從“無例可循”到“成功先例”

【關(guān)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(shè)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(biāo)志著我國在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平。

從20世紀(jì)90年代加入團隊，我全程親歷和見證了高溫氣冷堆技術(shù)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(shù)從實驗室走向商業(yè)化的過程，見證了我國核能技術(shù)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑世界的飛躍過程。

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)團隊瞄準(zhǔn)固有安全核反應(yīng)堆，開展先進核能技術(shù)研發(fā)。而那時候，無論是理念、技術(shù)、材料，還是設(shè)計、建造、運行，國內(nèi)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(shè)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(shù)基礎(chǔ)，近20年，在清華核研院院長、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(shè)計、建造、調(diào)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(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(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)過程中，我們自主研發(fā)了首臺（套）設(shè)備2200余臺，世界首創(chuàng)型設(shè)備超660臺，設(shè)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(shù)還具有廣泛的應(yīng)用場景——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)競爭的發(fā)力點?？v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(guān)鍵技術(shù)，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(jié)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(zhǔn)目標(biāo)，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(lǐng)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(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)勢互補、有風(fēng)險共擔(dān)，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(shù)的商業(yè)化過程中，是至關(guān)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