12 月 20 日，陜西西安，陽光明媚。
位于北郊的西安核設(shè)備有限公司的一個(gè)車間內(nèi)，50 多人正凝視著大吊車掛鉤下一塊明黃色的儀表，表盤上的紅色數(shù)值一直顯示為0，表明結(jié)果令人滿意。
“模擬核燃料組件抽插試驗(yàn)完成，完全符合設(shè)計(jì)要求。”至此，龍舟-CNSC 乏燃料運(yùn)輸容器原型樣機(jī)驗(yàn)收取得圓滿成功，標(biāo)志著我國成為世界上為數(shù)不多的、能夠自主設(shè)計(jì)制造大型商用乏燃料運(yùn)輸容器的國家之一。
作為該容器的主要設(shè)計(jì)者，中國核電工程公司核設(shè)備所放射性物質(zhì)貯運(yùn)工藝室副主任姚琳此刻外表看似平靜，但內(nèi)心早已激蕩不已，研發(fā)中的一幕幕不停地在眼前回放，此刻的心情有興奮、有激動，但更多的是感激。為了這一天，她所在的龍舟研制項(xiàng)目組已經(jīng)奮斗了 8 年。在項(xiàng)目總指揮、中核集團(tuán)總經(jīng)理助理李曉明，項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師、工程公司核設(shè)備所副總工程師謝亮的領(lǐng)導(dǎo)指導(dǎo)下，她所在的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，齊心協(xié)力，逾越了一個(gè)又一個(gè)障礙，攻克了一個(gè)又一個(gè)難題，終于取得了關(guān)鍵性的勝利。
自我挑戰(zhàn) 自我提升
將普通容器提高為高燃耗容器
伴隨我國商用核電事業(yè)的快速發(fā)展，每年需要外運(yùn)的乏燃料組件數(shù)量對運(yùn)輸能力提出了更高要求，盡快填補(bǔ)我國大型商用核電站乏燃料運(yùn)輸容器研制的空白，并實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，已成為急切需求。作為我國一類放射性物品運(yùn)輸容器的資深設(shè)計(jì)單位，中國核電工程有限公司看在眼里，急在心里。他們在2009 年 2 月通過“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站”國家科技重大專項(xiàng)申請“乏燃料運(yùn)輸容器研制”科研課題。2010 年 12 月，國家能源局正式下達(dá)了任務(wù)合同書。中核集團(tuán)公司高度重視，將“乏燃料運(yùn)輸容器研制”課題納入集團(tuán)公司重點(diǎn)科技專項(xiàng)“核燃料元件運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)制造技術(shù)”，確定了研究任務(wù)和主要技術(shù)指標(biāo)。工程公司作為研制項(xiàng)目牽頭單位，西核公司參與研制，完成原型樣機(jī)制造。與此同時(shí)，集團(tuán)公司還制定了定期召開協(xié)調(diào)會制度，由集團(tuán)公司總經(jīng)理助理李曉明任項(xiàng)目總指揮，統(tǒng)籌組織推進(jìn)項(xiàng)目研發(fā)。
目標(biāo)既定，就需快馬揚(yáng)鞭，風(fēng)雨兼程。為完成研制任務(wù)，項(xiàng)目參研各單位挑選精兵強(qiáng)將，組建了“乏燃料運(yùn)輸容器研制”項(xiàng)目組，聚集了包括工藝、結(jié)構(gòu)、力學(xué)、熱工、臨界、屏蔽、材料、焊接等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域優(yōu)秀人員，投入到緊張的研發(fā)工作之中。
可是，隨著研發(fā)工作不斷推進(jìn)和深入，項(xiàng)目組對任務(wù)書中組件最大平均燃耗深度 45000MWD/tU 這項(xiàng)參數(shù)有了新的思考。隨著我國核電相關(guān)技術(shù)和運(yùn)行能力的不斷提升，推行長周期換料已然成為國內(nèi)核電站努力的趨勢。而 45000MWD/tU 這個(gè)最大平均燃耗深度值是根據(jù)當(dāng)時(shí)國內(nèi)乏燃料情況設(shè)定的，從發(fā)展的角度看，是難以滿足長周期換料后乏燃料運(yùn)輸要求的。對此，項(xiàng)目組經(jīng)過認(rèn)真研究分析討論，決定將這一參數(shù)提高至55000MWD/tU。
這可不是一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)調(diào)整，而是意味著大量的調(diào)研、分析和計(jì)算工作“。重新來過，不是簡簡單單地走老路，而是在原有型號基礎(chǔ)上進(jìn)行升級。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王慶回憶說。
45000MWD/tU 是集團(tuán)公司以任務(wù)書形式下達(dá)的，如果提出更改，意味著此前圍繞這一參數(shù)開展的設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算等工作都要重新開展，項(xiàng)目組付出的大量心血都將付諸東流。不僅如此，由于運(yùn)輸容器各參數(shù)之間是相互制約的，一項(xiàng)數(shù)據(jù)的變動，還將牽動其他相關(guān)數(shù)據(jù)隨之調(diào)整。每一項(xiàng)數(shù)據(jù)的背后都是一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，此次將最大平均燃耗深度值提高意味著對各專業(yè)的挑戰(zhàn)，而且有些專業(yè)特性是互相制約的，為一方提供了條件的同時(shí)會使另一方條件變得苛刻。況且，CNSC 乏燃料運(yùn)輸容器是國內(nèi)首臺大型商用核電站乏燃料運(yùn)輸容器，國家核安全局非常重視，將普通容器提高為高燃耗容器，國家核安全局和審評單位機(jī)械科學(xué)研究總院、核與輻射安全中心也需要進(jìn)行大量的調(diào)研和審查工作。為此，在國家核安全局的組織下審評單位與相關(guān)單位進(jìn)行了多次溝通，為在安全的前提下提高容器性能提供了保障。
讓人感到非常欣慰的是，設(shè)計(jì)人員并沒有為此影響積極性，而是圍繞新設(shè)定的參數(shù)，再次計(jì)算分析，整個(gè)研發(fā)工作也沒有因?yàn)閿?shù)據(jù)的調(diào)整而陷入僵局。對此，謝亮解釋道，項(xiàng)目組的目標(biāo)很明確，就是要成功研制大型商用乏燃料運(yùn)輸容器 ，其 中 的 關(guān) 鍵 詞 之 一 就 是“ 商用”，這就要求研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品不僅要從質(zhì)量、安全的角度考慮，還需要從市場化、產(chǎn)業(yè)化的維度思考。“我們不是為了科研而科研，最終目的是為了滿足用戶的需求。如果科研成果適應(yīng)范圍狹窄，難以滿足用戶需求，即使成功了，現(xiàn)實(shí)意義也是打折扣的。”
今年 11 月，國家核安全局向工程公司正式頒發(fā)了CNSC乏燃料運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)批準(zhǔn)書，可以說這是對整個(gè)項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)敢于自我挑戰(zhàn)、自我提升精神的肯定和認(rèn)可。
時(shí)不我待 使命必達(dá)
不讓自己這一環(huán)成為核能發(fā)展制約因素
“龍舟”，從功能上說，的確如“舟”，是連接著核電站與后處理廠等之間的重要運(yùn)輸設(shè)備。但從外形看，它更像巨型的啞鈴。容器結(jié)構(gòu)看似簡單，但實(shí)際制造難度很大，有多項(xiàng)關(guān)鍵工藝技術(shù)在國內(nèi)尚屬首次應(yīng)用，沒有先例可循，需要不斷摸索與創(chuàng)新。其中，灌鉛工藝就是如此。
“龍舟”屏蔽性能是否滿足設(shè)計(jì)要求，主要取決于容器的灌鉛質(zhì)量。對于西核公司而言，灌鉛倒不是新鮮的工藝，自 1969 年公司成立以來就曾多次采用，應(yīng)該說已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。可是這次“龍舟”的灌鉛難度極大，不比尋常。不僅容器灌鉛量大，需要連續(xù)作業(yè)7天以上，而且過程中容器所有部位都要保持恒溫，任何疏忽都會造成灌鉛中出現(xiàn)氣泡、縮孔縮松等缺陷而導(dǎo)致鉛層的屏蔽性能不滿足要求。即使是世界上采用灌鉛方式制造大型商用乏燃料運(yùn)輸容器的國家，也常常折戟于灌鉛這一環(huán)節(jié)。
面對困難，西核公司認(rèn)真研究確定實(shí)施方案，在以往公司灌鉛工藝經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對容器的特殊結(jié)構(gòu)和灌鉛技術(shù)的高要求，設(shè)計(jì)集成了熔鉛、灌鉛系統(tǒng)，并制作試驗(yàn)件進(jìn)行工藝驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證通過后于 2014 年 9 月啟動灌鉛。然而，辛勤的付出并沒有換來期待的結(jié)果。在初次屏蔽檢測抽查中，竟有約50%的檢測點(diǎn)不合格，這對西核公司的項(xiàng)目研制團(tuán)隊(duì)來說，是一個(gè)沉重的打擊。
作為集團(tuán)公司的大型非標(biāo)設(shè)備制造企業(yè)，重要的科研生產(chǎn)基地，西核公司承擔(dān)并完成集團(tuán)公司的重點(diǎn)科研項(xiàng)目責(zé)無旁貸。對于西核公司來說，非標(biāo)意味著每個(gè)項(xiàng)目都是不一樣的，都需要在原有經(jīng)驗(yàn)上繼續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新，不斷創(chuàng)新、能打硬仗、勇于攻關(guān)一直是西核公司的核心價(jià)值和競爭力所在。
在哪里跌倒就在哪里爬起來。研制團(tuán)隊(duì)的成員們重新振作精神，一起認(rèn)真分析原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，尋找解決辦法。工程公司的容器設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也常駐現(xiàn)場，與制造團(tuán)隊(duì)同吃同住，共同參與工藝方案的調(diào)整。灌鉛工藝的調(diào)整得到了國家核安全局、機(jī)械研究總院的大力支持和幫助，清原公司作為業(yè)主方也提供了全程支持。終于功夫不負(fù)有心人，最終經(jīng) γ 屏蔽檢測，3220 個(gè)監(jiān)測 點(diǎn) 結(jié) 果 全 部 合 格 。 2016 年 10月，灌鉛工藝固化專家評審會召開，經(jīng)審查確定，灌鉛工藝具備固化條件，可滿足批量化生產(chǎn)需求。今年 11 月，國家核安全局向西核公司頒發(fā)了制造許可證。讓人自豪的是，作為研制項(xiàng)目，原型樣機(jī)制造從開工到樣機(jī)制造完成僅用了 3 年時(shí)間，研制所用時(shí)間與國外有成熟制造技術(shù)的供應(yīng)商的正常制造周期相當(dāng)。
其實(shí)，這種忘我工作、使命必達(dá)的精神品質(zhì)，是團(tuán)隊(duì)成員共同的特征。在容器制造過程中，項(xiàng)目總指揮李曉明牽頭召開了 13 次協(xié)調(diào)會，解決遇到的相關(guān)問題，推動研發(fā)持續(xù)向前。項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師謝亮、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王慶等多次統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，與國家核安全局反復(fù)溝通，只為研制出適應(yīng)和滿足未來我國乏燃料運(yùn)輸需求的容器。因?yàn)樗麄兩钪晒ρ兄拼笮蜕逃梅θ剂线\(yùn)輸容器已經(jīng)時(shí)不我待。當(dāng)前我國正處于由核大國邁向核強(qiáng)國的關(guān)鍵時(shí)期，特別是中國核電已經(jīng)成為“走出去”的國家名片，每一項(xiàng)技術(shù)都必須掌握在自己手里，不能讓其成為我國核電強(qiáng)大和“走出去”的制約因素。
眾人拾柴火焰高。回望走過的八年，姚琳說，最大的收獲不僅在于參與成功研制了容器，還在于收獲了友誼。“這個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)溫暖如家，為了共同的目標(biāo)，大家互相扶持、互相幫助，工作越來越默契。”當(dāng)前，龍舟原型樣機(jī)通過驗(yàn)收，項(xiàng)目組已經(jīng)迎來勝利的曙光，后續(xù)還將繼續(xù)努力，早日實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目驗(yàn)收，實(shí)現(xiàn)龍舟批量化生產(chǎn)，為我國乏燃料外運(yùn)能力提升助一臂之力。
