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追夢最強中國“芯”:他為華龍出海造利器
文章來源:中核集團 日期:2019年11月12日

  他率領燃料科研團隊僅用不到十年的時間

  從國外層層專利布局和技術壁壘的封鎖中成功突圍

  蹚出了一條我國核燃料自主化發展之路

  他們突破了七大項關鍵技術

  創造了核燃料研發領域的國內多個“第一”

  使我國成為擁有自主核燃料設計制造技術的少數國家之一

  成為國際上這一領域的領跑者

  更為重要的意義是

  這是我國高新技術產業化

  重大裝備國產化的成功實踐

  彰顯了我國走自主發展核電的道路自信

  眾所周知,我國自主三代核電“華龍一號”是當今最能代表我國高端制造業走向世界的兩張“國家名片”之一;殊不知,CF系列燃料是推動其走出國門的核心利器,被譽為最強中國“芯”。

  今年10月30日,20組CF3燃料組件進入秦山二期和方家山反應堆運行,標志著中核集團不僅全面掌握了高性能核電燃料研制技術,而且具備了自主知識產權燃料的批量化供應能力。

  2010年初,為打通核燃料這個“咽喉要塞”,中核集團成立CF系列燃料元件研發兩總系統和研究團隊,集團公司燃料元件領域首席科學家焦擁軍任總設計師。

  中國人是應該有骨氣的

  2008年初,深圳大亞灣核電站召開的一次國際核燃料技術討論會,讓焦擁軍刻骨銘心,至今仍念念不忘。

  會上,一家長期向中國供應核燃料組件原材料的公司公布了一個重要消息:其燃料組件已經采用改進型格架并且實現批量化供貨。但當焦擁軍向該公司項目經理詢問向中方供貨具體事宜之時,對方項目經理卻傲慢地說: “改進型格架目前對中國不供貨,倉庫中的庫存專門為中國‘特供’”。當時,焦擁軍就和該經理爭論起來。“技不如人,就會受制于人”,這件事對焦擁軍刺激很大。

  焦擁軍回憶道,“中國人是應該有骨氣的,我們絕不能軟弱。”自此,他暗暗下決心,一定要研發出我國自主核燃料組件,為國爭光,從此,他把研制自主燃料組件當成自己的夢想。

  把夢想變為現實的機會終于盼到了。2010年初,為解決CNP1000(華龍一號前身)核電出口的燃料問題,中核集團高瞻遠矚,設立了重點科技專項“壓水堆燃料元件設計制造”(簡稱CF項目),其目的就是研制出具有自主知識產權的CF系列核燃料元件,滿足國內核電站使用和華龍一號走出國門的需求。中核集團任命了焦擁軍擔任集團燃料首席專家和CF項目總設計師。研發自主核燃料組件技術負責這副擔子就落在了他的肩上,他也迎來了實現自己夢想的最佳時機。

  由于歷史原因,中國在核電燃料領域,長期以來依靠國外的技術轉讓,雖然實現了燃料組件的制造本土化,但燃料組件的原材料和零部件仍然依賴進口, 甚至在燃料原材料采購上也時常處于被動局面。

  “基于我們的科研成果,我們在燃料原材料采購方面還打了一個小勝仗。”他笑著說道。

  2017年12月中旬,一位合同談判負責人給焦擁軍打電話,就采購核燃料組件原材料遲遲不能與供應方簽訂合同之事,征詢他的意見。問題的核心在知識產權條款,對方提出了極其苛刻的要求。

  “為什么我們不敢與對方碰一下?我們是有能力生產原材料的,這是我們的底氣,我對我講的話負責,我全力支持你。”焦擁軍對合同談判負責人說。最后中方與原材料供應方談判的結果是,原材料及零部件不漲價,甚至連知識產權修改也不提了。在他看來,科研的價值不僅在研發自主產品,有時還是大國外交的重要支撐。

  把自己的事情做好,才能得到別人的尊重

  2012年,CF項目對外招標燃料組件池邊檢查設備。招標信息發布后,某潛在供應商一直不響應,直到快收標的時候,才表達希望中方延長收標時間,考慮到與其的長期合作關系,項目組經過多方協調,在符合招投標規定的情況下,延期10天收標。

  “我們給他們了綠燈,可是他們還是沒有投標。”焦擁軍說道,“也許是其內部意見分歧很大,一部分認為中國燃料研發進度不可能很快;另一部分則不愿支持中國核燃料自主研發事業,因為中國在核燃料研發進展太快,對他們已經造成威脅。”

  一年后,CF項目取得了階段性重要成果,此事在該公司內部引起了不小的反響,該公司項目經理轉變了態度,由拒絕合作改為主動合作。他們以前沒有預料到中國燃料研發的進度是如此之快,同時他們也充分地意識到中國人在燃料研發征途上的步伐是不可阻擋的。

  后來每當項目遇到困難,需要凝心聚力時,焦擁軍常常會提及這些事,鞭策激勵大家要爭這口氣,“把自己的事情做好,才能得到別人的尊重。如果我們沒有顯著的技術進步和充分的技術水平,別人不會把你當回事。中國作為一個核電大國,必須要有自己的核燃料組件,燃料組件是反應堆的核心,我們一定要研制出最好的中國‘芯’,把命運掌握在自己手里。”

  想不得罪人,做不成事

  “組件燃料棒表面出現異常!”今年6月13日23時57分,一個越洋電話讓遠在瑞典參加國際會議的焦擁軍徹夜未眠。

  CF3燃料棒設計破損率為十萬分之一,而用于試驗的燃料棒目前只有幾千支,這意味著一旦出現破損,將會對我國核燃料自主化的進程產生很大影響。

  “不可能出現這種情況!”此刻還是瑞典時間凌晨兩點多,焦擁軍還在反復琢磨分析從國內傳來的圖片,通過國際長途電話與技術人員討論,并商定應對措施。根據專業判斷,他認為這種情況不是燃料棒局部燒毀或過度氧化,即使圖片與過度氧化相似。

  焦擁軍曾見過燃料棒燒毀的照片。那是在IAEA組織的一次會議上,那幅燃料棒燒毀的現象與這次有明顯的區別,燒毀部位的顏色由黑色向白色逐漸過渡,但這次黑白色界限分明。他判斷,這首先是一個孤立的事件,不是系統性事件;其次,根據現場情況判定,燃料棒局部不會過熱,不可能發生過熱燒毀的現象;即使發生,燒毀的位置也不同;三是燃料棒材料也不會系統性存在問題。隨后,他將這一結論向核動力院分管領導匯報,并呈報了應對措施。

  即使從專業的角度焦擁軍已經否定了異常的可能,但只要事件不定性,情況不明確,他的心就一直懸著。

  他和相關技術人員不停討論分析查找原因,并請現場人員進一步排查現象,直到接到現場的報告,確認此異常僅是表面沾污,沒有深度,不是燃料棒包殼腐蝕。

  ——原來只是虛驚一場。此刻距離接到報告已經過去14個小時,天早已大亮。

  自2010年率領團隊研發CF核燃料以來,這只是焦擁軍處理突發小事件中的一例。在探索我國核燃料自主研發之路上,他曾遭遇過一只攔路虎:整個團隊研發進程被阻礙了近三年。這只攔路虎就是臨界熱流密度實驗。

  此項實驗是為了探索事故工況下核燃料組件燒毀的安全邊界,好比在鋼絲繩上跳芭蕾。那時,世界上僅有美、法等國成功開展過此類實驗。

  “這是他們壓箱底的活,對外秘而不宣的。”課題組負責人郎雪梅說。在實驗中,課題組意外遭遇了“冷棒臨界問題”的困擾,拿不到有效實驗數據。燃料元件設計方與實驗設計方均拿出自己的建議,而項目技術方案、技術路線等關鍵問題都由焦擁軍來定奪,他該如何抉擇呢?

  核燃料研發涉及機械、力學、材料、熱工水力、反應堆物理等多個專業,要想當好燃料總師,必須掌握多學科領域的知識,達到融會貫通的境界,才能履行好總師的職責。1993年到核動力院工作時,焦擁軍從事可靠性與概率風險研究,后轉到燃料專業,他通過不斷地學習,把燃料、物理、熱工、機械、材料等多領域知識融匯在一起,從“必然王國”逐漸進入了“自由王國”。

  除了學習外,開放合作是焦擁軍組織研究的重要原則。針對冷棒臨界問題,他邀請國內外院士、專家會診;與此同時,讓設計方、實驗方背對背分析原因。經過多輪方案的挑戰,終于找到了一把破解的鑰匙,成功移開了這塊絆腳石。

  正是這樣敢于攻堅克難的團隊,焦擁軍與隊員們通力合作、集智攻關,在研制CF系列燃料元件這片未知的領域中不斷探索前行,收獲了50余項核心專利,創造了多個國內“第一”,填補了我國核燃料元件設計制造的空白,榮獲了國防科技進步一等獎、二等獎等。

  然而,相對于技術上的難關,項目的協調推進也是很大的挑戰。CF燃料研發團隊由核動力院、中核建中、中國核電、西部新鋯等跨單位跨部門的人員組成。如何讓這樣一個分散的團隊能夠擰成一股繩,戰斗力最大化,一直是焦擁軍思考的問題。

  焦擁軍說:“總設計師不但要管好技術,還要當好項目經理。一個項目經理人人都說好,肯定不是一個好的項目經理。想不得罪人,是做不成事的。如果想讓每個人都滿意、每個人的利益都照顧到,難度是非常大的,但是有一點必須做到,那就是要客觀公正。”

  這或許就是他用10年時間走完國外用20年時間才能走完的核燃料研發這條路的秘訣。

  他自己就是拼命三郎

  2012年,CF3燃料組件格架設計正處于攻堅期。為了攻下這個山頭,主設人員陳杰等幾個同志幾乎全天堅守在辦公室,用CFX程序對各種格架的方案進行分析計算,一個月的加班時間達到了兩百小時以上,基本上沒有周末。在集團級的CF3格架的評審會上,焦總向其他領導匯報工作進度和壓力時,流下了難過的的淚水,讓在場的所有人都感受到了CF研發人員的付出和努力。

  曾親眼目睹這一幕的CF項目副總設計師肖忠說:“其實他自己就是拼命三郎。”據他介紹,焦擁軍時常加班到深夜,休息日在辦公室是常有的事,而且還是名副其實的空中飛人。自2010年擔任總設計師以來,他航旅縱橫上的飛行記錄超過了99.99%的用戶。

  焦擁軍非常關心一線科研人員。一有機會,他就會到各實驗室去和一線科研人員溝通交流。對于一線人員的詢問,他更是耐心回答。

  “跟他們多聊聊,不僅可以了解項目進展,還可以幫助協調解決問題,推進項目。”焦擁軍笑著說道。

  對一線人員的關心,并不意味著焦擁軍在項目上放松要求。CF燃料項目副經理吳磊說:“焦總非常嚴謹,嚴謹到用‘苛刻’都不為過。”據他介紹,每次會議紀要,焦擁軍都會逐字逐句審查。特別是報告,那更是精益求精。他不僅認真撰寫校對審核的意見,還會與報告撰寫人就報告中出現的問題面對面交流,直到理解透徹。需要他簽字的每份報告,幾乎都是如此。

  當提及這些時,焦擁軍顯得有些難為情:“的確有人跟我說過,說我對大家的要求比較苛刻。對于這點,我承認。一份報告,如果按照100分提要求,大家做到80分比較容易;如果按照80分提要求,大家可能只做到60分了。”

  “這其實是我們老一輩傳下來的工作習慣。”焦擁軍回憶道。2000年,他從美國做訪問學者回國后,一個機緣巧合進入燃料組從事燃料研發工作。那時,燃料組學習氛圍特別濃厚,大家時常學習研討世界最新前沿成果。讓他印象最為深刻的是,組里的前輩們,像古代的秀才,特別喜歡“咬文嚼字”。他從中領悟到了“嚴細”是科研人員最基本的品質。

  “CF組件作為我國具有自主知識產權的核燃料組件,代表國家高科技發展水平,到國際市場爭取份額,搶蛋糕,必須要有高品質高要求。”焦擁軍說。正如他所期待的那樣,CF燃料指標達到了世界先進水平。

  CF燃料研發的進程正是焦擁軍從不惑之年即將走進知天命的階段。此刻的焦擁軍已經更加平靜與豁達。CF系列燃料之于他,好比他的孩子。雖然CF3研發項目即將劃上句號,但他說,這只是一個良好的開端。他已經繪制了CF系列燃料譜系圖,正向下一個燃料型號進軍。

  曾有人用這樣一首小詩描寫他:

  探索天下燃料事,

  創造中國核能芯;

  潛心科研無旁騖,

  踏實做人記于心。

  可以說,這28個字是對焦擁軍追夢中國“芯”最真實的寫照,是對他獻身核燃料研發事業的最好致敬。(盛安陵 趙霏霏)

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