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全球首座第四代核电站有群硬“核”青年

2024-05-22 来源:中国环境报
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“4月29日,共青团中央、全国青联发布关于颁授第28届中国青年五四奖章的决定。华能山东石岛湾核电有限公司运行部榜上有名,获颁第28届中国青年五四奖章集体。”
当耳畔的欢呼与手机里隔着屏幕的祝贺纷至沓来时,华能山东石岛湾核电有限公司运行部主任陈立强的思绪却倒回2007年,他作为第一批建设者初来石岛湾的日子。
“用青春见证世界先进核电技术划时代的跨越是幸运的。”从目睹2012年12月9日高温气冷堆核电站示范工程(以下简称示范工程)浇筑的第一罐混凝土,到亲历2023年12月6日示范工程正式投入商运,陈立强回忆一路过程,“好像一辆呼啸着前行的火车,‘逢山开道,遇水搭桥’,经历种种。”
作为建设国家科技重大专项——高温气冷堆核电站示范工程的主力军,华能山东石岛湾核电公司运行部是一支平均年龄仅为32岁的年轻队伍。
这支年轻队伍和同事们一起,在示范工程建设中承担了反应堆首次装料、首次临界、双堆满功率运行、瞬态试验、168小时商运考核等一系列重大操作任务。在示范工程成为全球首座投入商业化运行的第四代核电站这一成就的背后,闪耀着华能核电人矢志不渝的科技报国梦想。
当一群青年决定掌握第四代先进核电技术
“不怕没有电、不怕没有水、不怕没有气、不怕没有人。”华能石岛湾核电公司运行值长李源用“四不怕”向记者直观总结第四代先进核电技术的特点,“在最极端的情况下,即使反应堆突发故障或遭遇自然灾害,一切操作系统都失灵的情况下,不依靠任何外界干预,反应堆仍然可以依靠自身的物理特性,保持安全状态。”
作为最早一批示范工程的探索者,李源与石岛湾核电缘分的起点始于“200号”——这是北京市昌平区燕山脚下清华大学核能与新能源技术研究院的代号。他还记得初次来到“200号”,固有安全性的10兆瓦高温气冷实验堆(HTR-10)出现在眼前的样子。
“只在课本里提到过的高温气冷堆,第一次实实在在地在我们面前展开了蓝图。面对参与国家科技重大专项的机会,不心动是假的。”“黄金人”王远磊谈起选择加入示范工程建设的最初契机。
2008年,华能山东石岛湾核电公司运行部开始招收第一批生产备员,这批高温气冷堆最早期培养的人才队伍,在清华大学度过了为期6年的学习实践时光。
“前脚刚走出大学来到工作岗位,后脚又踏入了大学,甚至培训强度比校园时代更大。早跑操、晚自习一个不落,每天早上6:30准时吹哨,晚自习21:00结束。”陈立强向记者回忆起当时培训期间严格的作息表,“一开始就是半年高强度的培训,大大小小学习了60多门课程,期间还隔三差五穿插着各种考试。”
王远磊用“高考都没有这么自律过”形容这段在“200号”深耕第四代核电技术的时光。等人高的培训资料、上百场考核,海绵吸水般的成长故事写在昌平2000多个封闭学习的日夜里。“所有人都努力争取早日把所学用到实践中,没有人想过中途放弃。”他说道。
如今,当这批年轻人早已走出校园返回石岛湾,他们已经成长为示范工程的中坚力量。一串数字见证着运行部人才培训的成绩单,累计自主培养高温气冷堆核电站“黄金人”高级操纵员26人、操纵员74人,全国能源化学地质工会“大国工匠”1人……
从“0”到“1”的首创
核电站的技术文件是运行人员操控核电机组的技术依据,也是核安全最重要的保障。示范工程作为世界上首个应用模块式高温气冷堆技术的第四代核电站,没有技术体系可以借鉴,一切只能从零开始。
在首创技术体系中,最关键且最困难的环节,莫过于事故规程的制订编写。这是核电站在偏离正常运行工况或事故时,用于指导运行人员判断情况、在保护系统触发紧急停堆、停机或专设安全设施动作后,采取规定后续行动以缓解或限制事故后果的书面操作规程。
“建立高温气冷堆规程体系的任务就摆在前方,总得有人跳出来第一个承担。”怀揣着“初生牛犊不怕虎”的闯劲儿,李源选择主动请缨成立事故规程小组。
事故规程的编写却在起步阶段一度陷入僵局。高温气冷堆尚属核电厂事故规程的空白领域,团队曾与设计方探讨事故规程编写细节,但最重要的处理导则并不完善。
“当时已有的基础条件,只有10兆瓦高温气冷实验堆的零散指南,但实验堆和核电站的规模相差甚远。我们再从压水堆AP1000堆型的事故规程处理思路开始琢磨,发现高温气冷堆跟压水堆的技术特点虽然千差万别,但从本质上来说,反应性控制、余热导出、包容放射性物质这三大核电站的安全功能,却万变不离其宗。”李源说道。
高温气冷堆的特点被一步步“揉”进“以征兆为导向”的技术路线中,1100多条事件序列的每个环节都曾经历反复的推敲斟酌。“比如压水堆是一堆一机,反应堆和汽轮机之间具备一一对应的关系。但高温气冷堆是两个反应堆带一个汽轮机,光是梳理机组状态,就有20多种不同的工况。”李源向记者详细解释道。事故规程小组经过一遍遍梳理高温气冷堆一、二回路工况,自主编制处理导则并开发事故规程,终于构建起较为完善的事故规程框架。
但搭建的事故规程能否真正适用于示范工程?只有验证的结果能给出具体答案。所有事故规程被规程验证小组划分为34个场景,在模拟机上反复验证、修改。“洗衣机般大小的纸箱,验证文件堆了一箱又一箱,从早到晚‘闷’在模拟机房是常有的事。”李源回忆道。
60个日夜的不懈努力换来了一个好结果,这份3000多页的事故规程验证报告最终得到了设计方和行业内专家的评价和认可。而在此前,凭运行人员自主搭建技术文件体系,在行业内从未有过。
从“0”到“1”的时刻,曾在荣成石岛湾核电站反复上演。运行部研发出适用于高温气冷堆二回路的化学清洗工艺、清洗介质及专用缓蚀剂并工业应用,在国内外首次实现了运用化学清洗方式对核电站二回路进行启动前清洁;研发适用于高温气冷堆蒸汽发生器腐蚀控制技术方案并工业应用,解决了高温气冷堆二回路水化学腐蚀控制的技术难题,经鉴定整体技术居国际领先水平……
攀登示范工程至高点
“从示范工程的角度来讲,我们希望高温气冷堆核电站一开始就站在高起点上。”身为运行部主任的陈立强还有另一重身份,以他名字命名的“陈立强劳模创新工作室”负责人。
攻克计算机化规程系统(COPS)研发课题,成为这群青年人站在高起点一个突破口。
这套自动推荐适用的执行程序,是在保障高温气冷堆固有安全性的基础上增加的一道“双保险”。“计算机化规程系统的执行流程类似于医生给患者看病,根据检查结果医生判断患者问题出在哪里,开出相应药方。系统先对核电站所处状态进行判断,算出操作人员的最佳处理方案,然后弹出相应规程。”陈立强向记者解释道。
但1100多份规程互相关联,其间的关系错综复杂、千丝万缕。一个细微的逻辑路线区别,都可能导致结果发生意想不到的偏移。
课题研发开始后,因为过分投入而忘记吃饭的情形时有发生。“满脑袋的逻辑就是我们的‘家常便饭’。”运行部的青年打趣地形容这段泡在创新工作室的经历。分析研究多个报警或异常时的运行状态、为每份规程设置弹出条件,成为他们开展工作的日常。经过一遍遍的讨论、验证,计算机化规程系统功能如今已趋于完善,课题顺利通过验收。
在创新工作室,越来越多的年轻人开始主动建立以专利、技术标准、软件著作权为核心的自主知识产权体系,贾文婷便是其中的一员。
反应堆一回路的氦气在运行一段时间后,常有杂质引入。保证一回路中氦气的纯度与净化装置的可再生性,这些此前未曾有解决方案的技术问题,成为贾文婷主动征服的高点。
贾文婷决定自己做技术攻关的带头人。研究氦气中7种杂质气体浓度,包括放射性核素的浓度后,在几十万个放射性化学数据的滚动比对分析中,她最终找到了问题的答案。
累累硕果见证这支青年队伍一步步的攀高历程。团队承担3项国家级重大专项科研项目、7项华能集团科研项目及多项公司前瞻性课题。近3年共申请专利86项,授权专利51项,牵头开展16项高温堆技术标准制定,发表中文核心及以上学术论文7篇……
对于李源来说,这场示范工程的攀登却永无止境。“荣誉所记载都是过往的成绩,核安全源于本能,始于习惯。保持如履薄冰的心态,保障示范工程后续40年的安全、稳定运行才是眼下踏踏实实应该做的事。”李源向记者笑着说道,“等到40年后回望之时,我们才有底气说声——‘这些年一路走来,运行工作干得不错,辛苦了’。”

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