科技日報記者 陳瑜
山東榮成石島灣，全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站示范工程現(xiàn)場，工程走向商運(yùn)前的最終調(diào)試正在緊張進(jìn)行。
2021年12月20日，示范工程并網(wǎng)成功，我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核能技術(shù)的國家之一。
高溫氣冷堆被稱作“傻瓜堆”——發(fā)生異常情況時，該堆可以在不需要任何人為干預(yù)的情況下保持安全狀態(tài)。這對視安全為生命線的核電意義重大。
2003年至今，清華大學(xué)、中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡稱中核集團(tuán)）、中國華能集團(tuán)有限公司（以下簡稱中國華能）“牽手”近20載，聯(lián)合一批大型企業(yè)，推動我國高溫氣冷堆從“樣品”變?yōu)椤爱a(chǎn)品”。從10兆瓦實(shí)驗(yàn)堆到20萬千瓦示范工程，首臺套設(shè)備達(dá)2200多臺（套），創(chuàng)新型設(shè)備有600余臺（套），設(shè)備國產(chǎn)化率高達(dá)93.4%。
在清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院（以下簡稱核研院）黨委書記、高溫氣冷堆核燃料元件研發(fā)工作帶頭人唐亞平看來，并網(wǎng)成功是合作帶來的直觀效益，更深層的效益則是通過體制機(jī)制創(chuàng)新，把高校和企業(yè)緊緊地結(jié)合在一起，將“小核心、大協(xié)作”這一協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略構(gòu)想落到了實(shí)處、取得了實(shí)效，這將給未來的高溫氣冷堆批量化、商業(yè)化、國際化帶來可觀前景。
合理配股 構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新格局
2003年1月29日，清華大學(xué)10兆瓦高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆成功實(shí)現(xiàn)72小時連續(xù)滿功率運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)成功后，清華大學(xué)希望尋找志同道合且具有雄厚實(shí)力的央企合作推動成果產(chǎn)業(yè)化。此時，對正在為謀求更高質(zhì)量發(fā)展尋找突破的原中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)（2018年與中核集團(tuán)重組）來說，清華大學(xué)的橄欖枝無異天賜良機(jī)。
雙方一拍即合，通過校企合作正式啟動高溫氣冷堆工程轉(zhuǎn)化研究。
作為參與合作談判的主要成員之一，中核集團(tuán)中核能源科技有限公司（以下簡稱中核能源）黨委書記、董事長張國華回憶起當(dāng)年的場景仍歷歷在目，“因?yàn)槭堑谝淮?，大家都是摸著石頭過河，過程很艱苦，但也卓有成效，包括成立高溫氣冷堆科技成果轉(zhuǎn)化平臺——中核能源，推動高溫氣冷堆技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”。
然而，“一拍即合”并不意味著“一帆風(fēng)順”。
一開始，雙方都有顧慮：資本方懷疑技術(shù)方到底能不能研發(fā)出真正滿足市場需求的產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)自身投資價值，技術(shù)方也對資本方是不是真心實(shí)意、能不能堅定不移支持技術(shù)研發(fā)并進(jìn)行商業(yè)推廣沒底。
“怎么分工、如何互補(bǔ)？怎么分擔(dān)責(zé)任、如何考慮收益預(yù)期？這些事情如果不明晰，會影響合作積極性、緊密程度以及投入力度?！睆垏A告訴記者，中核能源成立之初采用了雙方各占50%的股權(quán)分配方式，為“小核心、大協(xié)作”創(chuàng)新體系奠定了重要基礎(chǔ)。
2004年，隨著中國華能的加入，高溫氣冷堆示范工程三方合作、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的新格局正式形成，校企合作、協(xié)同創(chuàng)新邁上新臺階。
聯(lián)合攻關(guān) 共同承擔(dān)國家使命
高溫氣冷堆的高安全性主要得益于一種基于陶瓷型的4層包覆顆粒的全陶瓷型核燃料元件。這也是“買不來、要不來、討不來”的關(guān)鍵核心技術(shù)。
“清華大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里將這項技術(shù)走通后，在國家科技重大專項支持下，與中核北方核燃料元件有限公司展開合作攻關(guān)，讓實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工程化、變成了生產(chǎn)力?！碧苼喥秸f。
作為全球首堆，示范工程沒有可借鑒經(jīng)驗(yàn)，面臨諸多類似的高難度技術(shù)挑戰(zhàn)。
蒸汽發(fā)生器被稱為“核電之肺”，也是高溫氣冷堆最關(guān)鍵設(shè)備之一。2008年，承擔(dān)蒸汽發(fā)生器制造任務(wù)的哈電集團(tuán)組建新團(tuán)隊、建設(shè)新廠房準(zhǔn)備一鼓作氣拿下新技術(shù)。
然而，問題接踵而來。最初的設(shè)計是將10兆瓦實(shí)驗(yàn)堆小規(guī)模的非工業(yè)化設(shè)備數(shù)據(jù)提高兩到三個量級形成的，然而制造難度太大、經(jīng)濟(jì)性不好、后續(xù)可檢驗(yàn)性不足。
2015年春，為加快蒸汽發(fā)生器制造，確保按期交付，在項目業(yè)主單位華能石島灣核電公司的組織下，作為EPC總包方，中核能源推動哈電集團(tuán)制造專家、核研院設(shè)計專家及業(yè)主設(shè)備采購、安裝管理人員協(xié)同創(chuàng)新、聯(lián)合攻關(guān)。
聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊在高溫堆一比一的工程實(shí)驗(yàn)室一起協(xié)作，經(jīng)過8個月不懈努力，前后完成8版設(shè)計，修改100多處細(xì)項，并一一驗(yàn)證。2018年，從最初算起歷時10年，團(tuán)隊攻克了30多項關(guān)鍵技術(shù)、打造出了“高溫氣冷堆之肺”，其中高精密換熱管對接焊工藝等18項重大工藝均為國內(nèi)首創(chuàng)。
出了錢還要出人？這在以前是不可思議的事，在示范工程建設(shè)過程中卻成為常態(tài)。
“因?yàn)槭鞘锥眩贤瑢懙迷偌?xì)，也會碰到很多沒有想到的事?！睆垏A經(jīng)常說，“不要把與清華大學(xué)的合作看作一般商業(yè)化工程，而要看成是在聯(lián)合攻關(guān)，在共同承擔(dān)國家使命。”
逐步接受這個觀點(diǎn)后，三方合作就越來越順暢了。
“師徒制”促進(jìn)文化深度融合
除了創(chuàng)新難度大，合作之初三方還面臨文化沖突，尤其在示范工程設(shè)計工作中。
核研院老師習(xí)慣于學(xué)術(shù)研究，喜歡不斷探索、追求完美，對設(shè)計成果精益求精。中核能源設(shè)計人員則更多是工程思維，更加注重進(jìn)度、成本、可靠性。中國華能設(shè)計管理人員更強(qiáng)調(diào)項目安全、質(zhì)量、進(jìn)度、成本“四大控制”。
“我們推動公司與清華大學(xué)共同成立‘聯(lián)合總體室’，聯(lián)合舉辦核工程碩士班，建立‘師徒制’等多種舉措全面促進(jìn)相互理解與深度融合?！睆垏A說，多年文化融合的成效是顯而易見的：老師們更加重視工程技術(shù)工作“合理可行、規(guī)范變更”的原則，公司員工則更加理解、尊重老師們對創(chuàng)新的追求。
中核能源原副總經(jīng)理楊明德是核研院教授，曾在示范工程現(xiàn)場堅守了4年。他深情地表示，自己既是清華人也是中核人。
如今，中核能源52%的員工擁有碩士及以上學(xué)歷，40%擁有高級職稱，其中大部分經(jīng)過了核研院工程碩士班的培養(yǎng)，雙方建立了亦師亦友的深厚情誼。在共同的事業(yè)中，高校文化和工程文化和諧共生、相得益彰。
中核集團(tuán)科技質(zhì)量與信息化部主任尹衛(wèi)平表示，科技創(chuàng)新是核工業(yè)的立業(yè)之本，是核工業(yè)發(fā)展之魂。在當(dāng)前歷史階段，核科技創(chuàng)新的重要地位絲毫不亞于任何一個歷史時期。中核集團(tuán)堅持“小核心、大協(xié)作”的理念，加強(qiáng)和擴(kuò)大“國內(nèi)翼”合作，發(fā)揮協(xié)同創(chuàng)新單位的優(yōu)勢來共同推動解決集團(tuán)關(guān)注的科學(xué)問題，成為集團(tuán)公司研發(fā)體系的重要組成部分和科技創(chuàng)新“新勢力”。
點(diǎn)評 推動科技創(chuàng)新和工程技術(shù)發(fā)展深度融合，打通從科技強(qiáng)到產(chǎn)業(yè)強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)強(qiáng)、國家強(qiáng)的通道，科技成果轉(zhuǎn)化是重要環(huán)節(jié)。完全自主創(chuàng)新、領(lǐng)先世界的高溫氣冷堆技術(shù)的轉(zhuǎn)化是無人區(qū)的探索，可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)有限，而且周期長、見效慢、隊伍難以穩(wěn)定。合作各方將科技自立自強(qiáng)視為國家強(qiáng)盛之基、安全之要，在摸著石頭過河的過程中，破解了機(jī)制沖突、利益沖突、文化沖突，將各方力量擰成一股繩，最終實(shí)驗(yàn)室“樣品”變成了“產(chǎn)品”，組建了自主可控的高溫氣冷堆產(chǎn)業(yè)鏈，打造出新的國之重器。
