從“無例可循”到“成功先例”

【關鍵詞】高水平科技自立自強

今年3月，政府工作報告提出，第四代核電機組等高端裝備研制取得長足進展。報告中所指的“第四代核電機組”正是我國自主建設并商運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年中國十大科技進展，從2021年12月首次并網(wǎng)發(fā)電至今，已累計發(fā)電超過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，標志著我國在第四代核電技術研發(fā)和應用領域達到世界領先水平。

從20世紀90年代加入團隊，我全程親歷和見證了高溫氣冷堆技術的每一個重大“節(jié)點”：2000年10兆瓦高溫氣冷實驗堆建成，2006年高溫氣冷堆被列入國家科技重大專項，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)運行。

20多年來，我是親歷者也是見證者：親歷了高溫氣冷堆技術從實驗室走向商業(yè)化的過程，見證了我國核能技術從跟跑、并跑到領跑世界的飛躍過程。

高溫氣冷堆技術起步很早，最早要追溯到20世紀80年代清華王大中先生的構想。在他的帶領下，清華大學團隊瞄準固有安全核反應堆，開展先進核能技術研發(fā)。而那時候，無論是理念、技術、材料，還是設計、建造、運行，國內都無先例可循。清華團隊幾乎是從零開始，最終成功研發(fā)、設計、建造、運行了固有安全的高溫氣冷實驗堆HTR-10。

以HTR-10為技術基礎，近20年，在清華核研院院長、總工程師張作義的帶領下，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)及工程實施順利展開。

石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程，是我國完全自主設計、建造、調試和運營的，它最大的特點就是“固有安全”，即在最極端的情況下，即使反應堆突發(fā)故障或遭遇自然災害，一切操作系統(tǒng)都失靈的情況下，不靠人為干預和應急冷卻，反應堆也不會出現(xiàn)堆芯熔毀、放射性物質大量外泄的情況，仍然可以依靠自身的物理特性，保持安全狀態(tài)。

這其中，涉及無數(shù)的關鍵技術、設備、材料創(chuàng)新，很多都是由清華團隊一點點“啃”出來的。如：模塊化理念的工程實現(xiàn)和驗證，成功研發(fā)出國際上性能最優(yōu)的核燃料元件并開發(fā)了國際上產(chǎn)能最大的生產(chǎn)工藝和設備技術體系，突破了大型反應堆高溫氦氣冷卻與密封、高溫核級系統(tǒng)與設備制造等一系列重大技術挑戰(zhàn)。在示范工程研發(fā)建設過程中，我們自主研發(fā)了首臺（套）設備2200余臺，世界首創(chuàng)型設備超660臺，設備制造國產(chǎn)化率高達93.4%。其中還有一些先進裝備和工藝，是企業(yè)制造遇到困難時，由清華科研團隊在實驗室里試制出來，再由企業(yè)量產(chǎn)的。

除了發(fā)電，高溫氣冷堆技術還具有廣泛的應用場景——如核能制氫、海水淡化、稠油熱采等領域，可為工業(yè)園區(qū)、石化園區(qū)配套項目提供“電+熱+汽+氫”綜合能源服務。安全、清潔、高效、節(jié)能，已成為世界核能產(chǎn)業(yè)競爭的發(fā)力點。縱觀石島灣高溫氣冷堆示范工程的建設歷程，不僅縱向跨越20多年，橫向除了清華大學，還有中國華能集團、中國核工業(yè)集團三方集聚產(chǎn)業(yè)鏈上下游500余家單位精誠合作，攻克了多項世界級關鍵技術，最終建成了這個“全球首座”。

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

我們總結出了三點經(jīng)驗：一是咬定青山不放松的心態(tài)。20多年來，清華團隊心無旁騖，耐得住寂寞、經(jīng)得住誘惑，瞄準目標，攻克一個個“從0到1”的難題，最終實現(xiàn)了石島灣高溫氣冷堆示范工程從實驗室到商業(yè)化的成功。二是領頭人的戰(zhàn)略眼光。面對更先進的氦氣透平發(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產(chǎn)權的示范工程，領跑世界第四代核能技術的開發(fā)和應用。三是多方協(xié)作。尤其是核能系統(tǒng)這種重大工程，不是僅靠學校一家就能建成的，一定是多方協(xié)作、精誠合作的結果，尤其需要企業(yè)家的戰(zhàn)略眼光。這其中有聯(lián)合攻關、有協(xié)同創(chuàng)新、有優(yōu)勢互補、有風險共擔，是一種超越眼前利益、著眼長遠發(fā)展的合作。這在高溫氣冷堆技術的商業(yè)化過程中，是至關重要的支撐力量。（本報記者董魯皖龍采訪整理）

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《中國教育報》2024年07月08日第1版