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(讲述)中国正北方崛起核燃料元件基地(三)

地处祖国正北方的内蒙古自治区,有莽莽苍苍的群山、一望无际的草原、雄浑壮阔的大漠、蜿蜒曲折流经此地的黄河,在群山、黄河环抱中,新中国的工业重镇——包头巍然屹立,如灿星般,在共和国的经济版图上熠熠闪光。

包钢、一机、北重、包铝……一家家声名显赫的企业共同撑起了包头工业的骨架,与他们比肩,中核北方核燃料元件有限公司(前202厂)未能显现大工业时代的恢宏壮观,甚至略显神秘、低调,但这个为共和国“两弹一艇”和核电事业作出不可磨灭贡献的老厂,同样头顶光环,尽历辉煌,值得你我为之自豪。

向国际一流看齐

凭借重水堆核电燃料元件生产线的顺利建成投产的良好开端,202人一往无前。目前,工厂建成的大规模核电燃料元件生产线已达5条之多,包括重水堆核燃料元件生产线、压水堆核燃料元件生产线、AP1000核电燃料元件生产线、高温气冷堆核电燃料元件生产线和钴调节棒组件生产线,工厂成为国内拥有核电燃料元件生产线品种最多的企业。

其中,重水堆核燃料元件生产线每年能生产200吨金属铀;压水堆核燃料元件生产线具备年产400吨金属铀的能力,并留有200吨的接口和厂房空间;AP1000核电燃料元件生产线是国内首条第三代核电燃料元件生产线,现已形成年产400吨元件的能力;高温气冷堆核电燃料元件生产线采用清华大学领先世界的第四代核电技术,是国家重大科技专项的重要技术配套项目。

有了这5条生产线,中核北方在未来将拥有1000吨以上燃料生产能力,位居国际核燃料元件大厂生产规模前列,开创更辉煌的明天并非空想。

然而,回望来路,每条生产线的成功上马都可谓一波三折,像一场场动人心魄的大戏般充满戏剧冲突,张力十足。

历时8年建成的压水堆组装线技术来自法国转让,需要取得法国颁发的许可证才有生产的资格,同时所有的设备安装调试、工艺试验鉴定都必须在法方的监督下开展,而组件生产对环境的要求极高,要真正做到一尘不染。

当设备安装到位,大家信心百倍地准备开始调试设备时,法国人却给组装车间当头泼了一盆冷水,认为组装大厅的环境达不到设备安装的条件,不允许安装。眼看着时间节点将近,大家看在眼里急在心里,分厂领导果断地作出了全面改善环境的决定,提出了“大干十七天,确保厂房设备双达标”的目标。

职工王美艳回忆说:“为了打扫高处的房梁、排风管道,我们都是吊着安全绳在上面干活,一吊就是几个小时,下来时腿都麻了。最困难的是给组件存放架喷漆,绿色的喷雾弥散到整个大厅,即使戴着口罩也挡不住,摘下的口罩内侧是绿色的,鼻翼两边也都是绿色的。”

17天后,法方专家检查组再次踏入组装大厅。他们戴上白色礼仪手套,在车间大厅的角落、设备的沟槽、管道的缝隙擦拭。检查结束后,白色的手套上没有留下一点灰尘的印迹。他们说:“这么短的时间取得这么惊人的变化,太不可思议了。”法方专家同时宣布,组装车间已经完全具备了安装调试设备的环境条件。

2009年9月初,发现经过原设计安装的粉碎机粉碎出来的二氧化铀粉末达不到工艺要求,对于此后那段“18天”的考验,化工车间主任杨光宇清楚记得每一个时间点:9月20日,元件厂决定添加一台小型锤磨机;22日,杨光宇和同事连夜赶往青岛进行设备调研、采购;25日,在与厂家进行详细的技术交流后,选定一台设备开始进行现场试验;30日,在厂家的配合下设备改型装车发货;10月3日,设备从青岛运抵生产现场,开始安装、调试及带料试验;10月6日,化工生产线制备出的二氧化铀粉末达到了工艺指标的要求。当法国专家到达现场,看到这种情景时,情不自禁地说道:“以你们这种工作态度,上帝都会眷顾你们的。”

由于工期紧迫,外国进口设备没有落实安装的单位,经分厂领导协调,维修车间自行承担BTU烧结炉的接线安装任务。车间主任郜松青对大家说:“不要分谁的活儿,要以大局为重,我们一定要啃下这根硬骨头。”由于设计方设计的电缆桥架布局不合理,高度与设备安装所带电缆线不匹配,他们大胆提出改造意见。两个月中,他们安装负载线800多米、控制线1200多米。

让压水堆核燃料元件厂长王世波印象深刻的是设备安装过程中自己员工的努力。工厂有370名员工,大部分是年轻人,这些年轻人工作的劲头让王世波没有想到,“以前我们觉得一个大学生成熟至少需要3年到5年,通过这一年的安装和调试,我认为,只要敢给他们压担子,他们成熟的速度超出你的想象。”

在调试现场,“新人们”珍惜每一个学习的机会,经常每天工作十几个小时。在燃料组件制造工作的重要设备——骨架焊机的安装调试现场,青年技术人员刘宝桐为了能在法国专家撤离前了解更多的知识,提了各种各样的问题。最后,连法国专家都说“你的问题太多了。”“问题先生”的绰号由此而来。

“这些人,这些精神,都是我们的财富。因为建线时间压得很紧,我们靠的就是这些人。对我们来说,压水堆建线算得上中核北方又一个建设‘奇迹’。”王世波说。

AP1000是世界上首条新建的第三代核电燃料元件生产线,技术来自美国西屋公司。2009年7月,中核北方拿到了第一批AP1000的技术转让文件。看着满满34箱的技术转让文件,公司副总经理王翰骏却一点也高兴不起来。因为这些文件很多都是一些岗位记录、电气布局……是我方根本就用不上的文件,而正经想要的一些设备图纸和技术文件却少得可怜。

根据合同规定,西屋公司应该向我方提供202台设备的采购技术条件。但拿到技术转让资料后才发现,几乎没有一台是符合制造条件的。经各层协商,西屋公司答应再次组织国内生产商进行调研,修改这些设备的技术条件,但时间需要8个月。“可能是双方文化的差异带来了对合同理解的差异吧。”王翰骏无奈地摇摇头。

按照AP1000生产线的工程建设安排:2010年土建开始施工,2012年土建、安装工程完成,2013年通过西屋公司的合格性鉴定,2014年开始生产。面对紧张的工期,西屋公司问王翰骏:“你们能建成吗?”王翰骏开玩笑地说:“中国人会变戏法。”

话虽如此,中核北方依然是有条不紊地两条线同时作战。一条线上,是跟西屋公司积极沟通,从现有的技术文件中吸收到尽可能多的东西。从拿到技术转让文件开始,经过近10个月的翻译和学习,他们已经和美国西屋公司进行了3次技术咨询和交流。与之前压水堆燃料元件生产线技术转让协议不同,2007年至2020年这十几年内,西屋公司所有元件技术动态都要无偿地向中方提供,同时中国的技术改造和创新动态也要向美国提供。“这对中核北方来说是一个难得的机会。”王翰骏说。

终于,在2017年1月19日,AP1000核电燃料元件生产线通过合格性鉴定,至此,我国首条AP1000核燃料元件生产线全面建成并开始批量生产。这标志着我国已成功实现了AP1000核燃料组件国产化的国家战略。

创造“奇迹”的背后,中核北方时刻保持着清醒。他们深知,重水堆核燃料元件生产线的技术来自加拿大,压水堆核燃料元件生产线的技术来自法国,第三代AP1000核电燃料元件生产线的技术来自美国。他们自问,我们何时能拥有自主核电燃料元件生产技术,并向外国出口?

其实,为了迎接这一天的到来,中核北方一直在暗中蓄力。2014年12月17日,全球首条工业规模的高温气冷堆核电站燃料元件生产线在202厂建成,它用的是第四代核电技术。至此,在民用核电领域,经历三次引进、消化、吸收之后,第四次,我国真正迈上了生产核燃料元件的领先之路。

2013年3月16日,第四代高温气冷堆核电燃料元件生产线在中核北方开工建设。其实,从2006年开始,企业就开始为争取项目落地而努力。

“在国内,我们是拥有核电燃料元件生产线品种最多、种类最全的企业,不仅设备先进,技术和人才储备也相当丰富。”高温气冷堆核燃料元件厂厂长牛小平说。

尽管如此,第四代技术拥有者——清华大学核能与新能源技术研究院并不放心。清华大学的研究工作始于上世纪八十年代,倾注了几代教师的心血,其建成的10兆瓦高温气冷实验堆技术先进,运行良好,并不愁找合作者。

在国家加速发展核电和清洁能源的大背景下,加之感动于中核北方的实力和热情,清华方面决定转让技术,并配合生产线攻关。中核北方取得开门红。

接下来进入审批程序。按有关部门要求,中核北方作可行性研究报告,申请项目节能评估和审查报告表、环境影响评价等,手续达几十项。走完一项手续,少则二、三月,多则半年。至2008年审批到达终点时,恰逢国家大部制改革,企业面对的审批部门从国防科工委变为发改委。重新审批,成为中核北方遇到的第一个挫折。

2011年3月,日本大地震,福岛核电站发生泄漏事故后,国家叫停了所有在建的核电项目,中核北方的审批步伐被迫暂停。“那段时间,遇到其他生产线的同事询问时,心里很不好受。”技术员丰利娟说。

牛小平介绍,高温气冷堆技术目前世界领先,被公认是唯一可最先进入商业化的第四代核能系统,也是目前世界上各种反应堆中最安全的一种堆型,能够保证在任何情况下都不会发生堆芯熔毁、燃料外泄的事故。他们坚信,国家不会轻言放弃。

2012年10月,国家宣布了修改后的《核电中长期发展规划(2011-2020年)》,随后重启新反应堆项目的审批。作为重启后首个新建核电项目——山东石岛湾高温气冷堆核电站的配套燃料元件生产线项目,中核北方在2013年收到了发改委的批复。

与项目审批落地相比,生产线建设用时短了很多,但其过程也颇多曲折。“难点集中在如何把实验线放大成适合工业化生产的流水线,这并非简单的几何级放大。”高温气冷堆核燃料元件厂书记宋君武说,清华大学的实验线最多可年产10万个燃料球,但只做过2万个,有些环节就在小烧杯里完成,这在工业生产中是不可想象的。

为了弥补大学实验室欠缺的工厂经验,中国核电工程公司参与进来,负责生产线的工程化。清华大学则承担起向中核北方提供技术服务和人员培训等任务,清华的教师们来企业指导,企业的技术人员赴清华实习,几年间往来不断。中核北方也承担起部分研究任务,开发出了二氧化铀废液回收装置,填补了清华实验线的空白。同时,在设备采购中,中核北方也与设备厂家数次联合攻关,开发出多个关键设备。

因为是全球首条四代线,可供借鉴的经验几乎没有,设备安装的收尾阶段,许多问题再次集中暴露,像雪片一样多。但问题终被一个个攻克,2014年12月17日,生产线的800多台(套)设备安装完成。除检测设备来自国外,其他关键设备全部实现国产化。

当全球首条工业规模高温气冷堆核电站燃料元件生产线在包头建成时,远隔1000多公里的山东石岛湾,全球首个高温气冷堆核电站示范工程也在加紧建设。2017年底,核电站将正式运行,首炉30万个燃料元件必须在当年9月底前运到,中核北方的正式生产已进入倒计时。

“以年产30万个燃料球估算,这条生产线的年产值仅有几亿元,并不算大。但我们更看重它的示范意义和未来前景。”牛小平说。

2013年10月28日,两年一度的国际高温气冷堆技术会议在山东荣成开幕,16个国家和地区的400多名专家学者莅临。在参观石岛湾核电站工程后,业界精英们对我国的第四代核电技术表现出浓厚兴趣。除了其固有的安全性外,反应堆出口温度高达800~1000摄氏度,可用于裂解海水制氢等,也是关注所在。而目前广泛应用的压水堆,其出口温度只能达到250~300摄氏度。

此外,核反应堆小型化已成国际流行趋势。小型堆因其安全和灵活性,可建在城市中,能轻易满足一座城市的用电需求。中美两国第三次发表《中美气候变化联合声明》时,我国首次提出在2030年之前停止增加碳排放。当减排形势越来越紧时,许多城市对清洁核电的需求势必增加。在国际高温气冷堆技术会议上,新加坡表达了希望进口我国第四代核电技术的愿望。近年来,国家领导人出访时,频繁主打高铁和核电这两张新名片,显示出国家层面对发展核电的信心。这些利好,都在为中核北方做大核电燃料元件事业增添砝码。

随着生产线安装完毕,中核北方也进入了设备调试和产品合格性鉴定阶段。技术人员举例说,抽检时,直径6厘米的燃料球,要从4.5米高处反复向地面摔打50次,不发生变形和破裂才算合格。“就像这个小球,只有经得住反复摔打,中国的核电技术才能挺直腰板,真正走向世界。”

中国核电技术在走向世界的道路上,经历了两代人的积累和铺垫。如今,第三代核工业建设者已经走上工作岗位。

2015年,于宪德的孙子于景强从中北大学化工机械专业毕业,在爷爷和父母的动员下,他选择回到中核北方核燃料元件有限公司,成为高温气冷堆核燃料元件厂的一名“新人”。他觉得,国家鼓励清洁能源发展,工厂未来的前景广阔,需要他们这些学历高、专业技术水平强、有国际化思维的年青人,去继承父辈们开创的核事业。

千击万淘虽辛苦,吹尽黄沙始到金。经历了一次创业、二次创业的百折不挠,放眼“十三五”,中核北方核燃料元件有限公司将坚持以强军为首责,推进军民融合发展,在全面完成军工科研生产任务的基础上,完成海上浮动堆元件生产线建设、AP1000燃料组件生产线后续400吨铀扩产项目和高温气冷堆燃料元件生产线扩产项目的建设,提升核电燃料元件产业能力;以军工产品型号和新型燃料元件研制为重点,提升科技创新能力;以加快老旧核设施退役和放射性废物治理为重点,强化环境治理能力;以核安保、核应急、安全生产、质量等基础管理水平提升,以及生产线自动化、信息化、智能化改造和应用为重点,强化基础保障能力,把公司打造成为面向全球、国际一流核材料和核燃料元件生产科研基地。(完)(记者 郭健)

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