中國核動力研究設計院,簡稱核動力院是我國最早開始研發、設計核反應堆的研究部門之一,他們在自主研究、實踐創新這條道路上堅持不懈,度過了最困難的歲月,從今日的視角看實在難能可貴,為我國核能趕超世界先進水平做出了很大貢獻。這篇文章是簡述簡述核動力院早期的歷史,以及現在的新發展。
關於核動力研究院的貢獻,新華社2019年有一段評述:“1997年的一個午後,距離四川成都百餘公里的山坳中,一棟兩層辦公樓里回蕩着激烈爭論的聲音,二十幾名科研人員在此討論着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”,在二十餘年後開花結果,化身為“華龍一號。”那個“山坳”正是核動力院的前身,坐落在四川夾江縣境內的909基地。
1965年3月,中國在蘇聯、美國的雙重壓力下已經展開了浩大的三線建設,根據中央專委的決定,核潛艇工程(09工程)正式上馬,二機部(後核工業部)和北京15所決定在夾江縣設立了反應堆工程研究綜合基地,旨在研究、設計和建造核潛艇陸上模式堆,代號909。
909基地廠房的照片
為了建成陸上模式堆,全國調動了1200多家研究所、院校和工廠研製並生產了29000多件各類設備、儀器、儀錶、閥門、管道,並將他們拼裝、整合成一個整體的系統工程,坐落在909基地。然而因為文革的爆發,圍繞09工程的整個網絡都受到了衝擊。1967年3月國防科委副主任兼國防部第七研究院院長的劉華清向聶榮臻元帥報告09工程。1967年6月20日,聶帥在北京民族飯店召開了09工程的第三次協調會,一身戎裝步入會場。
但是當各個廠長、所長回去後卻又繼續受阻,北京派下去徹查“6.20精神”的人員也遭到困難,此情此景下國防科委的人員心急如焚,8月30日劉華清向正在醫院治療的中央軍委副主席聶榮臻元帥送來了一份公函稿,聶帥在上面簽了名,這是中央軍委發出的第一份《特別公函》。
這上面寫着:“09工程是毛澤東主席親自批准的國防尖端工程,任何人、任何單位,均不得以任何借口和理由衝擊車間,更不能以任何理由停工停產……”(中國核動力研究設計院,2006:14-18)此令傳達各地,被關押漸進的工程師、廠長、書記、科學家都被放出,09工程的網絡圍繞着909基地發出的電報繼續高速運轉。
當時全國各個工廠生產的相關器材都由大馬力汽車翻山越嶺送進夾江
909基地的首要任務是設計建造中國核動力的首批試驗台架,需要模式堆試驗基地、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,為此1966年2月北京715所和401所的研究團隊入駐夾江的山坳中,歷史兩年才基本完成。1969年7月27日,為了加強建造力度,也因為來自蘇聯的龐大軍事壓力,北京整個715所連同部分家屬全部搬進了夾江,他們中的許多人今後都留在了那裡,許多人因為資料保密而至今不被知曉。
大量裝備器材彙集在909基地
除了核潛艇陸上模式堆,909基地還承接了用於研製反應堆燃料元件的設備的研發工作,被稱為高通量工程試驗堆。這個任務被北京的194所承擔。1971年二機部從海軍手中再次接過909基地,把194所整體搬遷到那裡以集中力量完成工作。1973年9月6日,二機部將909基地改名為堆工研究院,又被稱為二部的“一院”。1980年12月16日高通量工程試驗堆實現滿功率運轉,以它為代表,中國第一個有能力開發建造各種核能試驗設備的反應堆研發基地初步形成。
全國首個高通量工程試驗堆
從上世紀70年代末到90年代初,核動力院經歷了最為困難的時期,這10多年間沒有得到任何的科研經費和投資,為了活下去不斷尋找項目。對於核動力院而言,核電算是最有希望、最有資源的產業部門了,但整個80年代它都被排除在核電項目之外。雖然核工業部(二機部)在國務院的批准下開始建造了秦山一期,但因核動力院與海軍的率屬關係以及核潛艇工程的掛牌,特意從核動力院抽調了81年上任的院長周聖洋和一百多位技術骨幹組建了728院負責項目(後來的上海核工程研究設計院)。
儘管不直接參与,核動力院還是技術服務的提供者。1977年6月他們研發成功秦山一
期30萬千瓦核電站的燃料元件製造。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,81年4月趙仁凱等核動力院技術人員(趙仁凱是中國核動力裝置的第一個總設計師,是196堆的技術負責人之一)向二機部提交了技術報告,並在之後完成了設計方案。同年9月二機部邀請核動力院參加工藝審查工作,這算是最直接的一次項目參與。
秦山核電站(一期)
之後的時間裡,這支四五千人的中國核能科研大隊,彷彿在大亞灣的引進浪潮聲中被遺忘在了夾江的山坳中。隨着85年徹底放開的“大包干”,核動力院的人們也得“孔雀東南飛”了,整個機構的存續成了院長們的當務之急。1988年上任院長的錢積惠回憶老院長任和四處跑、找核電項目的過往:“最困難的時候,我形容我們老院長像個叫花子,北上吉林,東到上海,南到海南島,西到西藏,拄着拐棍‘討飯吃’,全國都跑遍了,領着一批專家去求人家、找項目,風塵僕僕,跑了好幾年。”
到了錢積惠上任時,人才流失仍然嚴重,每年都有大約200多人離開。為了求存,1991年5月2日錢積惠上書江澤民,直言國家對核動力基礎研究有忽視、如此下去國有研發平台或將不復,中國作為核大國應有自己的核電研發能力。江於6月15日給出批示,支持贊同“核動力骨幹實驗裝置”的建設(他參與過09工程的機械工業系統項目)。之後國家計委對核動力院投資1.9億,在成都建立實驗裝置,藉此把核動力院搬入成都轄區,稱為“615工程”。
經歷了如此困難,核動力院也被打磨出了獨特的組織文化,因為能走的人多走完了,剩下的人都是在一起抱團取暖、同舟共濟。除了與上級主管部門外,內部的人和北京或其它地方的組織都沒了關係,也因此尤為的獨立、團結、重視自主發展,處於當時的思想風潮之外。
對於核動力院而言,“615工程”不是一次回血,而是全面的升級。憑藉投資,核動力院自己設計出了核動力院反應堆試驗研究所的所有裝置: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非能動餘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地震模擬試驗台……可以看出,在求存的這些年,核動力院的技術人員們仍舊保持了技術科研能力的精進,頑強地研發、設計新的試驗裝置和設備,積累了寶貴的科研和技術經驗。
需要強調的是,科研能力的珍貴性就在於任何試驗裝置只有和科研者、技術人員綁定才能發揮價值,因為裝置就是團隊自己設計的,怎麼使用、有什麼參數和經驗公式只有自己知道。沒有這些科學家、工程師,別的同專業者也不可能操作得了它們。而裝置的研發和使用都大量依賴個人的經驗和實力,只能老帶新傳授。
由此我們也可知,所謂“市場換技術”從理論邏輯上講就是行不通的。因為作為技術研發能力底層支柱的試驗裝置和儀器不具備一個能讓其發揮同樣價值的交易對象,是無法被市場標價的、沒有實際受讓對象的資產(這是前蘇聯大量的資產被賤賣的原因之一,蘇聯的設備、廠房、實驗室、複雜技術產品脫離團隊後就沒了使用價值)。能夠買的所謂“技術”永遠都是技術延伸的信息和終端產品。
看過我之前關於“華龍一號”的文章的讀者可能還記得,核動力院在1999年進行軍工體制改革,加入了中核集團。在此之前,核動力院已經根據法國M310堆重新設計出了秦山二期的CNP650反應堆,並設計出了中國自主產權的百萬千瓦功率反應堆CNP1000和CPR1000。這也是文章開頭新華社講述的1997年時的故事。故而,核動力院的技術團隊們是當之無愧的“華龍一號”的技術源頭。
如今,我國是全世界對第四代核電技術的頭號領路人,除了氣冷快堆外其它5個第四代堆型都有研究,其中一些堆型的研發進度是世界獨一。目前,核動力院正在研究設計第四代技術超臨界水冷堆。超臨界水堆是第四代核反應堆中唯一以輕水做冷卻劑的反應堆。核動力院正是我國輕水堆領域中經驗最豐富、積累最雄厚的科研機構。2013年年底,中國核動力研究設計院承擔的“超臨界水冷堆技術研發(第一階段)”項目已通過了國防** 的驗收,提出了超臨界水冷堆的總體技術路線。
2016年3月14日-15日,第十一屆GIF(第四代核能系統國際論壇)超臨界水冷堆信息交流會在成都舉行
除了超臨界水冷堆。鈉冷快堆是中國原子能科學研究院主攻的道路,2010年實驗快堆首次臨界成功,2017年開工示範工程,預計2023年完成。此外筆者上一篇核電系列文章尤為強調的釷基熔鹽堆是中科院上海應用物理研究所積極投入的項目,在甘肅武威的實驗堆已在今年9月試運行。高溫氣冷堆則是清華核研院打頭,預計年底在榮成的核電站完成併網發電。
然而,我國這些年的核電體系這些年的發展儘管迅猛,卻也有着系統管理和集成者缺失的問題。簡單說就是技術路線各做各的,彼此之間有合作,也有競爭,但總體上不如09工程時期全國企業、大學、研究機構共同調度、攜手共進的團結高效的狀態,導致研究力量和投入資源分散,難以把好鋼用在刀刃上。
資料:
蔡屹/李春馳/石康. 核電發展回顧與展望:四代核電潛力無限(2021-11-05)https://stock.finance.sina.com.cn/stock/go.php/vReport_Show/kind/search/rptid/689445728937/index.phtml
《劉華清回憶錄》(解放軍出版社,2004)
路風.《新火:走向自主創新》.第二章 破解核電迷霧
解密“華龍一號”“成龍”之路 全球首堆示範工程“冷試”在即.(2019-04-16).http://www.sohu.com/a/308297409_740028.
《往昔歲月》(中國核動力研究設計院,2006)
中國競逐第四代核能(2014-06-12)https://www.cnecc.com/24/s/3183-8438-25222.html