快堆(快中子反應堆)，是世界上第四代先進核能系統(tǒng)的主力堆型，是世界核能發(fā)展的必然選擇，也是我國“熱堆、快堆、聚變堆”核能“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略中的關鍵一環(huán)。

1987年，為響應國家“863”計劃發(fā)展快堆的需求，中國原子能科學研究院成立了快堆總體室(堆芯室前身)，首任室主任正是我國快堆事業(yè)的開拓者和奠基人之一的徐銤院士。自成立之日起，創(chuàng)新，就成為堆芯室永恒的座右銘。作為我國唯一一支從事液態(tài)金屬冷卻反應堆堆芯設計和關鍵技術攻關的自主化、專業(yè)化、規(guī)范化團隊，核工程設計研究所堆芯室堆芯設計團隊承擔了國內數種尖端堆型的創(chuàng)新性設計，實現(xiàn)了多種快堆堆芯、多類型特種核動力堆芯、多用途研究堆堆芯設計研發(fā)的新跨越，為我國先導性、工程性核能發(fā)展提供了強有力的技術支撐。

2024年2月，堆芯設計團隊被中核集團授予2022-2023年度“奮進中核人”榮譽稱號。

堆芯設計團隊

設計之路惟創(chuàng)新者勝

工程設計之路，惟創(chuàng)新者進，惟創(chuàng)新者強，惟創(chuàng)新者勝。

堆芯設計是反應堆設計體系中最前端的核心單元。堆芯組件是快堆中最為核心的關鍵部件之一，被譽為快堆的“心臟”。

我國第一座快堆——中國實驗快堆的控制棒組件，采用的是傳統(tǒng)的一體式結構，雖然可靠性高，且具有充足的使用經驗，但若應用于大型快堆，勢必會增加堆芯高度，從而大大增加反應堆的制造成本。為解決成本難題，堆芯設計團隊從“零”開始摸索，堆芯組件設計負責人蘇喜平一邊組織設計人員開展細致研判，一邊咨詢專家意見，最終決定從既保證堆芯安全又保證經濟性的角度出發(fā)，創(chuàng)新性提出采用新型的分體式結構。

團隊成員開展六角管材料研發(fā)

然而，新的問題也隨之而來。由于并沒有可參考的設計文件及經驗，團隊成員只能從頭開始設計、反復論證，好不容易解決了燃料組件高度問題，卻又卡在了提高設計可靠性的問題上。曾有團隊成員將這項工作比喻為“在茫茫暗夜中尋找微弱的希望火種”，只有“敢為人先”才能離成功更近一步。在這個過程中，團隊曾嘗試了數十種方案，但都不能達到設計要求。

設計工作舉步維艱，壓力與焦慮籠罩在所有人心頭。

“難道真的就沒有解決辦法了嗎?”偌大的會議室鴉雀無聲。正當大家冥思苦想之時，有人按起了手中的圓珠筆，“咔嗒，咔嗒……”，好似在排解心中的苦悶。而正是這清脆又微不足道的聲音，瞬間喚醒了團隊里年輕小伙劉川川的靈感。

“咱們要不試試借用圓珠筆的結構來設計控制棒組件?這樣既可以避免在封閉的堆本體里尋找方向，還能準確地將組件安裝進去。”

“是個好想法!先畫出來看看是否可行。”

得到蘇喜平的肯定，劉川川很快畫出結構的三維圖。大家通過無數次的驗證實驗，證明了這一設計的可行性。這之后，堆芯設計團隊又乘勝追擊，成立勞動競賽班組，加班加點，在很短的時間內開發(fā)出一套具有完整自主知識產權的可適用于快堆模塊設計的專用軟件，為我國快堆事業(yè)發(fā)展提供了必要的軟件支撐。

突擊隊旗幟在工程攻堅的陣地上飄揚

回首向來蕭瑟處，雖有風雨總會晴。

快堆工程建設從來不是一馬平川，面對任務難度大、時間緊等困難，堆芯設計團隊以推進工程建設為中心，發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，及時抽調物理、熱工、組件、屏蔽、源項等相關專業(yè)骨干成立快堆工程青年突擊隊，開啟了在工程現(xiàn)場與相關單位聯(lián)動計算的“白加黑”工作模式，整個團隊數月奮戰(zhàn)，加班加點，創(chuàng)新性提出“熱態(tài)安裝”方案，成為國際上快堆建設工程的先例。

團隊成員開展技術攻關

為保證設計結果計算的準確性，突擊隊始終堅持“背靠背”的計算方式，即由兩個計算小組分頭計算，各小組在獲得同樣的計算輸入后，采用相同的計算方法獨立完成整個計算過程。待各自得出計算結果后，進行比對，若二者一致，則可確認計算是正確、可信的。

經過幾個星期廢寢忘食、通宵達旦的努力，兩個小組終于得出初步的計算成果：整個加熱過程中的結果基本一致，僅在后期有微小差別。得知這個結果的那一刻，很多成員都忍不住激動得歡呼起來。

然而，突擊隊負責人周志偉卻依然保持著以往的冷靜。一向謹慎細微的他，仔細復盤著兩項數值的計算流程，并從中發(fā)現(xiàn)了端倪：“如果兩個小組的計算輸入、方法完全一致，那么二者的結果應該一模一樣。而目前的結果說明，兩個小組中至少有一個的計算結果是有問題的。”

周志偉的話如同一盆冷水，使大伙兒從短暫的喜悅中清醒過來。

但他們并沒有泄氣，而是立刻查驗模型是否有誤。經過數天的細致查驗，其中一個小組發(fā)現(xiàn)，原來是該組的計算模型中一個流道的參數輸入有誤，從而導致了兩者的差異。將該參數輸入正確后，兩個小組的計算結果完全一致!

無論多小的問題，都要拼盡全力去解決，只為保障工程的安全穩(wěn)定實施，這就是堆芯設計團隊所堅守的信念。

在堆芯設計團隊中，還有一支富有創(chuàng)造力的突擊隊——“齊‘芯’協(xié)力”青年突擊隊。在面對一項重大節(jié)點任務的嚴峻考驗時，突擊隊隊長王事喜帶領大家在充分考慮各系統(tǒng)參數和外部系統(tǒng)耦合關系的同時，克服了多專業(yè)技術參數決策協(xié)調、各專業(yè)設計進度迭代復雜等困難;團隊內具有豐富經驗的郭春秋總是能在大家遇到困惑時，很快找準技術突破方向;為解決現(xiàn)場、單位兩地聯(lián)合辦公的困難，副隊長肖宇白主動請纓赴工程現(xiàn)場參加集中設計……他們的勇于擔當、協(xié)同攻堅，有力推動了項目按進度保質保量完成。而通過工程設計的歷練，堆芯設計團隊中成長起一批主動作為、迎難而上的青年骨干。

設計是工程建設的靈魂，但將圖紙變成現(xiàn)實的過程中，會經歷很多難以預料的困難和挑戰(zhàn)。調試任務則成為檢驗堆芯設計團隊工作成效的一場大考。堆本體氣體加熱試驗、物理啟動試驗、全堆芯流量分配試驗、熱平衡試驗、各功率臺階堆芯溫度變化預測及核算……一系列關鍵試驗驗證過程荊棘密布，每一項試驗都事關工程成敗。

“只要做好了充分的準備，任何難題都可以迎刃而解!”對于這支事不避難、勇?lián)厝蔚膱F隊來說，困難反而是點燃大家奮斗原動力的那簇火焰。

堆芯一回路系統(tǒng)總設計師馮預恒曾連續(xù)駐場超過半年，帶領堆芯設計團隊全體深入工程一線，扎根調試現(xiàn)場，開展集中趕工。為保證調試進度及質量，團隊采取“5+2，白+黑”工作模式，不但白天晚上參與調試倒班，而且在倒班結束后連夜進行計算驗證，為解決關鍵問題甚至連續(xù)40小時不眠不休，以最快速度給出下一步調試方向。當工程面臨巨大技術難題時，團隊中的一對伉儷林超、張婷“舍小家顧大家”，義無反顧共同趕赴項目現(xiàn)場，攜手為快堆工程的順利推進貢獻力量。

為實現(xiàn)快堆夢奉獻光與熱

中國實驗快堆

三十余載初“芯”不改，三十余載砥礪奮進。伴隨著我國快堆的從無到有，作為快堆工程技術領域龍頭科室的堆芯室，已走過三十余年的崢嶸歷程。徐銤院士“一生只做一件事”的堅守，以及老一輩快堆工作者敢為人先、不懼困難、不言放棄的精神，不斷激勵著一代又一代快堆人在急難險重的工作任務中奮勇向前。

徐銤院士的學生胡赟，現(xiàn)在不僅是堆芯室副主任，還是院學術技術帶頭人，他將老師視作自己的榜樣，一直在設計、研究以及教學領域辛勤耕耘。“徐老師對快堆的堅定執(zhí)著是我人生事業(yè)的指路明燈，對待工作的嚴謹細致是我終身學習的典范，樂觀向上的精神是我不斷前行的動力。”

來到原子能院工作十年有余的馮偉，在幾代前輩的指導和帶領下，已從職場新人逐漸成長為堆芯設計研發(fā)領域的核心人才。目前，他正帶領著青年項目團隊全力以赴完成國家賦予的重任，努力將涌動在原子能院人血脈里的基因繼續(xù)傳承下去。

從清華園到原子能院，霍興凱從畢業(yè)那天起就與快堆結下了不解之緣。十年光陰彈指一揮間，如今的他已成長為承擔物理設計重任的負責人，帶領團隊投入到多項重大工程的研究設計、技術支持中。他說，“每次在各種場合講解快堆時，我腦海里首先浮現(xiàn)的永遠是我剛來原子能院時，坐在臺下，帶著懵懂、崇敬的目光望著臺上徐院士熱情演講的情形。”

“90后”張志明是團隊里公認的“點子大王”，他創(chuàng)新性地采用蒜槽型結構進行燃料組件結構設計，減少了焊接工序，縮短了組裝時間，大大降低了制造成本。

同樣年輕的楊睿主要從事反應堆物理計算軟件研發(fā)工作，在短短的幾年時間里，就成長為中核集團青年英才啟明星項目的負責人，并參與了國家科技部重點研發(fā)計劃等重要項目。

“徐銤院士及老一輩科技工作者在當年那么艱苦的條件下都可以堅守快堆事業(yè)，我們新一代科技工作者更要有永不言敗的意志，心系國之大者，牢記肩負的使命，為中華民族偉大復興貢獻力量。”這是堆芯設計團隊每一個人發(fā)自肺腑的心聲，也是他們用實際行動踐行的承諾。

一路奮斗一路歌，在快堆建設與發(fā)展前進的道路上，堆芯設計團隊接下前輩手中的接力棒，不斷續(xù)寫著獨屬于堆芯人的奮斗史。他們在各類尖端堆型設計中不斷發(fā)力，面對幾乎沒有國內外工程經驗參考的鉛鉍快堆設計，團隊在不到四個月的時間里完成了堆芯設計，多項設計參數達到國內外先進水平;對于我國核能“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略第二步的高級階段和必然選擇——“一體化閉式循環(huán)先進快堆核能系統(tǒng)”這片核工程領域尚未實踐的藍海，團隊更是作為探路先鋒，做出了許多突破性設計并取得階段性成果，逐漸將人類對能源無限利用的向往一步步變?yōu)楝F(xiàn)實。

相信勇于創(chuàng)新、自強不息的他們，未來也一定能夠跨過一道道溝壑，綻放出一朵朵絢麗的創(chuàng)“芯”之花。