從“無(wú)例可循”到“成功先例”

【關(guān)鍵詞】高水平科技自立自強(qiáng)

今年3月，政府工作報(bào)告提出，第四代核電機(jī)組等高端裝備研制取得長(zhǎng)足進(jìn)展。報(bào)告中所指的“第四代核電機(jī)組”正是我國(guó)自主建設(shè)并商運(yùn)的山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程。該成果也入選了2023年中國(guó)十大科技進(jìn)展，從2021年12月首次并網(wǎng)發(fā)電至今，已累計(jì)發(fā)電超過(guò)6.5億度。

石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程于2023年12月6日成功商運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

從20世紀(jì)90年代加入團(tuán)隊(duì)，我全程親歷和見證了高溫氣冷堆技術(shù)的每一個(gè)重大“節(jié)點(diǎn)”：2000年10兆瓦高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆建成，2006年高溫氣冷堆被列入國(guó)家科技重大專項(xiàng)，2012年石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程正式開工，2023年投入商業(yè)運(yùn)行。

20多年來(lái)，我是親歷者也是見證者：親歷了高溫氣冷堆技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化的過(guò)程，見證了我國(guó)核能技術(shù)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界的飛躍過(guò)程。

高溫氣冷堆技術(shù)起步很早，最早要追溯到20世紀(jì)80年代清華王大中先生的構(gòu)想。在他的帶領(lǐng)下，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)固有安全核反應(yīng)堆，開展先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)。而那時(shí)候，無(wú)論是理念、技術(shù)、材料，還是設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行，國(guó)內(nèi)都無(wú)先例可循。清華團(tuán)隊(duì)幾乎是從零開始，最終成功研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行了固有安全的高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆HTR-10。

以HTR-10為技術(shù)基礎(chǔ)，近20年，在清華核研院院長(zhǎng)、總工程師張作義的帶領(lǐng)下，世界首座固有安全的模塊式高溫氣冷堆核電站示范工程的研發(fā)及工程實(shí)施順利展開。

石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程，是我國(guó)完全自主設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試和運(yùn)營(yíng)的，它最大的特點(diǎn)就是“固有安全”，即在最極端的情況下，即使反應(yīng)堆突發(fā)故障或遭遇自然災(zāi)害，一切操作系統(tǒng)都失靈的情況下，不靠人為干預(yù)和應(yīng)急冷卻，反應(yīng)堆也不會(huì)出現(xiàn)堆芯熔毀、放射性物質(zhì)大量外泄的情況，仍然可以依靠自身的物理特性，保持安全狀態(tài)。

這其中，涉及無(wú)數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備、材料創(chuàng)新，很多都是由清華團(tuán)隊(duì)一點(diǎn)點(diǎn)“啃”出來(lái)的。如：模塊化理念的工程實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，成功研發(fā)出國(guó)際上性能最優(yōu)的核燃料元件并開發(fā)了國(guó)際上產(chǎn)能最大的生產(chǎn)工藝和設(shè)備技術(shù)體系，突破了大型反應(yīng)堆高溫氦氣冷卻與密封、高溫核級(jí)系統(tǒng)與設(shè)備制造等一系列重大技術(shù)挑戰(zhàn)。在示范工程研發(fā)建設(shè)過(guò)程中，我們自主研發(fā)了首臺(tái)（套）設(shè)備2200余臺(tái)，世界首創(chuàng)型設(shè)備超660臺(tái)，設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化率高達(dá)93.4%。其中還有一些先進(jìn)裝備和工藝，是企業(yè)制造遇到困難時(shí)，由清華科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里試制出來(lái)，再由企業(yè)量產(chǎn)的。

除了發(fā)電，高溫氣冷堆技術(shù)還具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景——如核能制氫、海水淡化、稠油熱采等領(lǐng)域，可為工業(yè)園區(qū)、石化園區(qū)配套項(xiàng)目提供“電+熱+汽+氫”綜合能源服務(wù)。安全、清潔、高效、節(jié)能，已成為世界核能產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)力點(diǎn)。縱觀石島灣高溫氣冷堆示范工程的建設(shè)歷程，不僅縱向跨越20多年，橫向除了清華大學(xué)，還有中國(guó)華能集團(tuán)、中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)三方集聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游500余家單位精誠(chéng)合作，攻克了多項(xiàng)世界級(jí)關(guān)鍵技術(shù)，最終建成了這個(gè)“全球首座”。

我的體會(huì)是高水平科技自立自強(qiáng)不是一朝一夕就能實(shí)現(xiàn)的，靠的是咬定青山不放松的韌勁、始終堅(jiān)持科技自立自強(qiáng)的志氣和矢志登頂?shù)臎Q心。

我們總結(jié)出了三點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：一是咬定青山不放松的心態(tài)。20多年來(lái)，清華團(tuán)隊(duì)心無(wú)旁騖，耐得住寂寞、經(jīng)得住誘惑，瞄準(zhǔn)目標(biāo)，攻克一個(gè)個(gè)“從0到1”的難題，最終實(shí)現(xiàn)了石島灣高溫氣冷堆示范工程從實(shí)驗(yàn)室到商業(yè)化的成功。二是領(lǐng)頭人的戰(zhàn)略眼光。面對(duì)更先進(jìn)的氦氣透平發(fā)電系統(tǒng)等誘惑，張作義果斷將“安全和可行性”放在了第一位，避免了可能的幾十億投資損失，最終建成了具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的示范工程，領(lǐng)跑世界第四代核能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。三是多方協(xié)作。尤其是核能系統(tǒng)這種重大工程，不是僅靠學(xué)校一家就能建成的，一定是多方協(xié)作、精誠(chéng)合作的結(jié)果，尤其需要企業(yè)家的戰(zhàn)略眼光。這其中有聯(lián)合攻關(guān)、有協(xié)同創(chuàng)新、有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、有風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，是一種超越眼前利益、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的合作。這在高溫氣冷堆技術(shù)的商業(yè)化過(guò)程中，是至關(guān)重要的支撐力量。（本報(bào)記者董魯皖龍采訪整理）

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《中國(guó)教育報(bào)》2024年07月08日第1版