记忆碎片

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　　直到1980年代末，被困在夹江山区的核动力院仍然在“流血”，每年都有很多技术骨干流失。1988年10月，当钱积惠接替任和主持核动力院工作时，他所感受到的是形势越来越艰难。在他当院领导的头两年，核动力院面临的最严重的问题就是人才流失，每年都要有200多名技术骨干从山沟里跳到待遇和条件更好的单位去。钱积惠坐不住了，如果这样下去，多年培养起来的核动力技术力量用不了几年就走光了。

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　　钱积惠注意到，虽然此时国务院决定把核动力院列入三线调整计划，部分科技力量迁进成都市，但国家规划计划部门并没有认识到自主发展核动力的重要性。1991年5月2日，钱积惠上书江泽民。他在信中直言国家对核动力基础研究的忽视以及核动力研究基地所面临的困境，并呼吁：中国作为一个发展中国家中的核大国，作为一个已经拥有核潜艇并还要进一步发展自己的军用舰船核动力的国家，理应也有能力走自主发展核电的道路。

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　　江泽民收到了钱积惠的信，并于当年6月15日对信作出批示，赞同支持核动力骨干实验装置的建设（江泽民参与过09工程在机械工业系统的项目，对09工程有很深的情结）。此后，国家计委批准对核动力院投资1.8亿元，在成都建设一批军民核动力骨干试验装置，同时依托这个项目实现了核动力院从夹江到成都的搬迁（涉核的部分仍然留在夹江）。这一项目被称为“615工程”。

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　　615工程建设的试验手段对于开发核反应堆是至关重要的。该工程从1992年8月开始初步设计，1995—1998年完成大部分试验装置的安装。在核动力院反应堆试验研究所，18台（套）复杂的试验装置分布在巨大的厂房里，它们涵盖了几乎所有的反应堆工程试验研究：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、水化学试验装置、动力设备综合试验装置、舰船核动力主设备支撑抗冲击试验装置、舰船核动力主泵试验台……有些装置据称世界仅有。所有这些试验装置全部是核动力院自己设计的，为后来的秦山二期核电站压水堆的自主设计和建造，以及新一代核潜艇的开发，作出了“不可替代的贡献”。

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　　试验手段是主要的研发工具，而包括设施和经验在内的试验能力则是核动力院的特质资产。产品开发是一种工程创造，其首要环节是设计，但设计的可行性只有经过从材料、元件到整机样机的一系列试验才能被证明。因此，像核动力装置这样的复杂产品的开发，通常要经过几十轮次试验的反馈与修正，解决成百上千的问题，才能推进。可以说，自主研发反应堆（以及其他复杂产品）的大部分投资、风险和技术能力都集中在工程试验阶段。因此，试验手段和试验能力决定产品开发能力。

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　　仅以在核电技术上拥有知识产权的关键环节之一——反应堆燃料元件、组件的设计开发为例：第一，由于这个系统是在核辐射的条件下工作（在这种条件下工作的系统还包括控制棒驱动机构和压力壳等设备的材料），所以其必须在工具堆内经受辐照的考验——属于带核的试验。第二，必须在大型热工试验装置上进行临界热流密度试验（俗称烧毁试验）——属于非核的试验。原因在于，当燃料组件上的热流密度达到一定程度，（冷却剂）流体就带不走热量，积累起来的热量就会导致堆芯融化、烧毁，造成核事故。但在不允许反应堆内的燃料元件烧毁的同时，又必须使堆芯功率尽可能地升高以保证核能的经济性。要达到这个双重要求的目标，就必须确定烧毁的极限点。虽然有理论公式可以计算这个问题，但公式对不同结构的适用性不同。因此，准确找到极限点只能通过临界热流密度试验（即获得经验公式）。不同的组件会有不同的烧毁点，所以烧毁试验是开发新的燃料组件的必要条件。

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　　[注：临界热流密度试验的步骤是：加热——确定什么时候热量传不出来（既要找临界点，又要求不能烧毁，这里有操作上的诀窍）——在传热恶化瞬间停下，避免实际烧毁，减小试验代价。]

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　　核动力院的试验手段——工程试验堆（工具堆）、大型试验台架以及众多的专用仪器仪表——全部是自主设计开发出来的，本身就是该院产品开发平台所产出的另一类特殊产品。设计开发这类产品必须依靠在产品开发中长期积累的经验，因为试验台架（包括所有的功能机构）的设计取决于对试验方法的掌握（以帮助设计者决定要什么、不要什么），而试验方法则包括了大量来自经验的诀窍。因此，试验台架的效能还取决于使用这些设备的经验知识。

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　　615台架所体现的试验能力就是三四十年持续产品开发经验积累的结果。以水化学试验台架为例，设计这个台架的难点在于要掌握缩小比例试验的模拟技术，因为该台架在缩小了流程比例之后，就要考虑在实际反应堆运行中无须考虑的绝缘与密封问题，才能保证水流量、传热特性与实际反应堆的运行状况一致。核动力院所掌握的模拟技术是一套模拟准则——这些准则起源于核潜艇陆上模式堆的开发并经过不断修正而获得。

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　　[注：进行水化学试验的原因是：反应堆系统一回路中的水是带有放射性残留的，而且传热介质的结垢会影响传热，所以必须检验水质和材料的可溶性，要求水质达到不腐蚀、传热好、不能有水垢）。]

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　　设计试验台架之难往往比设计终端产品（如反应堆）还难，难就难在需要大量只能经验性获得的缄默知识。在核动力院的实验室里，很多模拟、密封、测试和控制的技术诀窍都是前辈技术人员从长期经验中摸索出来的，并依靠老工程师手把手教给年轻工程师而传承。由于试验手段封装了更多的缄默知识（技术“黑匣子”），所以对于其他组织来说，这些技术是无法模仿的，甚至无法通过逆向工程来理解。因此，这些试验手段是高度组织特定的，离开了开发出这些工具的组织就没有任何用处。例如，任何人想使用615试验台架，只能委托核动力院的技术人员来进行试验，否则谁也无法让这些台架实现预定的功能。

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　　对试验手段的分析可以充分证明引进路线的谬误：对于声称通过购买外国核电站可以实现核电技术的“消化、吸收、再创新”的说辞，说轻了是无知，说重了则是谎言。引进核电技术充其量是购买核电站的设计，而要想在外国设计的基础上再创新，则必须具有试验能力，否则没有人能够甚至敢于去修改、变更原设计。但试验能力（包括硬件和软件）是长期自主开发的结果，与产品开发平台互为因果。引进路线可以从市场上购买产品和产品设计，但永远不可能从市场上购买到试验手段。因此，声称买了外国核电站就获得了核电技术，无异于声称从粮店买回家一袋米就获得了培育稻种和种植稻子的技术。

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　　最后需要指出，有形的试验手段（如试验台架）必须随着产品开发的目标要求而更新。例如，核动力院在夹江的第一批试验台架是为了开发核潜艇陆上模式堆而建的，615试验台架则支撑了秦山二期核电站和第二代核潜艇的开发，而新一代的产品开发将要求新一代的试验台架。但正如前面已经分析的那样，设计和使用下一代的试验台架必须依靠过去积累起来的经验知识——没有什么例子比这更好地说明，虽然有形的产品会经常发生非连续性的变化，但产品开发平台及其所体现的技术能力却永远是连续的。

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　　在最困难的阶段，核动力院始终坚持着对核潜艇动力堆的研究，一直坚持到1990年代末中国上马第二代核潜艇工程。

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　　讲一下第一位新型反应堆总设计师刘聚奎的经历。刘聚奎从1960年代中期就在715所参与设计核潜艇动力堆的总体结构方案。1967年，他受命研究下一代潜艇核动力技术。当715所搬迁到909基地时，他只身从北京来到四川夹江。在设计建造核潜艇陆上模式堆（196堆）的过程中，刘聚奎是燃料组件总体结构论证课题组的负责人，也是研制燃料棒定位格架等重要部件的创始人之一，为解决燃料棒定位问题立下汗马功劳。他和同事们创造出来的束棒型控制棒在当时是世界首创，使堆高降低约一米，使堆舱和主机舱得到较好的匹配。

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　　196堆建成后，刘聚奎继续从事新型反应堆的研究设计。1970年代末，在“军转民”的大势下，研究陷入停滞状态。为了争取项目立项以使研究持续下去，项目组每年都要与有关部门开协调会，论证、争辩甚至争吵。1979年秋的一天，赵仁恺把刘聚奎等几个参加论证会的人拉上，花10元钱在北京动物园附近的一家餐馆里请大家吃了一顿狗肉。那是一顿伤心饭，因为回到基地后，项目组就基本解散了。在随后的几年里，科研人员因为无事可做纷纷调走，刘聚奎也找好了接收单位，准备一走了之。他说：1960年代搞潜艇动力堆时，条件那么艰苦，大家都没想过离开；但没有任务、没有方向，不走又能怎么办？

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　　是核动力院参与核电的努力把刘聚奎留下了——他参加了吉林化工公司、辽阳化工总厂和上海金山石化总厂建设小型核热电厂的可行性论证工作，又参加了秦山二期工程的早期方案演练和总体方案设计工作。在从军用核动力转向核电研究的过程中，他忘我地学习新领域的知识，但也从来没有放弃对新型动力堆的研究。

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　　刘聚奎三十年如一日，坚信新型反应堆的可行性，而这三十年恰恰是中国核潜艇工程的断档期。在没有项目背景、没有国家经费投入，几十年辛辛苦苦的追求有可能付诸东流的情况下，他没有丝毫的动摇。他是参加了“八五”“九五”“十五”军用核动力预研规划的“三朝元老”（退休后还被邀请参加“十一五”规划），目光始终盯着世界先进水平和发展方向。正是因为有了这样的人，核动力院才能够在极其困难的条件下，哪怕是自筹资金，也坚持了对新型反应堆的长期探索研究。

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　　1992年，停顿多年的新型反应堆预研工作又提上议事日程。刘聚奎被核动力院任命为第一任新型动力装置的总设计师。他上任后任劳任怨，以无私的奉献为工程奠定了坚实的技术基础。把这个火种保存下来并最终点燃的刘聚奎总设计师早已退休；但同时，新型反应堆的工程也已经上马，而装备这种动力之源的新型核潜艇必将为捍卫中国的国家安全和领土完整做出重大贡献。

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3  　　“华龙一号”的技术源头

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　　“华龙一号”的设计基础是秦山二期核电站。

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　　核动力院在秦山二期中标并非偶然，完全是凭技术实力赢得的。[注：关于核动力研究设计院中标秦山二期的过程参见《新火》第二章上篇。]这种实力不但来自建造核潜艇陆上模式堆、高通量工程试验堆这样的国家项目，而且来自开拓核动力市场以及为核电建设提供技术支援的经验，更来自在长期技术研发中形成的创造性。

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　　在“军转民”的困难时期，核动力院仍然保持着技术研发的“冲动”，在国家下马的项目基础上建成了乏燃料堆（岷江堆），以利用高通量堆使用过的乏燃料。更典型的项目是被称为核动力院“第三个里程碑”的脉冲堆，它的上马过程完全是自下而上推动的。脉冲堆是使用铀氢锆燃料元件、具有脉冲运行能力的小型池式试验堆（热中子反应堆）。1957年，美国通用原子公司（Gulf General Atomic Corporation）开发出世界上第一个脉冲堆，一直独家垄断技术和市场。1975年，核动力院的技术人员从报刊上获得脉冲堆的信息后，开始研究并向院里提出建堆的建议。1979年4月，核动力院把研究人员提出的概念设计方案上报二机部。虽然很快得到批准，但它只是一个没有列入国家计划、没有经费的项目，只能靠院里东拼西凑地自筹资金。

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　　1981年担任脉冲堆研制组技术负责人的夏祥贵，在项目一度因人员调走、经费减少而前景黯淡的条件下，坚持了整整10年。脉冲堆的特性主要取决于其特殊的燃料元件，承担开发燃料元件任务的四所是一支吃苦耐劳的队伍。经过几年的努力，课题组用自己独创的氢化工艺实现了渗氢，于1988年4—9月正式生产铀氢锆燃料元件。为了省钱，从1986年4月开始正式安装的脉冲堆建在一个废弃的厂房。现场总指挥李达忠对当年最深的回忆就是“真是太累了”。工程组副组长丁家祥出身工人技师，1969年从上海调到909基地。他在上海时参加过中国自主开发的第一台12.5千瓦双水内冷汽轮发电机组的建设，到四川夹江后又参加了陆上模式堆和高通量堆的建设。他在工作中从来都自己动手，因长期劳累患上劳累型心脏病。1990年7月22日，中国脉冲堆首次达到临界。在举行建成庆典的时候，总设计师夏祥贵却因操劳过度住进了医院。

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　　在10年的时间里，核动力院动员了几百名科技人员和技术工人，完成技术攻关和科学试验上百项，自己开发非标准仪器设备上百项，连施工也完全是自己干的。脉冲堆以独特的设计获得了国家专利，还获得了核工业科技进步一等奖和国家科学技术进步二等奖。1993年，核动力院向军方提供了一座功能更加齐全的脉冲反应堆，在中国签署禁止核武器试验条约后用于模拟核爆试验。

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　　有意思的是，美国通用原子公司闻讯后不相信中国人能开发这种技术，认为核动力院“盗窃”了它的技术。1992年初夏，双方代表在深圳会谈。中方说明了核动力院攻克铀氢锆元件的独特工艺路线——低压渗氢（比通用原子公司的高压渗氢更为简单和先进），并向美方展示了有关低压渗氢的设备外形照片。不到一个小时，美方代表就被事实说服。谈判在友好的气氛中结束，美方还提出了合作的设想。

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　　核动力院还是国内最早跟踪新型核电反应堆的研发组织之一。

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　　1987年，设计部总体室成立先进堆技术开发小组，提出以西屋AP600为跟踪目标，结合中国国情开发自己的先进压水堆核电站，定名为AC600。开发小组明确提出以先进堆芯、非能动安全系统和系统及设备简化三项内容作为开发重点。1989年，核动力院还与西屋公司草签了《技术合作与交流意向书》，后来因为某些政治因素未生效。1990年10月，在国际原子能机构的支持和帮助下，核动力院在四川省峨眉山市召开先进压水堆国际会议，20多个国家、地区的专家和学者参加会议，AC600也成为在国际同行中具有一定知名度的堆型。

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　　但到1996年，核动力院关于开发AC600的“九五”规划在国家科委、国家计委和国家经贸委转了一圈之后，被决策者以“没有工程目标”为由下马。10年之后，在AP600基础上改进而来的AP1000，成为中国政府第三轮核电引进的首选堆型。此外，按照核工业部下达的任务，1987年5月核动力院设计部还成立高温气冷堆研究小组，主要任务是调研和学习国外研究开发高温气冷堆的情况和技术特点。1995年，中核总停止了经费支持，核动力院的跟踪任务随之结束。

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　　上述四个项目代表了核动力院在困难时期主动进行技术开发的主要努力，其中两个成功、两个失败。但失败的原因不是技术方面的，它们不同的结果似乎证明了一个规律：凡是能够按照研发组织自己的意愿坚持下去的项目就会成功，凡是仰赖于上级行政部门意志的项目就必定失败。