中核工程：研發(fā)“龍舟” 打造容器家族

大家叫她“龍舟”，如果把核電比作一個(gè)航母戰(zhàn)斗群，核電站是航空母艦，“龍舟”就是后勤補(bǔ)給艦，承擔(dān)著核電站燃料組件的供給和外運(yùn)。在“龍舟”之前，國(guó)內(nèi)核電站燃料運(yùn)輸容器完全依賴進(jìn)口。

容器設(shè)計(jì)者將這臺(tái)中國(guó)人自主設(shè)計(jì)制造、第一個(gè)大型商用乏燃料運(yùn)輸容器命名為“龍舟”，意為華龍之舟，期待著它能隨著自主三代核電技術(shù)華龍一號(hào)的出口，將中國(guó)人自主建造核設(shè)備的能力與實(shí)力帶向世界。設(shè)計(jì)者們說，“龍舟”能走遍世界，就是他們最大的幸福。

隨著研發(fā)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，“龍舟”家族核燃料運(yùn)輸容器系列化、型譜化、家族化，能運(yùn)輸多型號(hào)新燃料、乏燃料，適應(yīng)不同使用場(chǎng)景。

初心

星星之火，終將燎原

北京初夏，中核工程核設(shè)備所容器室辦公室里鴉雀無聲，所有人都在埋頭做事。“現(xiàn)在大家都在緊張的進(jìn)行供貨工作，取證完成后雖然意味著從研發(fā)轉(zhuǎn)向了生產(chǎn)，但我們也不能松懈。”作為“龍舟”的主要設(shè)計(jì)者，姚琳的心一直提著。在她的心中，“龍舟”不僅僅是一個(gè)容器，還是一個(gè)品牌，更是一份事業(yè)。

從2009年項(xiàng)目申請(qǐng)成功，2010年開始正式啟動(dòng)，走到今天，龍舟的研制成功，標(biāo)志著我國(guó)成為世界上為數(shù)不多的,能夠自主設(shè)計(jì)制造大型商用乏燃料運(yùn)輸容器的國(guó)家之一。

“龍舟”，這份事業(yè)的最初還要追溯至上世紀(jì)80年代。那時(shí)候核二院（中核工程前身）組建了國(guó)內(nèi)最早開展放射性物質(zhì)貯運(yùn)容器設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和制造技術(shù)服務(wù)的團(tuán)隊(duì)——燃料容器研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

事業(yè)的開始，是一片茫然。沒有前人指路，沒有技術(shù)積累，邁過無數(shù)的艱難困苦，跨越數(shù)不清的技術(shù)壁壘，一步步走出迷茫，最終研制出了中國(guó)首臺(tái)研究堆乏燃料運(yùn)輸容器RY-I容器和中國(guó)首臺(tái)球墨鑄鐵乏燃料運(yùn)輸容器BQH-20容器，為我國(guó)研究堆和實(shí)驗(yàn)堆乏燃料運(yùn)輸提供了保障，為核電發(fā)展提供了強(qiáng)大助力。

艱難的創(chuàng)業(yè)之路，是經(jīng)驗(yàn)的積累，思維的引領(lǐng)，技術(shù)的攻克。更重要的是，培養(yǎng)了第一批燃料容器技術(shù)人才，包括龍舟項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王慶和龍舟項(xiàng)目總師謝亮。

再回首，對(duì)燃料容器團(tuán)隊(duì)來說，當(dāng)年給國(guó)外進(jìn)口的燃料容器做技術(shù)支持的場(chǎng)景仍歷歷在目。“其實(shí)挺沒面子的。” 早期在做技術(shù)支持的時(shí)，王慶就暗自跟自己較勁：我們也有做容器設(shè)計(jì)的能力。從那時(shí)起，王慶那批工程師不斷積蓄著技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，等待著一個(gè)機(jī)會(huì)。他們非常清楚，商用大容器這項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備不能一直依靠國(guó)外，必須實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

為打破國(guó)內(nèi)核電站乏燃料運(yùn)輸容器嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面，中核工程依托國(guó)家科技重大專項(xiàng)及中核集團(tuán)重點(diǎn)科技專項(xiàng)課題，憑借豐富的核燃料運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)首次開展商用核電站大型乏燃料運(yùn)輸容器的研制工作——“龍舟”容器。

雖然有研究堆和實(shí)驗(yàn)堆小容器研制的經(jīng)驗(yàn)，但是龍舟是所有放射性運(yùn)輸容器中難度最大的。想到研發(fā)之初的艱難，姚琳回憶說，“商用大容器，標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)、制造、材料，我們幾乎都沒有。”

從無到有并不容易，啃龍舟這塊大骨頭的決心很難下。但隨著核電的發(fā)展，大型商用乏燃料運(yùn)輸容器的研制勢(shì)在必行，經(jīng)過近二十年的技術(shù)積累，容器團(tuán)隊(duì)也迫不及待的想證明自己。

“在核電整個(gè)閉環(huán)中，還斷了這一環(huán)。我們有能力通過一定程度的研發(fā)把斷的這個(gè)環(huán)節(jié)給補(bǔ)上。”在一代代小型容器的研發(fā)過程中，在漫長(zhǎng)的技術(shù)支持歲月里，他們鍛煉了人力，積累了經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)具備爆發(fā)力，可以在賽場(chǎng)上起跑了。天時(shí)、地利、人和皆已具備，還欠一股東風(fēng)。

項(xiàng)目啟動(dòng)殊為不易，但東風(fēng)還是來了。作為龍舟項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人，從2001年開始，龍舟項(xiàng)目就一直在王慶的心里。年年申請(qǐng)，不斷經(jīng)過各種項(xiàng)目歷練團(tuán)隊(duì)，終于在2009年申請(qǐng)成功，2010年開始正式啟動(dòng)。

卡脖子

關(guān)關(guān)難過關(guān)關(guān)過

在龍舟項(xiàng)目剛開始的時(shí)候，為了搶市場(chǎng)、追進(jìn)度，王慶首先選擇的是聯(lián)系國(guó)外中子屏蔽材料供貨商，因涉核的緣故，被外商拒絕。遭遇直截了當(dāng)?shù)木芙^，更使他意識(shí)到，關(guān)鍵材料自主化是遲早要走的道路。

在遭到國(guó)外“卡脖子”的時(shí)候，他毫不猶豫選擇自主研發(fā)。“我們發(fā)現(xiàn)環(huán)氧類樹脂材料的工作特性和中子屏蔽材料一致，所以就找到涂料廠家去開發(fā)這種材料。”最終和中海油涂料化工研究院突破性的研發(fā)出中子屏蔽材料，該材料還用在了“華龍一號(hào)”首堆建設(shè)中。

從無到有，并不簡(jiǎn)單。在研發(fā)過程中，“卡脖子”經(jīng)常出現(xiàn)。龍舟研制過程中需要三種關(guān)鍵材料：減震材料、中子吸收材料和中子屏蔽材料。

最基礎(chǔ)的材料，卻是最難闖的關(guān)。減震材料，用的是木材。但是幾千種木材，用哪種最為合適？怎么選擇？中子吸收硼鋁材料，當(dāng)時(shí)仍處于研發(fā)階段，市場(chǎng)上沒有成品出現(xiàn)，怎么辦？中子屏蔽材料，國(guó)外禁售，怎么辦？千頭萬緒，無數(shù)難題橫亙?cè)谘矍啊?/p>

怎么辦？只有逢山開路，遇水架橋。“小核心，大協(xié)作”是項(xiàng)目總工程師謝亮一直堅(jiān)持的理念，遇到問題，尋求最專業(yè)的人來共同解決。大力協(xié)同，就沒有邁不過去的坎。

減震木材不好找，龍舟團(tuán)隊(duì)和林科院木材所合作，不同的木材、不同的生長(zhǎng)環(huán)境、不同部位的木材，在一遍一遍的測(cè)試中最終尋找到了最合適的木材。

“在中子吸收材料方面，我們還是有一定基礎(chǔ)的，應(yīng)該可以做出來。”在仔細(xì)分析了中子吸收硼鋁材料性能后，龍舟團(tuán)隊(duì)有信心可以攻克這道難關(guān)。他們和中科院金屬所，在各種配方中不斷的進(jìn)行試驗(yàn)，歷時(shí)兩年的時(shí)間，聯(lián)合研發(fā)完成了中子吸收材料。

攪局者

市場(chǎng)所需就是研發(fā)所向

龍舟的研發(fā)，不只是為了完成任務(wù)書上的內(nèi)容，更是為了將來的市場(chǎng)，前瞻性決策非常重要。隨著研發(fā)工作的不斷深入，在多項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)的選擇中，龍舟團(tuán)隊(duì)困惑過，是按原有任務(wù)書的參數(shù)設(shè)計(jì)，還是從未來的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王慶從市場(chǎng)化的角度考慮，選擇了一條難走的路，卻保證了最終成果的先進(jìn)性。

研發(fā)初期堅(jiān)持加大最大平均燃耗深度參數(shù)，謝亮和王慶作為項(xiàng)目領(lǐng)頭人，頂著壓力作出決策。近些年，核電站行業(yè)的發(fā)展，驗(yàn)證著這個(gè)決策的前瞻性。

項(xiàng)目任務(wù)書中45000MWD/tU這個(gè)最大平均燃耗深度值是根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)乏燃料情況設(shè)定的，從發(fā)展的角度看，難以滿足長(zhǎng)周期換料后乏燃料運(yùn)輸?shù)囊?。?jīng)過容器團(tuán)隊(duì)的研究分析討論，決定將這一參數(shù)提高至55000MWD/tU。參數(shù)改變的背后是大量的工作需要重新去計(jì)算、分析、論證，但下定決心，龍舟團(tuán)隊(duì)朝著這個(gè)更高的目標(biāo)向前……

2017年11月，國(guó)家核安全局向中核工程頒發(fā)了CNSC乏燃料運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)批準(zhǔn)書，向西安核設(shè)備有限公司頒發(fā)了容器制造許可證。取證的成功標(biāo)志著容器團(tuán)隊(duì)終于拿到了市場(chǎng)的入場(chǎng)券。2018年底，簽訂了CNSC乏燃料運(yùn)輸容器和相關(guān)設(shè)備供貨合同，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)大型商用核電站乏燃料運(yùn)輸容器產(chǎn)業(yè)化。

“龍舟”的成功研制，國(guó)外容器價(jià)格大幅跳水，“在國(guó)外供應(yīng)商眼中，我們成了攪局者”。在放射性物質(zhì)貯運(yùn)容器領(lǐng)域，中核工程容器研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了多種類型容器的自主化、國(guó)產(chǎn)化，打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷和商業(yè)禁售。“起步時(shí)，我們落后了20年，現(xiàn)在，我們已經(jīng)由跟跑變成并跑。”姚琳感嘆，多年的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，但這不是結(jié)局，而是新夢(mèng)想的開端。

供貨合同的簽訂是產(chǎn)業(yè)化的開始。雖然容器制造本身的技術(shù)難題在樣機(jī)研制的過程中都已經(jīng)一一排除，但對(duì)于供貨來說，產(chǎn)品的進(jìn)度、質(zhì)量、監(jiān)造、輔助設(shè)備的研制等種種難關(guān)還等著去攻克。產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化的道路還在繼續(xù)前行……

剪影

滿是驕傲 全是牽掛

作為研發(fā)人員，必須時(shí)刻有人在制造現(xiàn)場(chǎng)駐守。研發(fā)在北京，制造在西安，這條線路，是龍舟團(tuán)隊(duì)十年來最為熟悉的路。

“我們團(tuán)隊(duì)的兄弟們平時(shí)就已經(jīng)很辛苦了，誰都不能去的時(shí)候，我去。”2017年的春節(jié)前夕，正是做排水試驗(yàn)的時(shí)候，也是最冷的時(shí)候，是王慶和謝亮兩個(gè)人去的西安駐廠。也正是因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)帶頭人這股“有福同享、有難同當(dāng)”的作風(fēng)，來自公司不同專業(yè)、不同科室的團(tuán)隊(duì)成員們?cè)跀?shù)十年如一日的容器研發(fā)制造過程中培養(yǎng)出了“革命情誼”。

“龍舟寶寶和我的女兒基本同歲。”姚琳笑著說，女兒從小有一個(gè)“壞毛病”，睡覺的時(shí)候會(huì)用很大的力氣拽著姚琳的頭發(fā)。“我以為把你的頭發(fā)拽住了你就不會(huì)走了。”直到現(xiàn)在，女兒才告訴她原因。2010年，女兒出生的時(shí)候，是姚琳最忙的時(shí)候，“龍舟”成功立項(xiàng)開始研發(fā)，在產(chǎn)假?zèng)]有結(jié)束時(shí)她便開始奔赴“龍舟”攻堅(jiān)的戰(zhàn)場(chǎng)。每當(dāng)姚琳出差時(shí)，女兒的情緒就特別不好，但是身為一名女性研發(fā)人員，姚琳最大的驕傲就是兩個(gè)“孩子”都在茁壯成長(zhǎng)。