面对傲慢他暗下决心,如今打破国外技术封锁,打造最强中国"芯"!

我国自主三代核电"华龙一号"是当今最能代表我国高端制造业走向世界的两张"国家名片"之一,推动其走出国门的核心利器——CF系列燃料被誉为最强中国"芯"。2019年10月27日,CF3燃料组件最后8组插入秦山二期1号机组,至此我国自主研制的大型先进商用压水堆燃料组件首批批量化20组组件全部入堆,中国核工业走向世界。

辉煌成就的背后离不开许多人的艰辛探索,哈尔滨工程大学核动力装置专业1989级校友、中核集团燃料元件设计制造技术科技重点专项总设计师焦拥军就是其中之一。他率领燃料科研团队仅用不到十年的时间,从国外层层专利布局和技术壁垒的封锁中成功突围,蹚出了一条我国核燃料自主化发展之路。他们突破了七大项关键技术,创造了核燃料研发领域的国内多个"第一",使我国成为拥有自主核燃料设计制造技术的少数国家之一,成为国际上这一领域的领跑者。更为重要的是,这是我国高新技术产业化、重大装备国产化的成功实践,彰显了我国走自主发展核电的道路自信。

面对傲慢他暗下决心,如今打破国外技术封锁,打造最强中国

一次会议让他暗下决心

2008年初,深圳大亚湾核电站召开的一次国际核燃料技术讨论会让焦拥军记忆深刻。会上,一家长期向中国供应核燃料组件原材料的公司公布了一个重要消息,其燃料组件已经采用改进型格架并且实现批量化供货。但当他向该公司项目经理询问向中方供货具体事宜之时,对方项目经理却傲慢地说:"改进型格架目前对中国不供货,仓库中的库存专门为中国'特供'"。"技不如人,就会受制于人",他回忆道,"中国人是应该有骨气的,我们绝不能软弱。"自此,焦拥军暗下决心,一定要研发出我国自主核燃料组件,为国争光。

2010年初,为解决CNP1000(华龙一号前身)核电出口的燃料问题,中核集团设立了重点科技专项"压水堆燃料元件设计制造"(简称CF项目),其目的就是研制出具有自主知识产权的CF系列核燃料元件,满足国内核电站使用和华龙一号走出国门的需求。中核集团任命了焦拥军担任集团燃料首席专家和CF项目总设计师。

中国在核电燃料领域长期以来依靠国外的技术转让,虽然实现了燃料组件的制造本土化,但燃料组件的原材料和零部件仍然依赖进口, 甚至在燃料原材料采购上也时常处于被动局面。

把命运握在自己手里

2012年,CF项目对外招标燃料组件池边检查设备。招标信息发布后,某潜在供应商一直不响应,直到快收标的时候才表达希望中方延长收标时间,考虑到与其的长期合作关系,项目组经过多方协调,在符合招投标规定的情况下,延期10天收标。

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"我们给他们了绿灯,可是他们还是没有投标。"焦拥军说道,"也许是其内部意见分歧很大,一部分认为中国燃料研发进度不可能很快;另一部分则不愿支持中国核燃料自主研发事业,因为中国在核燃料研发进展太快,对他们已经造成威胁。"

一年后,CF项目取得了阶段性重要成果,此事在该公司内部引起了不小的反响,该公司项目经理转变了态度,由拒绝合作改为主动合作。他们以前没有预料到中国燃料研发的进度是如此之快,同时他们也充分地意识到中国人在燃料研发征途上的步伐是不可阻挡的。

后来每当项目遇到困难,需要凝心聚力时,焦拥军常常会提及这些事,鞭策激励大家要争这口气。"把自己的事情做好,才能得到别人的尊重。如果我们没有显著的技术进步和充分的技术水平,别人不会把你当回事。中国作为一个核电大国,必须要有自己的核燃料组件,燃料组件是反应堆的核心,我们一定要研制出最好的中国'芯',把命运掌握在自己手里。"

攻坚克难,解决拦路虎

在探索我国核燃料自主研发之路上,焦拥军曾遭遇过一只拦路虎:整个团队研发进程被阻碍了近三年。这只拦路虎就是临界热流密度实验。此项实验是为了探索事故工况下核燃料组件烧毁的安全边界,好比在钢丝绳上跳芭蕾。那时,世界上仅有美、法等国成功开展过此类实验。

"这是他们压箱底的活,对外秘而不宣的。"课题组负责人郎雪梅说。在实验中,课题组意外遭遇了"冷棒临界问题"的困扰,拿不到有效实验数据。燃料元件设计方与实验设计方均拿出自己的建议,而项目技术方案、技术路线等关键问题都由焦拥军来定夺。

核燃料研发涉及机械、力学、材料、热工水力、反应堆物理等多个专业,必须掌握多学科领域的知识,融会贯通,才能履行好总师的职责。1993年到核动力院工作时,焦拥军从事可靠性与概率风险研究,后转到燃料专业,他通过不断地学习,把燃料、物理、热工、机械、材料等多领域知识融汇在一起。

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除了学习外,开放合作是焦拥军组织研究的重要原则。针对冷棒临界问题,他邀请国内外院士、专家会诊,与此同时让设计方、实验方背对背分析原因。经过多轮方案的挑战,他终于找到了一把破解的钥匙,成功移开了这块绊脚石。

焦拥军与队员们通力合作、集智攻关,在研制CF系列燃料元件这片未知的领域中不断探索前行,收获了50余项核心专利,创造了多个国内"第一",填补了我国核燃料元件设计制造的空白,荣获了国防科技进步一等奖、二等奖等。

拼命三郎的故事

2012年,CF3燃料组件格架设计正处于攻坚期。为了攻下这个山头,主设人员陈杰等人员几乎全天坚守在办公室,用CFX程序对各种格架的方案进行分析计算,一个月的加班时间达到了两百小时以上,基本上没有周末。

在集团级的CF3格架的评审会上焦拥军向其他领导汇报工作进度时,他流泪了,在场的所有人都感受到了CF研发人员的付出和努力。曾亲眼目睹这一幕的CF项目副总设计师肖忠说:"其实他自己就是拼命三郎。"据他介绍,焦拥军时常加班到深夜,休息日在办公室是常事,而且还是名副其实的空中飞人。自2010年担任总设计师以来,他航旅纵横上的飞行记录超过了99.99%的用户。

CF燃料项目副经理吴磊说:"焦总非常严谨,严谨到用'苛刻'都不为过。"每次会议纪要,焦拥军都会逐字逐句审查。对报告更是精益求精。焦拥军说:"的确有人跟我说过,说我对大家的要求比较苛刻。对于这点,我承认。一份报告,如果按照100分提要求,大家做到80分比较容易;如果按照80分提要求,大家可能只做到60分了。"

面对傲慢他暗下决心,如今打破国外技术封锁,打造最强中国

2019年10月30日,20组CF3燃料组件进入秦山二期和方家山反应堆运行,标志着中核集团不仅全面掌握了高性能核电燃料研制技术,而且具备了自主知识产权燃料的批量化供应能力。2020年1月,焦拥军入选2019年度国防科技工业十大创新人物(团队)。

"CF组件作为我国具有自主知识产权的核燃料组件,代表国家高科技发展水平,到国际市场争取份额,抢蛋糕,必须要有高品质高要求。"焦拥军说。正如他所期待的那样,CF燃料指标达到了世界先进水平。但他说,这只是一个良好的开端。他已经绘制了CF系列燃料谱系图,正向下一个燃料型号进军。

"探索天下燃料事,创造中国核能芯。潜心科研无旁骛,踏实做人记于心。"这28个字是对焦拥军追梦中国"芯"最真实的写照,也是对他献身核燃料研发事业的最好致敬。

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部分素材来源:哈尔滨工程大学官微、中国经济网、中核集团官微


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