書開始的。

1959年9月,孟戈非①從《參考消息》上看到,赫魯曉夫參加與美國總統的戴維營會談期間,吹牛說蘇聯的核潛艇比美國的多而且速度快。

當時,原子能所有十多名蘇聯專家,因為蘇聯政府不承認有核潛艇,所以他們對相關話題守口如瓶。

孟戈非與總工程師趙仁愷②、李樂福③等人抓住這個機會,約談蘇聯專家組組長沃爾比約夫,向他詢問有關反應堆和核潛艇方面的問題。

已經意識到中蘇即將分裂的沃爾比約夫沒有拒絕,向他們介紹了美國核潛艇的歷史、核動力研發的一般程序、反應堆物理、熱工設計和反應堆啟堆時可能出現的問題,以及建造陸上模式堆的必要性。

就技術而言,這次出于專家個人行為的口頭講解是蘇聯對中國核動力技術的唯一“援助”。

1959年年底,在趙仁愷、李樂福兩位正副總工程師的領導下,已經發展到200人的潛艇核動力研發隊伍按照核潛艇的實際要求,進行了設計一座動力堆的“設計練兵”。

之所以稱之為“練兵”,是因為當時并不具備能夠滿足設計動力堆所要求的試驗條件。

1960年6月底,他們完成了《潛艇核動力方案設計(草案)》。

27年后,官方的《當代中國的核工業》評價說:“該方案設計當時是作為草案上報的,但在后來的實踐中沒有什么重大的反復,這證明它在總體上是可行的。這就為以后的研制工作打下了良好的基礎。”

更重要的是,這個方案設計當時沒有現成的參照——無論是實物的還是紙上設計的,但卻經受住了實際建造核潛艇的考驗。

那時的主要問題是中國的工業制造能力不能滿足設計要求。

由壓力容器、堆內部件(燃料元件及其組件、控制棒及組件、組件支撐體吊籃、驅動機構、壓緊彈簧等)所組成的反應堆結構涉及復雜的工業制造技術,設計人員不得不很早就開始參與許多設備的研制過程,并一直持續到建造陸上模式堆的時候。

僅舉兩個例子:一是壓力容器是由冶金部鋼鐵研究院、一機部第一重型機器廠、哈爾濱焊接研究所和國防部703所等十多個單位從1958年開始研發,經過9年的不懈努力,由一重廠在715所的配合下于1968年完成第一臺壓力容器的制造。

二是燃料元件也是從1958年年底就在冶金部北京有色金屬研究院、上海有色金屬所、沈陽金屬所、原子能所等20多個廠所開始研發。

在一系列技術突破的基礎上,二機部202廠于1965年5月試制成功第一批鋯合金燃料元件,隨后在原子能所的101堆和194所的“游泳池”堆中進行了數年的試驗研究。

1961年年底,全國經濟形勢迅速惡化,加上蘇聯專家已經撤退,中國決策層在資源不足的情況下,決定把開發核武器列為壓倒一切的重點,二機部也把有關核燃料和核武器的研制列為“一線”任務,而把包括核動力在內的其他工作列為“二線”任務。

1962年7月,核潛艇項目下馬。

因為二機部醞釀解散潛艇核動力的研發隊伍,孟戈非繞開行政上級直接找到海軍政委蘇振華。

在軍方的安排下,潛艇核動力的骨干技術隊伍被收到國防科委系統(國防部第七研究院)保護起來(這個建議得到聶榮臻的同意,后來得到周恩來的批準),稱為715所。

從那時起直到“文革”時期,這支隊伍的隸屬關系在軍方和二機部之間共經歷了五次變更,歸軍方時叫715所,歸二機部時就叫北京15所。

1964年,國民經濟全面好轉;10月,中國第一顆原子彈試爆成功。

在這種條件下,中央專委于1965年3月批準核潛艇工程(09工程)重新上馬。根據三線建設的方針(即沿著成昆鐵路線建廠),二機部和北京15所(即715所)選定四川省夾江縣境內青衣江畔的一片山區作為建造陸上模式堆的廠址。

【注:開發核潛艇反應堆必須首先在陸地上實際建造出來反應堆(即陸上模式堆),經運行考核合格后,才能把復制的反應堆裝到潛艇上。中國第一代核潛艇的陸上模式堆叫196堆,根據196堆復制的第一個艇上堆叫195堆?!?/p>

1965年8月25日,中央專委第13次會議決定,同意原子能潛艇陸上模式堆建在四川省夾江縣境內。

二機部隨即決定在那里先建一個比較完善配套的反應堆工程研究綜合基地,基地代號為“909”,對外掩護名稱為“西南水電研究所”。

幾十年之后,909基地的一條山谷被稱為“中國堆谷”。

圖為909基地,上面寫著:核潛艇一萬年也要搞出來!

當時的909基地什么都沒有,剛來的人住老鄉家,喝的是稻田和池塘水;以后自己蓋草棚和干打壘房子,并且打出了水井。

當地也十分閉塞,打長途電話必須到數公里之外的小鎮郵局去,而且要到晚上八點半以后才能打通北京的。

從生活區到工地,相距最遠的有十幾公里,上下班必須坐“班車”——解放牌卡車。

許多人得到組織的通知后調到“909”工作。但“909”在什么地方?不知道。

“909”是干什么的?

不知道。

還有許多人是自愿報名來到基地的,一些施工單位也相繼進入。

漸漸地,在四川夾江的那塊土地上,聚集起一支號稱“八千會戰大軍”的隊伍。

“文革”爆發后,全國各地的許多工廠和研究所停產,各級領導干部和技術專家被批斗,協調09工程的系統面臨癱瘓威脅。

核潛艇陸上模式堆是一個集全國26個省市的1200多個工廠、研究所和院校所生產和研制的29000多臺(件)設備、儀器、儀表、管道、閥門于一身的復雜精密裝置,一處癱瘓就處處癱瘓。

1967年3月,自己也身陷政治漩渦的聶榮臻元帥看到國防科委副主任兼七院院長劉華清關于09工程受到沖擊的報告后,于1967年6月20日在北京民族飯店召開09工程第三次協調會。

當聶榮臻元帥一身戎裝,拄著拐杖步入會場時,全體參會者起立長時間鼓掌。

但是,這些廠長、書記一回到各自單位就再次受到沖擊,從北京派下去檢查落實“6·20會議”精神的人員到處受阻,雪片一樣的告急信再次從全國各地飛向國防科委。

在09工程辦公室,憂心如焚的參謀人員產生了請中央軍委簽發致各大軍區和省市自治區革命委員會一份《特別公函》的主意。

1967年8月30日上午,正在醫院治療的中央軍委副主席聶榮臻接到劉華清親自送來的公函稿,在這份新中國成立以來中央軍委發出的第一份《特別公函》的左上角簽署了自己的名字。

【注:《特別公函》未經中央軍委常委會討論,也未請示當時主持軍隊工作的林彪,所以簽發它是冒了很大風險的?!?/p>

《特別公函》的內容被迅速傳達:“09工程是毛澤東主席親自批準的國防尖端工程,任何人、任何單位,均不得以任何借口和理由沖擊車間,更不能以任何理由停工停產……”。

《特別公函》成為“尚方寶劍”,十幾個工業部門的“列車”立刻暢通無阻地駛上“軌道”,派下去的各路人馬再無人敢攔;它也是“大赦令”,一大批被關起來的廠長、書記、科學家和工程師被解放;它也是“動員令”,各個部門紛紛支援,圍繞09工程的龐大機器立刻有條不紊地運轉起來。

事情過去了幾十年后,核動力院的老人還記得,當時就是因為這份《特別公函》,所以909基地的一個電報,就能把正在運往其他地方的設備中途調到夾江。

為了配合建造陸上模式堆,在夾江909基地還設計建造了中國核動力的第一批大型試驗臺架。

在完成196堆初步設計的同時,模式堆試驗基地、物理熱工、結構、爆炸、應力、焊接、水力、化學、控制等15個實驗室和裝置的設計也相繼在北京的715所和401所開展。

1966年2月,來自這兩個研究所的人員組成909基地的“工藝隊”,在夾江山區選點。

到1968年,大多數試驗裝置陸續建成,安裝設備后立刻投入試驗工作。這些試驗臺架的設計和建造反映了中國核動力技術源頭從北京到夾江的轉移,使909基地成為中國唯一的核動力試驗研究基地。

為加強陸上模式堆的建造。1969年7月27日,中央軍委辦事組批準,715所要在8月底前從北京搬遷至四川。

這年9月初的一天,715所留在北京的全體科技人員和部分家屬登上一列人、貨混裝的悶罐車,告別北京。

除了四川,許多人都不知道去哪里。這列悶罐車停停走走,一個星期才到目的地,他們中間的許多人從此就永遠留在那里。

1969年,模式堆主廠房的土建施工完成,設備安裝開始。

在關鍵的幾個月中,工地上徹夜燈火通明,攪拌機聲、汽車馬達聲、施工小車的嘎嘎聲以及炊事員送加班夜飯的吆喝聲此起彼伏,交相呼應。在當時的條件下,設備安裝十分困難。

例如,重達60噸的反應堆壓力容器是由十多輛大馬力汽車車群牽引,如履薄冰地翻越了18公里山路后才運抵現場;

因為沒有大型裝卸設備,所以指揮部以“發動群眾”的方式,采用推、拉、頂、吊等方法才將其“盤”進廠房。

圖為第一代核潛艇陸上模式堆廠房。

1970年4月,中國第一個核潛艇陸上模式堆安裝完畢,迎來了啟堆的時刻。在啟堆前的7月15日、16日,周恩來率其他領導和專家兩次聽取了由軍管會主任王漢亭和工程技術負責人彭士祿④等人組成的赴京匯報組匯報,周恩來在匯報過程中提到核電說,陸上模式堆“奠定了熱核電站的基礎,今后燃料多了,就可以自己搞!成功了,陸上核電站就有了,是核動力的起點,將來還可以做得更好……”,這說明周總理已經在思考中國發展核電的問題了。

不過,啟堆過程并不輕松。

從7月17日凌晨在熱態狀況下啟動反應堆直到8月30日達到滿功率,中間經歷了一系列出現問題再解決問題的過程,其間既有因為7月25日首次實現核能發電的興奮,也有因為7月29日山洪暴發而被迫停堆的失望。限于篇幅,這里僅講兩個小故事。

在第一次啟堆后,測量人員發現反應堆頂部的物理測量管與堆頂部件焊接處有滲漏。

在停堆搶修過程中,技術人員鄒心銀⑤在焊接工作接近尾聲時,發現焊接表面出現了一些大小不均的汽孔,原因是焊接時的高溫使管壁中的積水蒸發,然后水蒸氣向上穿透焊劑形成汽孔。

需要消除積水,但管壁狹窄、不平滑,又不能被金屬碰撞,只好用絲巾一點一點地吸附。

在人們因為進展緩慢而焦躁不安時,傳來了鄒心銀的聲音:“讓我來吧。”

他拿來一根不知從哪里找來的細膠皮軟管,插進管壁,整個人趴到堆頂蓋上,用嘴吸管壁里的積水。

這是只有在那個年代才可能發生的事,因為經過滿功率運行的反應堆積水是可能帶有放射性的?,F場突然鴉雀無聲,只能聽見鄒心銀的吸水聲——“這聲音好像刀片劃過在場每個人的心”。

最后,積水吸干,焊接成功了。

在8月25日開始的最后一次啟動過程中,反應堆在達到92%的堆功率后卻不能達到滿功率,盡管所有的物理參數表明反應堆是能夠達到滿功率的。

技術人員發現,原因是主機的自動調壓閥不能全開。在堆前緊急會議的焦急氣氛下,設計人員徐炎初提出一個大膽的設想:

就地改自動為手動,以增大進氣壓力。這又是一個在通常情況下不應采取的辦法,但不得已而為之。

8月30日13時,徐炎初帶領另一位技術人員,分別站在左右舷的自動調壓閥前,用雙手提起了閥閘。

僅僅幾分鐘之后,值班長耿其瑞就莊重宣布,主機功率已實現額定滿功率運行(后來改進此閥,主機和反應堆均達到設計滿功率)。

當時在測量室負責計算功率值的黃士鑒用手搖計算機連續計算了三遍,才向現場指揮彭士祿報告達到滿功率,彭則立即打電話向周總理報告。

在山谷間的一片歡呼聲中,中國核潛艇陸上模式堆終于實現滿功率運行。

圖為反應堆壓力容器安裝。

在為陸上模式堆訂設備的時候,還有兩套反應堆設備同時被訂,以便為艇上堆做好準備。

1968年4月8日,核潛艇艇體工程正式開工。陸上模式堆在夾江啟堆之后,遠在數千公里之外的造船基地跟著緊張起來。

1970年7月16日,造船指揮部提出核潛艇要在當年12月26日(毛主席生日)下水的奮斗目標。

當時,那里生活條件很差,但干部、工人們干活不分晝夜,加班加點,自覺保證質量。

與此同時,一支工兵部隊也在修建核潛艇特殊碼頭,把一座大山挖空,然后安裝設備。一些年輕的戰士為工程獻出了生命。

圖為中國第一艘核潛艇下水。

1970年12月26日,中國第一艘核潛艇下水;經過半年的反應堆安裝和調試,于1971年8月開始試航。

這里必須提到一位捐軀者——從1959年就參加潛艇核動力設計的工程師李宜傳(曾任715所儀控室主任)。

他在陸上模式堆安裝之前切除了一個腎,但拒絕了大家的勸阻,帶病工作,干脆把被子搬到控制值班室,吃住在現場,直至196堆達到滿功率。

隨后,他又拖著病殘之軀再次請戰,參與了195堆(艇上堆)的安裝和試驗。

1972年4月,李宜傳終因過度勞累犧牲在核潛艇試航的工作崗位上。

圖為第一代核潛艇工程四位總師合影(左起趙仁愷、彭士祿、黃緯祿、黃旭華)

1974年8月,中國第一艘核潛艇——“長征一號”攻擊型核潛艇(401艇)——正式服役,88歲高齡的朱德元帥在海軍司令肖勁光大將的陪同下檢閱了中國核海軍的第一艇。

參加了慶典儀式的中國第一任核動力總工程師趙仁愷回憶說:“那莊嚴、盛大、隆重的場景,有幸一遇,足慰終生”。

中美關系處于“蜜月”期的1982年,美國“核海軍之父”Rickover海軍上將(時年82歲)訪華,爬上了“長征一號”核潛艇。

他在參觀后稱贊說:“這完全可以與同時代先進國家的核潛艇媲美!”。

2019年1月31日,來自青島嘉峪關學校的學生們登上我國第一艘核動力潛艇401艇參觀。

這里還要提一下被稱為核動力院第二個里程碑的高通量工程試驗堆(第一個里程碑就是核潛艇陸上模式堆)。

這種堆是研制反應堆燃料元件的設備(對材料進行輻照考驗),所以是獨立自主發展核能事業所必需的(即開發反應堆的反應堆,亦稱“工具堆”)。

早在1958年重水反應堆(101堆)建成后,設計建造高通量工程試驗堆的任務就提到議事日程上。

由于當時國內的工業技術條件都不具備,所以二機部從小功率材料研究用堆做起,于1964年12月在北京原子能所建成以蘇聯游泳池式物理試驗堆為原型的元件試驗堆。

這個堆對核潛艇動力堆的燃料元件、材料的考驗做出了重要貢獻。隨著國民經濟的好轉,設計和建造高通量工程試驗堆的任務再次提上議事日程,并且交由1963年成立的194所承擔。

1968年,該工程被列入國家計劃,在總工程師徐傳效的領導下,194所組成近百人的工程設計隊,籌建高通量工程試驗堆。

在后來的過程中,高通量堆的廠址選擇受到潛艇核動力研發隊伍隸屬關系的影響。

1971年2月,二機部再次從海軍手里正式接收909基地后,立刻決定將北京194所整體搬遷到四川夾江(最后只搬遷了部分)。

1971年年初,高通量堆在909基地破土動工。1973年9月6日,二機部決定將909基地改名為堆工研究院,對外稱第二機械工業部第一研究設計院(簡稱“一院”)。

1980年12月16日,繼美蘇之后,世界上第三大、也是亞洲第一個建成的中國高通量工程試驗堆在四川夾江投入滿功率運行,并于1981年5月4日實現了高功率運行。

它的建成標志著中國具有了獨立自主的核動力技術能力。

隨著高通量工程試驗堆的建成,以及模式堆的運行試驗,一個反應堆研發基地到1980年已經初步形成。

隨著715所(全部)和194所(部分)搬遷到這里,中國核動力技術的全部歷史也就凝聚在這里。

核潛艇陸上模式堆是中國第一個核動力反應堆,也是第一個從頭到尾完全依靠自己的力量開發的反應堆;10年后建成的高通量工程試驗堆不但也是自主開發的,而且是中國可以自主開發各種反應堆的關鍵設備。

2、“軍轉民”歷程的磨難

高通量工程試驗堆的建成,標志著核動力院作為一個反應堆研發基地的形成,但也宣告了國家對核動力大規模投資的終結。

從1970年12月第一艘核潛艇下水,直到1990年代末期,中國下一代核潛艇工程拖延了近30年。

從1970年代末到1980年代后期,核動力院在10年的時間里沒有得到任何值得一提的科研經費和投資。

改革開放以來,國家開始發展核電。

上文已經講述了秦山一期核電站的曲折,但對核動力院來說,比那更曲折的是它多年被排斥在核電之外。

在計劃經濟年代,主管核工業的二機部長期以開發核武器為主要任務,輕視核動力技術領域,何況又與海軍之間存在著核動力院的隸屬關系問題。

在建設秦山一期時,核工業部為該工程建立了728設計院(即后來的上海核工程研究設計院),其首任院長就是1981年起任核動力院院長的周圣洋⑥。

實際上,秦山一期30萬千瓦核電站的反應堆是以196堆為原型堆,即在潛艇動力堆的經驗基礎上直接設計的核電站反應堆。

這是為什么中國居然在從未建過試驗核電站的條件下,能夠一下子建起一個30萬千瓦商用核電站的原因。

圖為秦山核電站

在計劃經濟的部門管理體制下,行政主管部門對于下屬單位的管理方式是按行政隸屬關系和行政分工。

在秦山一期開始建設后,核工業部把核動力院當作一個專門從事09工程的機構和試驗基地,不考慮它在核電發展中的作用。

其實,核動力院早就開始參與核電技術開發,只不過是在上級行政部門的安排下,扮演提供技術服務的角色。

例如,按照二機部安排的任務,核動力院于1977年6月研發成功秦山一期30萬千瓦核電站的燃料元件制造工藝。

1978年11月,二機部要求核動力院重視60萬千瓦核電站的研究設計工作。

1981年4月,核動力院將趙仁愷等人《關于中國建造60萬千瓦標準型壓水堆核電站的建議》正式上報二機部,此后又完成60萬千瓦和90萬千瓦標準型壓水堆核電站的方案設計。

1981年9月,二機部正式邀請核動力院參加秦山一期核電站一回路主循環系統及輔助系統、安全系統的工藝設計審查,這是主管部門第一次讓核動力院介入核電的實際開發過程。

1983年7月,核動力院針對45萬千瓦和90萬千瓦壓水堆方案,決定進行17×17燃料組件的研制(本段的信息來自2006年6月我們對核動力院院史資料的記錄)。

這段時間正是政府內部主張引進的部門以30萬千瓦核電站容量太小為理由,要求下馬秦山核電工程的時候。

二機部在倉促應對這種主張時的這些部署,準確無誤地反映出中國核動力的技術之源在哪里。

2008年11月1日,建設中的秦山核電站方家山核電工程

秦山核電站安裝時的反應堆堆內構件

在國家層次上,當時占據了主導地位的引進政策沒有考慮如何利用中國的技術基礎來發展核電。

在1980年代有關中國核電發展道路的爭論中,各方都以核工業主管部門作為核動力技術的體現,而包括決策者在內的大多數人都不清楚中國核動力技術的承載體到底在哪里。

21世紀的第三輪引進路線以改革為名,提出實行軍民分開的方針,其實質是想讓在行政隸屬關系上屬于軍工部門的中國核動力技術基礎,不再“干擾”購買外國核電站的“戰略部署”。

于是,核動力院的道路注定曲折。

核動力院曾經在1980年代初制訂了一個十年發展規劃,規定該院要參與核電建設,但基本上淪為紙上談兵。

于是,一支四五千人的中國核動力技術主力隊伍被“遺忘”在四川夾江的山區。隨著改革開放帶來的松動,核動力院也開始經歷“孔雀東南飛”,人員,特別是技術骨干大量流失。

那時的兩任院長不得不把這支隊伍的生存當作首要任務。

1980年代前半期,在中央政府牢牢控制的核電之外似乎出現了另一個核動力的市場。

一些大型石油化工企業對建設小型核熱電站表現出濃厚的興趣,紛紛要求核動力院對“以核代油、節油換匯”的可行性進行研究,對能否提供工業蒸汽和一般供熱進行論證。

【注:核熱電站是以核裂變產生的能量為熱源的城市集中供熱方式之一,和普通熱電站原理相似,只是用核反應堆代替礦物燃料鍋爐。核熱電站反應堆工作參數高,必須按照電站選址規程建在遠離居民區的地點,從而使它的發展在一定的程度上受到限制。】

核動力院根據用戶的要求開展了數年的研究設計。

但是,由于地方政府缺乏資金,這些設計工作沒有能夠繼續下去。

除了核熱電廠,還有對小型核電廠市場的探索。

核動力院曾經應邀在四川、海南島和西藏調研建設小型核電廠的可能性,但由于經費和風險等問題也不了了之。

1988年接任院長職務的錢積惠⑦后來回憶這段歷史時說:

“最困難的時候,我形容我們老院長(任和⑧)像個叫花子,北上吉林,東到上海,南到海南島,西到西藏,拄著拐棍‘討飯吃’,全國都跑遍了,領著一批專家去求人家、找項目,風塵仆仆,跑了好幾年”,“當時大家在山溝里,拿著僅有的一點工資,但熱情還是很高,我們當時上上下下最常說的一句話就是‘我們要搞核電’”。

從獲得經濟收益的角度講,核動力院在1980年代前七八年的“軍轉民”過程中幾乎什么事都沒做成(連汽水廠都倒閉了),但仍然得到了長遠意義上的收獲。

第一,“軍轉民”的經驗使核動力院為用戶設計產品的能力大大提高,為后來的秦山二期中標打下基礎。

第二,完成了組織整合。

核動力院的隊伍是在909工程大會戰中從全國調來的,這樣建立起來的組織往往長期存在內部隔閡的問題,但在生存危機的壓力下并經歷了“孔雀東南飛”之后,核動力院逐漸成為一個同舟共濟的組織——能走的都走了,不能走或不想走的就永遠留了下來。

除了與上級行政主管部門的隸屬關系,院里的人不再與北京或其他地方的任何機構存在什么組織上的瓜葛。于是,核動力院的獨特組織文化也逐漸形成。

在工作態度上,他們吃苦耐勞,習慣于自己動手,一些核電運營商對核動力院人員的評價是,“山里來的人就是樸實”;在技術上,他們具有極強的解決問題的能力,什么外國技術都敢改,原因非常簡單:以核潛艇動力系統為起源,他們所有的產品都是自己做出來的。

直到1980年代末,被困在夾江山區的核動力院仍然在“流血”,每年都有很多技術骨干流失。

1988年10月,當錢積惠接替任和主持核動力院工作時,他所感受到的是形勢越來越艱難。

在他當院領導的頭兩年,核動力院面臨的最嚴重的問題就是人才流失,每年都要有200多名技術骨干從山溝里跳到待遇和條件更好的單位去。

錢積惠坐不住了,如果這樣下去,多年培養起來的核動力技術力量用不了幾年就走光了。

錢積惠注意到,雖然此時國務院決定把核動力院列入三線調整計劃,部分科技力量遷進成都市,但國家規劃計劃部門并沒有認識到自主發展核動力的重要性。

1991年5月2日,錢積惠上書江澤民。他在信中直言國家對核動力基礎研究的忽視以及核動力研究基地所面臨的困境,并呼吁:

中國作為一個發展中國家中的核大國,作為一個已經擁有核潛艇并還要進一步發展自己的軍用艦船核動力的國家,理應也有能力走自主發展核電的道路。

江澤民收到了錢積惠的信,并于當年6月15日對信作出批示,贊同支持核動力骨干實驗裝置的建設(江澤民參與過09工程在機械工業系統的項目,對09工程有很深的情結)。

此后,國家計委批準對核動力院投資1.8億元,在成都建設一批軍民核動力骨干試驗裝置,同時依托這個項目實現了核動力院從夾江到成都的搬遷(涉核的部分仍然留在夾江)。

這一項目被稱為“615工程”。

615工程建設的試驗手段對于開發核反應堆是至關重要的。

該工程從1992年8月開始初步設計,1995—1998年完成大部分試驗裝置的安裝。

在核動力院反應堆試驗研究所,18臺(套)復雜的試驗裝置分布在巨大的廠房里,它們涵蓋了幾乎所有的反應堆工程試驗研究:

控制棒驅動線冷態水力試驗裝置、堆芯整體水力模擬試驗裝置、AC600非能動余熱排出系統試驗裝置、氟利昂熱工裝置、大型熱工試驗裝置、6m×6m地震模擬試驗臺、水化學試驗裝置、動力設備綜合試驗裝置、艦船核動力主設備支撐抗沖擊試驗裝置、艦船核動力主泵試驗臺……有些裝置據稱世界僅有。

所有這些試驗裝置全部是核動力院自己設計的,為后來的秦山二期核電站壓水堆的自主設計和建造,以及新一代核潛艇的開發,作出了“不可替代的貢獻”。

試驗手段是主要的研發工具,而包括設施和經驗在內的試驗能力則是核動力院的特質資產。

產品開發是一種工程創造,其首要環節是設計,但設計的可行性只有經過從材料、元件到整機樣機的一系列試驗才能被證明。

因此,像核動力裝置這樣的復雜產品的開發,通常要經過幾十輪次試驗的反饋與修正,解決成百上千的問題,才能推進。

可以說,自主研發反應堆(以及其他復雜產品)的大部分投資、風險和技術能力都集中在工程試驗階段。

因此,試驗手段和試驗能力決定產品開發能力。

僅以在核電技術上擁有知識產權的關鍵環節之一——反應堆燃料元件、組件的設計開發為例:

第一,由于這個系統是在核輻射的條件下工作(在這種條件下工作的系統還包括控制棒驅動機構和壓力殼等設備的材料),所以其必須在工具堆內經受輻照的考驗——屬于帶核的試驗。

第二,必須在大型熱工試驗裝置上進行臨界熱流密度試驗(俗稱燒毀試驗)——屬于非核的試驗。原因在于,當燃料組件上的熱流密度達到一定程度,(冷卻劑)流體就帶不走熱量,積累起來的熱量就會導致堆芯融化、燒毀,造成核事故。

但在不允許反應堆內的燃料元件燒毀的同時,又必須使堆芯功率盡可能地升高以保證核能的經濟性。

要達到這個雙重要求的目標,就必須確定燒毀的極限點。

雖然有理論公式可以計算這個問題,但公式對不同結構的適用性不同。

因此,準確找到極限點只能通過臨界熱流密度試驗(即獲得經驗公式)。不同的組件會有不同的燒毀點,所以燒毀試驗是開發新的燃料組件的必要條件。

【注:臨界熱流密度試驗的步驟是:加熱——確定什么時候熱量傳不出來(既要找臨界點,又要求不能燒毀,這里有操作上的訣竅)——在傳熱惡化瞬間停下,避免實際燒毀,減小試驗代價。】

核動力院的試驗手段——工程試驗堆(工具堆)、大型試驗臺架以及眾多的專用儀器儀表——全部是自主設計開發出來的,本身就是該院產品開發平臺所產出的另一類特殊產品。

設計開發這類產品必須依靠在產品開發中長期積累的經驗,因為試驗臺架(包括所有的功能機構)的設計取決于對試驗方法的掌握(以幫助設計者決定要什么、不要什么),而試驗方法則包括了大量來自經驗的訣竅。因此,試驗臺架的效能還取決于使用這些設備的經驗知識。

615臺架所體現的試驗能力就是三四十年持續產品開發經驗積累的結果。

以水化學試驗臺架為例,設計這個臺架的難點在于要掌握縮小比例試驗的模擬技術,因為該臺架在縮小了流程比例之后,就要考慮在實際反應堆運行中無須考慮的絕緣與密封問題,才能保證水流量、傳熱特性與實際反應堆的運行狀況一致。

核動力院所掌握的模擬技術是一套模擬準則——這些準則起源于核潛艇陸上模式堆的開發并經過不斷修正而獲得。

【注:進行水化學試驗的原因是:反應堆系統一回路中的水是帶有放射性殘留的,而且傳熱介質的結垢會影響傳熱,所以必須檢驗水質和材料的可溶性,要求水質達到不腐蝕、傳熱好、不能有水垢)?!?/p>

設計試驗臺架之難往往比設計終端產品(如反應堆)還難,難就難在需要大量只能經驗性獲得的緘默知識。

在核動力院的實驗室里,很多模擬、密封、測試和控制的技術訣竅都是前輩技術人員從長期經驗中摸索出來的,并依靠老工程師手把手教給年輕工程師而傳承。

由于試驗手段封裝了更多的緘默知識(技術“黑匣子”),所以對于其他組織來說,這些技術是無法模仿的,甚至無法通過逆向工程來理解。

因此,這些試驗手段是高度組織特定的,離開了開發出這些工具的組織就沒有任何用處。

例如,任何人想使用615試驗臺架,只能委托核動力院的技術人員來進行試驗,否則誰也無法讓這些臺架實現預定的功能。

對試驗手段的分析可以充分證明引進路線的謬誤:

對于聲稱通過購買外國核電站可以實現核電技術的“消化、吸收、再創新”的說辭,說輕了是無知,說重了則是謊言。

引進核電技術充其量是購買核電站的設計,而要想在外國設計的基礎上再創新,則必須具有試驗能力,否則沒有人能夠甚至敢于去修改、變更原設計。

但試驗能力(包括硬件和軟件)是長期自主開發的結果,與產品開發平臺互為因果。

引進路線可以從市場上購買產品和產品設計,但永遠不可能從市場上購買到試驗手段。

因此,聲稱買了外國核電站就獲得了核電技術,無異于聲稱從糧店買回家一袋米就獲得了培育稻種和種植稻子的技術。

最后需要指出,有形的試驗手段(如試驗臺架)必須隨著產品開發的目標要求而更新。

例如,核動力院在夾江的第一批試驗臺架是為了開發核潛艇陸上模式堆而建的,615試驗臺架則支撐了秦山二期核電站和第二代核潛艇的開發,而新一代的產品開發將要求新一代的試驗臺架。

但正如前面已經分析的那樣,設計和使用下一代的試驗臺架必須依靠過去積累起來的經驗知識——沒有什么例子比這更好地說明,雖然有形的產品會經常發生非連續性的變化,但產品開發平臺及其所體現的技術能力卻永遠是連續的。

在最困難的階段,核動力院始終堅持著對核潛艇動力堆的研究,一直堅持到1990年代末中國上馬第二代核潛艇工程。

講一下第一位新型反應堆總設計師劉聚奎的經歷。

劉聚奎從1960年代中期就在715所參與設計核潛艇動力堆的總體結構方案。

1967年,他受命研究下一代潛艇核動力技術。

當715所搬遷到909基地時,他只身從北京來到四川夾江。

在設計建造核潛艇陸上模式堆(196堆)的過程中,劉聚奎是燃料組件總體結構論證課題組的負責人,也是研制燃料棒定位格架等重要部件的創始人之一,為解決燃料棒定位問題立下汗馬功勞。他

和同事們創造出來的束棒型控制棒在當時是世界首創,使堆高降低約一米,使堆艙和主機艙得到較好的匹配。

196堆建成后,劉聚奎繼續從事新型反應堆的研究設計。

1970年代末,在“軍轉民”的大勢下,研究陷入停滯狀態。為了爭取項目立項以使研究持續下去,項目組每年都要與有關部門開協調會,論證、爭辯甚至爭吵。

1979年秋的一天,趙仁愷把劉聚奎等幾個參加論證會的人拉上,花10元錢在北京動物園附近的一家餐館里請大家吃了一頓狗肉。

那是一頓傷心飯,因為回到基地后,項目組就基本解散了。在隨后的幾年里,科研人員因為無事可做紛紛調走,劉聚奎也找好了接收單位,準備一走了之。

他說:1960年代搞潛艇動力堆時,條件那么艱苦,大家都沒想過離開;但沒有任務、沒有方向,不走又能怎么辦?

是核動力院參與核電的努力把劉聚奎留下了——他參加了吉林化工公司、遼陽化工總廠和上海金山石化總廠建設小型核熱電廠的可行性論證工作,又參加了秦山二期工程的早期方案演練和總體方案設計工作。

在從軍用核動力轉向核電研究的過程中,他忘我地學習新領域的知識,但也從來沒有放棄對新型動力堆的研究。

劉聚奎三十年如一日,堅信新型反應堆的可行性,而這三十年恰恰是中國核潛艇工程的斷檔期。

在沒有項目背景、沒有國家經費投入,幾十年辛辛苦苦的追求有可能付諸東流的情況下,他沒有絲毫的動搖。

他是參加了“八五”“九五”“十五”軍用核動力預研規劃的“三朝元老”(退休后還被邀請參加“十一五”規劃),目光始終盯著世界先進水平和發展方向。

正是因為有了這樣的人,核動力院才能夠在極其困難的條件下,哪怕是自籌資金,也堅持了對新型反應堆的長期探索研究。

1992年,停頓多年的新型反應堆預研工作又提上議事日程。

劉聚奎被核動力院任命為第一任新型動力裝置的總設計師。

他上任后任勞任怨,以無私的奉獻為工程奠定了堅實的技術基礎。

把這個火種保存下來并最終點燃的劉聚奎總設計師早已退休;但同時,新型反應堆的工程也已經上馬,而裝備這種動力之源的新型核潛艇必將為捍衛中國的國家安全和領土完整做出重大貢獻。

3、“華龍一號”的技術源頭

“華龍一號”的設計基礎是秦山二期核電站。

核動力院在秦山二期中標并非偶然,完全是憑技術實力贏得的?!咀ⅲ宏P于核動力研究設計院中標秦山二期的過程參見《新火》第二章上篇?!?/p>

這種實力不但來自建造核潛艇陸上模式堆、高通量工程試驗堆這樣的國家項目,而且來自開拓核動力市場以及為核電建設提供技術支援的經驗,更來自在長期技術研發中形成的創造性。

在“軍轉民”的困難時期,核動力院仍然保持著技術研發的“沖動”,在國家下馬的項目基礎上建成了乏燃料堆(岷江堆),以利用高通量堆使用過的乏燃料。

更典型的項目是被稱為核動力院“第三個里程碑”的脈沖堆,它的上馬過程完全是自下而上推動的。

脈沖堆是使用鈾氫鋯燃料元件、具有脈沖運行能力的小型池式試驗堆(熱中子反應堆)。

1957年,美國通用原子公司(Gulf General Atomic Corporation)開發出世界上第一個脈沖堆,一直獨家壟斷技術和市場。

1975年,核動力院的技術人員從報刊上獲得脈沖堆的信息后,開始研究并向院里提出建堆的建議。

1979年4月,核動力院把研究人員提出的概念設計方案上報二機部。

雖然很快得到批準,但它只是一個沒有列入國家計劃、沒有經費的項目,只能靠院里東拼西湊地自籌資金。

圖為 1991年1月,我國第一座脈沖反應堆建成

1981年擔任脈沖堆研制組技術負責人的夏祥貴,在項目一度因人員調走、經費減少而前景黯淡的條件下,堅持了整整10年。

脈沖堆的特性主要取決于其特殊的燃料元件,承擔開發燃料元件任務的四所是一支吃苦耐勞的隊伍。

經過幾年的努力,課題組用自己獨創的氫化工藝實現了滲氫,于1988年4—9月正式生產鈾氫鋯燃料元件。

為了省錢,從1986年4月開始正式安裝的脈沖堆建在一個廢棄的廠房?,F場總指揮李達忠對當年最深的回憶就是“真是太累了”。

工程組副組長丁家祥出身工人技師,1969年從上海調到909基地。他在上海時參加過中國自主開發的第一臺12.5千瓦雙水內冷汽輪發電機組的建設,到四川夾江后又參加了陸上模式堆和高通量堆的建設。

他在工作中從來都自己動手,因長期勞累患上勞累型心臟病。

1990年7月22日,中國脈沖堆首次達到臨界。

在舉行建成慶典的時候,總設計師夏祥貴卻因操勞過度住進了醫院。

在10年的時間里,核動力院動員了幾百名科技人員和技術工人,完成技術攻關和科學試驗上百項,自己開發非標準儀器設備上百項,連施工也完全是自己干的。

脈沖堆以獨特的設計獲得了國家專利,還獲得了核工業科技進步一等獎和國家科學技術進步二等獎。

1993年,核動力院向軍方提供了一座功能更加齊全的脈沖反應堆,在中國簽署禁止核武器試驗條約后用于模擬核爆試驗。

有意思的是,美國通用原子公司聞訊后不相信中國人能開發這種技術,認為核動力院“盜竊”了它的技術。

1992年初夏,雙方代表在深圳會談。中方說明了核動力院攻克鈾氫鋯元件的獨特工藝路線——低壓滲氫(比通用原子公司的高壓滲氫更為簡單和先進),并向美方展示了有關低壓滲氫的設備外形照片。

不到一個小時,美方代表就被事實說服。談判在友好的氣氛中結束,美方還提出了合作的設想。

核動力院還是國內最早跟蹤新型核電反應堆的研發組織之一。

1987年,設計部總體室成立先進堆技術開發小組,提出以西屋AP600為跟蹤目標,結合中國國情開發自己的先進壓水堆核電站,定名為AC600。

開發小組明確提出以先進堆芯、非能動安全系統和系統及設備簡化三項內容作為開發重點。

1989年,核動力院還與西屋公司草簽了《技術合作與交流意向書》,后來因為某些政治因素未生效。

1990年10月,在國際原子能機構的支持和幫助下,核動力院在四川省峨眉山市召開先進壓水堆國際會議,20多個國家、地區的專家和學者參加會議,AC600也成為在國際同行中具有一定知名度的堆型。

但到1996年,核動力院關于開發AC600的“九五”規劃在國家科委、國家計委和國家經貿委轉了一圈之后,被決策者以“沒有工程目標”為由下馬。

10年之后,在AP600基礎上改進而來的AP1000,成為中國政府第三輪核電引進的首選堆型。

此外,按照核工業部下達的任務,1987年5月核動力院設計部還成立高溫氣冷堆研究小組,主要任務是調研和學習國外研究開發高溫氣冷堆的情況和技術特點。

1995年,中核總停止了經費支持,核動力院的跟蹤任務隨之結束。

上述四個項目代表了核動力院在困難時期主動進行技術開發的主要努力,其中兩個成功、兩個失敗。

但失敗的原因不是技術方面的,它們不同的結果似乎證明了一個規律:

凡是能夠按照研發組織自己的意愿堅持下去的項目就會成功,凡是仰賴于上級行政部門意志的項目就必定失敗。

核工業部雖然總是排斥核動力院參與核電建設,但每次遇到邁不過去的坎兒,就會想起也只能依靠這支能打硬仗的隊伍。

例如:在秦山一期建設開始后,國家核安全監管規程才有規定,在核電站投入運行之前,必須提供1:1燃料組件高溫高壓沖刷試驗數據,并通過核安全審查。

當時,中國沒有這樣的試驗臺架,也沒做過這種試驗。

面對這個“突然”的要求,核工業部曾經想把這項試驗交給國外做,因外匯問題而告吹。眼看邁不過去這個坎兒,核工業部只好于1987年8月把這項任務交給了核動力院,但條件很苛刻:

只有212萬元人民幣的經費,而且要求在兩年內完成,還要盡量往前趕。按照常規,這樣一個要從開發設計、建造試驗臺架再到完成試驗的工程至少需要3年時間,何況經費也不夠。

但是,核動力院堅定地接受了這項任務,以至于核工業部核電局的領導人也說:“一院是‘明知山有虎,偏向虎山行’。”

需要指出的是,這個臺架不但完全是自主開發的,而且開發過程充滿了奮斗精神。

為了趕進度和節約費用,開發人員甚至修復存放了19年、嚴重銹蝕的陸上模式堆舊主泵,用于臺架的回路主泵。

核動力院20多個所、部、室、處直接參加了工程建設,在接受任務時不講價錢、不談獎金,而是先談任務、先干活。

1989年10月30日,高28米、長寬各4米的試驗臺架本體在夾江綿延群山間的一塊洼地上落成。

從1990年3月開始,這個試驗臺架對秦山30萬千瓦核反應堆的驅動機構進行沖刷試驗。

在這個由728院設計的裝置中,由于無經驗數據可參考,所以控制棒與導向管之間的間隙定得過小,在熱態沖刷條件下發生卡棒。

這種情況在反應堆實際運行中是災難性的事故,絕不允許發生,而當時幾十臺驅動機構裝置已經焊在秦山反應堆的堆頂上。

核動力院在試驗臺架上發現問題后,立即主動通過試驗來探索什么樣的間隙尺寸才是合理的(當時下達的任務書只要求完成規定時間的沖刷試驗)。

核動力院不講價錢,以最快的速度于1990年10月31日圓滿完成任務,最后總共花了600萬元。

此前,核工業部核電局還對是否要花“大錢”搶建一個臺架來做這個試驗猶豫過;728院還爭過把這筆經費投在上海,由他們自己來建這個臺架。

事后,728院的同行十分感謝核動力院,說虧得把臺架建在這里,由核動力院做這個試驗。

如果秦山30萬千瓦反應堆啟堆后發生控制棒卡棒,整個電站都得停下來;那時求助外國人,只能被敲竹杠。

這個試驗臺架在完成任務后早已拆除,但這個事例再次說明:

起源于披荊斬棘建造核潛艇陸上模式堆的核動力院是一支什么樣的隊伍。

設計秦山二期反應堆系統是核動力院進入核電領域的里程碑。

由于上級規定秦山二期必須參考法國的M310(大亞灣的反應堆),也由于它沒有原型堆(引進派特別重視這個概念),所以一些人總喜歡把秦山二期的技術說成是抄襲法國人的。

這完全是錯誤的說法。

法國M310的堆芯燃料組件是157盒,秦山二期的則是121盒。敢動反應堆的堆芯,就如同敢動芯片的電路一樣;敢提出自己的堆芯,就如同敢提出自己的芯片電路一樣。

即使一個人看了一眼英特爾芯片的電路,但如果他做出自己不同的電路,你說這芯片的知識產權歸誰?

核動力院人之所以敢于為秦山二期設計自己的反應堆,是因為他們干過的反應堆全是自己設計的,而且他們有能力對新設計進行試驗驗證。

筆者至今記得2006年6月在核動力院訪談老工程師時多次發生的場景。

為了弄清楚秦山二期的技術來源到底是不是“抄”法國人的,我們經常不厭其詳地追問某項技術與法國技術的關系。

“老理工男”們開始時確實是循著我們問題的方向回答,但經常說著說著就說不清與法國技術有什么關系了,又不善辭令,最后“被逼”無奈,不止一次惱怒地回答:“這些技術是我們在山里試出來的!”或者“我們在山里就是這么做的!”

每當聽到這種回答,我們內心就會充滿敬佩和驕傲——這就是中國的技術,還有疑問嗎?

核工業部于1988年4月被撤銷,其原有的政府職能劃入新組建的能源部,同時組建中國核工業總公司(中核總),負責管理核工業。

在這種“翻牌”行政性總公司的體制下,各個既是法人又自負盈虧的基層單位反倒比在后來的集團體制下有更大的能動空間。這是誕生“華龍一號”原型的背景。

2018年3月21日,中核集團福清核電6號機組完成反應堆穹頂吊裝,

這是國內第二臺完成穹頂吊裝的“華龍一號”核電機組。

2018年1月28日,“華龍一號”全球首堆、

中核集團福清核電5號機組反應堆壓力容器順利吊裝入堆。

完成秦山二期設計任務以后,核動力院應中廣核集團之邀為其嶺澳二期工程準備設計方案(屬于供應商和客戶之間的關系)。

核動力院當初參考大亞灣的法國M310堆型,在減少一個回路的要求下重新設計出了60萬千瓦核島系統(后來在CNP1000命名后被回溯命名為CNP600)。

這個過程已經讓核動力院掌握了壓水堆系列化的設計原則。由此,核動力院提出了兩套百萬千瓦級的設計方案:一套就是后來被命名為CNP1000的方案,它采用3個標準回路的結構。

這是一個“激進”方案——雖然仍然參考了法國M310反應堆(堆芯是157盒),但CNP1000的堆芯是重新設計的,采用177盒燃料組件(全世界獨一無二),而且反應堆壓力容器的尺寸更大。

另一套方案基本上是沿襲M310的設計,只進行一些局部的技術改進——這個“保守”方案就是后來被稱為“嶺澳翻版”的CPR1000。

核動力院力薦它所主動設計的“激進”方案,因為從技術上看,增加堆芯燃料組件可以提高反應堆的熱功率和堆芯設計的熱工余量(這些參數全部需要自己試驗驗證出來);

無論在安全性上還是在運行經濟性上,新的設計都有望比法國人的技術更進一步。此外,重新設計堆芯意味著擁有自主知識產權。

不過,由于只有使用法國反應堆的經驗,所以中廣核傾向于保持大亞灣核電站的技術路線(風險小、培訓方便等),決定采用CPR1000的方案(產權歸中廣核,但向核動力院付錢)。

當時核動力院已經開始著手進行概念設計和試驗準備的CNP1000方案設計也就被暫時擱置了。

1999年,軍工體制改革,繼承了中核總主要“遺產”的中核集團掛牌成立(工程建設部分另成立中核建),接管了三家設計院【核動力院(一院)、二院、728院】。

中核集團成立后,提出把CNP1000作為集團的自主品牌來發展,于是以行政手段重新分配任務,由三家設計院聯合設計。這個做法曾經引起中核集團內部對于技術方案的爭論,一院和二院聯合提出了CNP1000(二院負責土建設計),728院則聯合美國西屋公司提出了另外的設計方案。

最后,中核集團確定一院和二院的CNP1000為集團的核電自主化方案。1999年年底,中核集團在九華山莊開會,正式對外推出CNP1000。

中核集團力推自主核電技術本來是件好事,但它當時的做法卻包含了一個戰略意圖,即把CNP1000當作統一全國的核電技術路線的手段。

一直與核工業主管部門有矛盾的中廣核集團對這種“一統天下”的意圖極為敏感。為抵制中核集團,它堅決不同意采用改變堆芯設計的CNP1000方案,并針鋒相對地提出了CPR1000方案(M310堆芯不變,其他修改18項)。

2001年,中廣核正式提議建設嶺澳二期兩臺機組,但因中核集團領導提出異議而導致嶺澳二期項目擱淺。被激怒的中廣核集團反過來更加堅決地反對中核集團的CNP1000。

當時,電力系統也想在核電發展方面有一定的發展權并且已經擁有若干核電廠址,在看出中核集團與中廣核之間的意見分歧后,也不同意中核集團“一統天下”的思路。為了打破僵局,后來中核集團與中廣核達成協議,雙方共同支持嶺澳二期采用CPR1000方案。

此后,中核集團重新力推CNP1000方案,但不再主張統一技術路線,決定自己要建核電站。

CNP1000后來還遭受了又一次原本無須承受的挫折。雖然CNP1000最初是核動力院提出的設計方案,但中核集團為了控制項目主導權,通過行政命令方式讓原本沒有CNP1000開發經驗、甚至曾經反對過這一方案的728院成為CNP1000方案的總包院。

728院長期以來采用的是美國的設計標準,拿到項目后便把原來二院設計的廠房布置推倒重來,這就大大拖延了核安全局審批的工作進程。

這種情況給了引進路線以口實,以業內相爭不下為理由,索性提出引進第三代核電、實現一步跨越的方針。

歷史有點“詭異”的是,恰恰是引進路線促成了自主技術路線的“自贖”。為引進AP1000而成立的國核技收編了728院,反倒使中核集團只能依靠核動力院,當然也意味著更深度地控制它。

更重要的是,引進路線自上而下的強行推進和AP1000的步步踉蹌,反倒使中核集團和中廣核再度產生自主開發的動力和機會。

于是,中核集團走出“CNP1000→CP1000→ACP1000”的發展路線,中廣核集團走出“CPR1000→CPR1000+→ACPR1000+” 的發展路線;最后,在國家能源局的要求下,兩者“融合”成為“華龍一號”。

本文沒有涉及后來的研發,兩個集團都做了很多新的工作,尤其中廣核后來加強了自主的技術研發,一定也有許多自己的技術。

但無論如何,這兩條技術路線的系統架構和基本技術都源自中國核動力研究設計院。這個事實大概可以解釋為什么兩個集團的兩條技術路線“融合”起來時并無技術上的困難。

但故事還沒完:核動力院設計百萬千瓦級核電站的基礎是秦山二期,而它能夠“憑空”(指沒有原型堆)設計出來秦山二期的基礎是中國從開發核潛艇動力堆以來的能力積累。至此,“華龍一號”的血脈已經清晰可見。

2015年5月,我國“華龍一號”全球首堆示范工程——福清核電5號機組開工建設。

由于對核潛艇工程的高度保密(其程度甚至超過航天)、理解復雜技術的困難以及行政管理體制的不合理,核動力院的業績一直鮮為人知,它也一直處于一種邊緣地位。

在中國至今仍未擺脫的大工程行政分包體制下,人們看到的只是處于行政等級上層的“總包”方,而看不見真正負責開發核心技術的組織。

例如,秦山二期建成后,負責土木建筑的總包院技術負責人成為院士,而核動力院負責核島系統設計的總師閔元佑⑨卻當不上。

在2006年6月,我們曾訪談閔總,他的手總是在抖——那是因開發秦山二期核反應堆承受巨大壓力而落下的病根。

今天,核潛艇艇體的設計師被媒體尊崇為中國的“核潛艇之父”,但為潛艇開發了核動力系統的人卻依舊默默無聞(這是奇怪的,因為核潛艇之所以被稱為核潛艇,就是因為潛艇的動力源是核反應堆)。

在十幾年前各行政主體紛爭不斷的階段,核動力院曾經想走一條為所有客戶供應核島系統的市場化道路,結果是中核集團撤換了有獨立見解的院長,予以懲戒。

在“軍轉民”最困難的時期(1980年代至1990年代前期),到一院視察的國防科工委領導對所見所聞潸然淚下。

回到北京后,他要求九院派人去一院學習。

九院是誰?就是“兩彈”元勛鄧稼先帶出來的團隊——中國核武器研究設計院。

讓這樣的單位向一院學習,可見核動力院的事跡有什么樣的分量。根據2006年7月20日《環球時報》(第8版)的報道,印度從1991年開發核潛艇以來的15年間,花了100多億美元,因為實在難以完成核動力裝置的建造,不得不向俄羅斯租借核潛艇。

相比之下,中國對核動力院前40年的全部投資還不及購買一個外國核電站的錢,而被餓得骨瘦嶙峋且經常受氣的核動力院卻為中國核海軍貢獻了關鍵技術、裝備和中國自主發展核電的技術基礎。

也是在那個時期,到核動力院視察的國家科委主任宋健也流了淚,他在一院干部大會上說:“世世代代的中國人將不忘你們的偉大貢獻,你們受委屈了!”

今天重提往事,是因為伴隨中國核動力成長的英雄主義和獻身精神不可遺忘,何況這種精神恰恰符合技術開發的邏輯。

事實上,改革不合理體制的技術邏輯和市場邏輯都可以說清楚,只不過本文不是地方。

當我們十幾年前訪問時,核動力院的第三代總師隊伍已經成長起來,整個技術團隊也越來越變成以四川籍人員為主的狀況。

屈指一算,該院的第四代總師們今天也應該開始擔綱。

希望年輕一代繼承前輩的精神,希望今天的中核集團領導們善待核動力院,也希望核動力院的領導們善待前輩。

4、尾聲

“華龍一號”的技術源頭到底在哪里,本文已經解釋清楚,雖然這個源頭比一般人想象的更久遠、更復雜。

2018年2月20日,央視新聞頻道播出一個探訪四川909基地的節目,通過高星斗、吳觀和等幾位老人的回憶,非常簡要地回顧了建造第一個陸上模式堆的歷程。

節目還提到,模式堆的廠房已經被拆除。

數年前,年輕一代工程師們拆除屏蔽墻時,在鉛塊底下發現了一句字跡模糊的話:“孩子們,辛苦了。”不知道是誰寫的。

一位出生在夾江的后輩工程師說:“看得哈哈大笑,老一輩可能知道我們要干這個活,提前給我們寫下這句話。”

前輩們當然知道這些設施在完成服役后會被拆除,也許他們當時建得太牢固,所以幽默地留給“孩子們”這句話。

我們普通人可能以為,只要建 免責聲明:本網轉載自合作媒體、機構或其他網站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。本網所有信息僅供參考,不做交易和服務的根據。本網內容如有侵權或其它問題請及時告之,本網將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網站或直接、間接使用本網站資料者,視為自愿接受本網站聲明的約束。

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