中国核动力研究设计院,简称核动力院是我国最早开始研发、设计核反应堆的研究部门之一,他们在自主研究、实践创新这条道路上坚持不懈,度过了最困难的岁月,从今日的视角看实在难能可贵,为我国核能赶超世界先进水平做出了很大贡献。这篇文章是简述简述核动力院早期的历史,以及现在的新发展。
关于核动力研究院的贡献,新华社2019年有一段评述:“1997年的一个午后,距离四川成都百余公里的山坳中,一栋两层办公楼里回荡着激烈争论的声音,二十几名科研人员在此讨论着中国自主百万千瓦级核电方案的主要技术参数。他们也许很难想象,彼时种下的“种子”,在二十余年后开花结果,化身为“华龙一号。”那个“山坳”正是核动力院的前身,坐落在四川夹江县境内的909基地。
1965年3月,中国在苏联、美国的双重压力下已经展开了浩大的三线建设,根据中央专委的决定,核潜艇工程(09工程)正式上马,二机部(后核工业部)和北京15所决定在夹江县设立了反应堆工程研究综合基地,旨在研究、设计和建造核潜艇陆上模式堆,代号909。
909基地厂房的照片
为了建成陆上模式堆,全国调动了1200多家研究所、院校和工厂研制并生产了29000多件各类设备、仪器、仪表、阀门、管道,并将他们拼装、整合成一个整体的系统工程,坐落在909基地。然而因为文革的爆发,围绕09工程的整个网络都受到了冲击。1967年3月国防科委副主任兼国防部第七研究院院长的刘华清向聂荣臻元帅报告09工程。1967年6月20日,聂帅在北京民族饭店召开了09工程的第三次协调会,一身戎装步入会场。
但是当各个厂长、所长回去后却又继续受阻,北京派下去彻查“6.20精神”的人员也遭到困难,此情此景下国防科委的人员心急如焚,8月30日刘华清向正在医院治疗的中央军委副主席聂荣臻元帅送来了一份公函稿,聂帅在上面签了名,这是中央军委发出的第一份《特别公函》。
这上面写着:“09工程是毛泽东主席亲自批准的国防尖端工程,任何人、任何单位,均不得以任何借口和理由冲击车间,更不能以任何理由停工停产……”(中国核动力研究设计院,2006:14-18)此令传达各地,被关押渐进的工程师、厂长、书记、科学家都被放出,09工程的网络围绕着909基地发出的电报继续高速运转。
当时全国各个工厂生产的相关器材都由大马力汽车翻山越岭送进夹江
909基地的首要任务是设计建造中国核动力的首批试验台架,需要模式堆试验基地、物理热工、结构、爆炸、应力、焊接、水力、化学、控制等15个实验室和装置的设计,为此1966年2月北京715所和401所的研究团队入驻夹江的山坳中,历史两年才基本完成。1969年7月27日,为了加强建造力度,也因为来自苏联的庞大军事压力,北京整个715所连同部分家属全部搬进了夹江,他们中的许多人今后都留在了那里,许多人因为资料保密而至今不被知晓。
大量装备器材汇集在909基地
除了核潜艇陆上模式堆,909基地还承接了用于研制反应堆燃料元件的设备的研发工作,被称为高通量工程试验堆。这个任务被北京的194所承担。1971年二机部从海军手中再次接过909基地,把194所整体搬迁到那里以集中力量完成工作。1973年9月6日,二机部将909基地改名为堆工研究院,又被称为二部的“一院”。1980年12月16日高通量工程试验堆实现满功率运转,以它为代表,中国第一个有能力开发建造各种核能试验设备的反应堆研发基地初步形成。
全国首个高通量工程试验堆
从上世纪70年代末到90年代初,核动力院经历了最为困难的时期,这10多年间没有得到任何的科研经费和投资,为了活下去不断寻找项目。对于核动力院而言,核电算是最有希望、最有资源的产业部门了,但整个80年代它都被排除在核电项目之外。虽然核工业部(二机部)在国务院的批准下开始建造了秦山一期,但因核动力院与海军的率属关系以及核潜艇工程的挂牌,特意从核动力院抽调了81年上任的院长周圣洋和一百多位技术骨干组建了728院负责项目(后来的上海核工程研究设计院)。
尽管不直接参与,核动力院还是技术服务的提供者。1977年6月他们研发成功秦山一
期30万千瓦核电站的燃料元件制造。1978年11月,二机部要求核动力院重视60万千瓦核电站的研究设计工作,81年4月赵仁凯等核动力院技术人员(赵仁凯是中国核动力装置的第一个总设计师,是196堆的技术负责人之一)向二机部提交了技术报告,并在之后完成了设计方案。同年9月二机部邀请核动力院参加工艺审查工作,这算是最直接的一次项目参与。
秦山核电站(一期)
之后的时间里,这支四五千人的中国核能科研大队,仿佛在大亚湾的引进浪潮声中被遗忘在了夹江的山坳中。随着85年彻底放开的“大包干”,核动力院的人们也得“孔雀东南飞”了,整个机构的存续成了院长们的当务之急。1988年上任院长的钱积惠回忆老院长任和四处跑、找核电项目的过往:“最困难的时候,我形容我们老院长像个叫花子,北上吉林,东到上海,南到海南岛,西到西藏,拄着拐棍‘讨饭吃’,全国都跑遍了,领着一批专家去求人家、找项目,风尘仆仆,跑了好几年。”
到了钱积惠上任时,人才流失仍然严重,每年都有大约200多人离开。为了求存,1991年5月2日钱积惠上书江泽民,直言国家对核动力基础研究有忽视、如此下去国有研发平台或将不复,中国作为核大国应有自己的核电研发能力。江于6月15日给出批示,支持赞同“核动力骨干实验装置”的建设(他参与过09工程的机械工业系统项目)。之后国家计委对核动力院投资1.9亿,在成都建立实验装置,借此把核动力院搬入成都辖区,称为“615工程”。
经历了如此困难,核动力院也被打磨出了独特的组织文化,因为能走的人多走完了,剩下的人都是在一起抱团取暖、同舟共济。除了与上级主管部门外,内部的人和北京或其它地方的组织都没了关系,也因此尤为的独立、团结、重视自主发展,处于当时的思想风潮之外。
对于核动力院而言,“615工程”不是一次回血,而是全面的升级。凭借投资,核动力院自己设计出了核动力院反应堆试验研究所的所有装置:控制棒驱动线冷态水力试验装置、堆芯整体水力模拟试验装置、AC600非能动余热排出系统试验装置、氟利昂热工装置、大型热工试验装置、6m×6m地震模拟试验台……可以看出,在求存的这些年,核动力院的技术人员们仍旧保持了技术科研能力的精进,顽强地研发、设计新的试验装置和设备,积累了宝贵的科研和技术经验。
需要强调的是,科研能力的珍贵性就在于任何试验装置只有和科研者、技术人员绑定才能发挥价值,因为装置就是团队自己设计的,怎么使用、有什么参数和经验公式只有自己知道。没有这些科学家、工程师,别的同专业者也不可能操作得了它们。而装置的研发和使用都大量依赖个人的经验和实力,只能老带新传授。
由此我们也可知,所谓“市场换技术”从理论逻辑上讲就是行不通的。因为作为技术研发能力底层支柱的试验装置和仪器不具备一个能让其发挥同样价值的交易对象,是无法被市场标价的、没有实际受让对象的资产(这是前苏联大量的资产被贱卖的原因之一,苏联的设备、厂房、实验室、复杂技术产品脱离团队后就没了使用价值)。能够买的所谓“技术”永远都是技术延伸的信息和终端产品。
看过我之前关于“华龙一号”的文章的读者可能还记得,核动力院在1999年进行军工体制改革,加入了中核集团。在此之前,核动力院已经根据法国M310堆重新设计出了秦山二期的CNP650反应堆,并设计出了中国自主产权的百万千瓦功率反应堆CNP1000和CPR1000。这也是文章开头新华社讲述的1997年时的故事。故而,核动力院的技术团队们是当之无愧的“华龙一号”的技术源头。
如今,我国是全世界对第四代核电技术的头号领路人,除了气冷快堆外其它5个第四代堆型都有研究,其中一些堆型的研发进度是世界独一。目前,核动力院正在研究设计第四代技术超临界水冷堆。超临界水堆是第四代核反应堆中唯一以轻水做冷却剂的反应堆。核动力院正是我国轻水堆领域中经验最丰富、积累最雄厚的科研机构。2013年年底,中国核动力研究设计院承担的“超临界水冷堆技术研发(第一阶段)”项目已通过了国防** 的验收,提出了超临界水冷堆的总体技术路线。
2016年3月14日-15日,第十一届GIF(第四代核能系统国际论坛)超临界水冷堆信息交流会在成都举行
除了超临界水冷堆。钠冷快堆是中国原子能科学研究院主攻的道路,2010年实验快堆首次临界成功,2017年开工示范工程,预计2023年完成。此外笔者上一篇核电系列文章尤为强调的钍基熔盐堆是中科院上海应用物理研究所积极投入的项目,在甘肃武威的实验堆已在今年9月试运行。高温气冷堆则是清华核研院打头,预计年底在荣成的核电站完成并网发电。
然而,我国这些年的核电体系这些年的发展尽管迅猛,却也有着系统管理和集成者缺失的问题。简单说就是技术路线各做各的,彼此之间有合作,也有竞争,但总体上不如09工程时期全国企业、大学、研究机构共同调度、携手共进的团结高效的状态,导致研究力量和投入资源分散,难以把好钢用在刀刃上。
资料:
蔡屹/李春驰/石康. 核电发展回顾与展望:四代核电潜力无限(2021-11-05)https://stock.finance.sina.com.cn/stock/go.php/vReport_Show/kind/search/rptid/689445728937/index.phtml
《刘华清回忆录》(解放军出版社,2004)
路风.《新火:走向自主创新》.第二章 破解核电迷雾
解密“华龙一号”“成龙”之路 全球首堆示范工程“冷试”在即.(2019-04-16).http://www.sohu.com/a/308297409_740028.
《往昔岁月》(中国核动力研究设计院,2006)
中国竞逐第四代核能(2014-06-12)https://www.cnecc.com/24/s/3183-8438-25222.html