編者按：

2021年1月30日，“華龍一號(hào)”全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行。這標(biāo)志著中國(guó)打破了國(guó)外核電技術(shù)壟斷，正式進(jìn)入核電技術(shù)先進(jìn)國(guó)家行列。

長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海?！叭A龍一號(hào)”采用我國(guó)和國(guó)際上使用經(jīng)驗(yàn)最豐富、安全紀(jì)錄最好的壓水堆堆型，其研發(fā)是在繼承我國(guó)30年核電技術(shù)發(fā)展成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新，形成“華龍一號(hào)”這一值得中國(guó)人自豪和驕傲的重大成果。

《中國(guó)核能》推出專(zhuān)題報(bào)道，為讀者展現(xiàn)“華龍一號(hào)”的研發(fā)和建設(shè)者們數(shù)年執(zhí)著堅(jiān)守，把責(zé)任扛在肩上，攻堅(jiān)克難，嘔心瀝血，潛心鉆研，終于打造出閃耀著中國(guó)人智慧的“大國(guó)重器”和“國(guó)家名片”的精彩故事。

如果把核島中大大小小的設(shè)備比作“華龍一號(hào)”巨龍身體里的各個(gè)器官，那么堆內(nèi)構(gòu)件就是龍身中的經(jīng)絡(luò)臟腑，支撐巨龍騰飛的“龍骨”。

從風(fēng)華正茂到天命之年，中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院的曹銳伴隨著我國(guó)核電事業(yè)一路前行，經(jīng)歷過(guò)坎坷、沮喪、希望、挫折和奮斗，最終成長(zhǎng)為“華龍一號(hào)”反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)師。正如大家所說(shuō)，曹銳和他的團(tuán)隊(duì)是“華龍一號(hào)”這條龍經(jīng)絡(luò)臟腑的搭建者。

▲曹銳（左五）一行赴巴基斯坦卡拉奇現(xiàn)場(chǎng)辦進(jìn)行慰問(wèn)

一本二十多年前的筆記本

一本已經(jīng)泛黃的筆記本，因?yàn)闀r(shí)光的磨礪，紙張已經(jīng)變得有些脆軟，但略顯凌亂的筆跡依然清晰可辨。這些筆跡，仿佛擺脫了時(shí)空的維度，帶著我們一起回到了23年前，記錄著在中國(guó)西南的大山深處召開(kāi)的一場(chǎng)閉門(mén)會(huì)議。

1997年，秦山二期的設(shè)計(jì)工作基本完成，時(shí)任中國(guó)核動(dòng)力院副院長(zhǎng)的張森如，敏銳地感覺(jué)到自主核電要發(fā)展，必須考慮后續(xù)該怎么走。他抽調(diào)各專(zhuān)業(yè)骨干，經(jīng)過(guò)兩天的激烈研討，確定了177盒燃料組件、更大尺寸的壓力容器等重要技術(shù)參數(shù)。當(dāng)時(shí)參會(huì)的十幾個(gè)人，沒(méi)有想到這次的技術(shù)研討成果，會(huì)成長(zhǎng)為扛起國(guó)內(nèi)核電大旗、令國(guó)人為之驕傲的我國(guó)第三代核電技術(shù)——“華龍一號(hào)”。

筆記本的所有者——當(dāng)時(shí)30歲的曹銳，作為反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的代表參會(huì)，有幸成為歷史的見(jiàn)證者和記錄者。

一張手工畫(huà)制的三維軸測(cè)圖

只有如饑似渴地學(xué)習(xí)，才能云程發(fā)軔。對(duì)于初出茅廬的曹銳亦是如此。

曹銳入門(mén)核動(dòng)力裝置系統(tǒng)，始于一張三維軸測(cè)圖。

1989年的秋天，從成都科技大學(xué)（現(xiàn)四川大學(xué)）畢業(yè)的曹銳，進(jìn)入了核動(dòng)力院反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)研究室工作?；C(jī)械專(zhuān)業(yè)出身的曹銳，對(duì)反應(yīng)堆的概念基本屬于一片空白?！皡⒓庸ぷ骱?，遇到了幾個(gè)好老師，言傳身教地帶我”。游德戌、關(guān)建維、張振亞、張鳳林、謝重等老師將反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)知識(shí)一點(diǎn)一點(diǎn)傳授給了曹銳，并給了曹銳和同事一個(gè)任務(wù)——畫(huà)一張反應(yīng)堆裝置的三維軸測(cè)圖。

當(dāng)時(shí)，剛?cè)肼毜牟茕J還沒(méi)有宿舍，在工會(huì)圖書(shū)室的倉(cāng)庫(kù)里住了半年。“宿舍和辦公室在一棟樓，也方便。我吃完飯就去辦公室畫(huà)，到十點(diǎn)多回去睡覺(jué)，第二天一早再繼續(xù)畫(huà)。”整整一個(gè)多月，兩個(gè)人趴在圖板上。整個(gè)核動(dòng)力裝置的系統(tǒng)、主設(shè)備、管道，全在這張1米ｘ0.8米的圖紙上。畫(huà)完后，曹銳對(duì)反應(yīng)堆裝置才有了比較深刻的了解，算是入門(mén)了。

秦山二期核電站是“華龍一號(hào)”的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，也是核動(dòng)力院進(jìn)入核電領(lǐng)域的里程碑。秦山二期時(shí)期，和法國(guó)簽訂了咨詢包，曹銳有了去法國(guó)咨詢和學(xué)習(xí)的寶貴機(jī)會(huì)。那是1995年，去法國(guó)非常不易，代價(jià)也高，曹銳壓力很大。

去之前，組里花了幾個(gè)月的時(shí)間，列了上百條的問(wèn)題清單?！笆裁炊紗?wèn)?，F(xiàn)在看來(lái)，有些問(wèn)題太簡(jiǎn)單了，但是沒(méi)人點(diǎn)撥，就是想不通?！辈茕J笑著說(shuō)。第一次出國(guó)，咨詢費(fèi)用一小時(shí)兩百美金?！拔覀儺?dāng)時(shí)開(kāi)玩笑說(shuō)，專(zhuān)家上趟廁所，都要浪費(fèi)我們不少錢(qián)。”對(duì)于當(dāng)時(shí)月工資只有幾百塊錢(qián)的曹銳來(lái)說(shuō)，天價(jià)的咨詢費(fèi)讓他一分一秒都舍不得浪費(fèi)?；貒?guó)以后，為了給專(zhuān)業(yè)組的人分享和學(xué)習(xí)，曹銳主動(dòng)把法國(guó)人提交的兩萬(wàn)多字的英文咨詢報(bào)告翻譯歸檔。

直到秦山二期發(fā)電以后，曹銳才真正感覺(jué)到自己已將核電知識(shí)融會(huì)貫通，從摸索前進(jìn)到真正入行，從跟著法國(guó)人學(xué)習(xí)到自主設(shè)計(jì)，將體會(huì)、經(jīng)歷轉(zhuǎn)化為攻堅(jiān)克難的智慧和法寶。正是一批像曹銳一樣，從秦山二期成長(zhǎng)起來(lái)的設(shè)計(jì)人員，成為了日后讓“華龍一號(hào)”騰飛的主力。

就是這樣一代代的傳承，中國(guó)的核事業(yè)從一片荒蕪中起步，走到了今天。

▲曹銳（右三）在產(chǎn)品發(fā)運(yùn)會(huì)上

一份埋藏許久的設(shè)計(jì)方案

“給堆芯建一個(gè)安全的家?！边@是曹銳對(duì)他所從事專(zhuān)業(yè)的概述。

堆內(nèi)構(gòu)件位于反應(yīng)堆一回路主設(shè)備壓力容器之中。10多米的高度和100多噸的重量，讓這副“龍骨”無(wú)比剛強(qiáng)堅(jiān)實(shí)。核電運(yùn)行的核心——核燃料組件，就安裝在“龍骨”中。

1998年，曹銳開(kāi)始參與“華龍一號(hào)”的前身——CNP1000的反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件的方案和初步設(shè)計(jì)工作。從秦山二期的121堆芯到CNP1000的177堆芯，這個(gè)變化給堆內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。多加了56組燃料組件，牽一發(fā)而動(dòng)全身，堆內(nèi)構(gòu)件的很多細(xì)節(jié)都要進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)。

“堆內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，是一個(gè)多學(xué)科聯(lián)合的工作。”堆芯設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)要提供燃料裝載方案，從而確定堆內(nèi)構(gòu)件控制棒導(dǎo)向筒的數(shù)量；屏蔽專(zhuān)業(yè)需要計(jì)算壓力容器的輻照壽命，從而設(shè)計(jì)屏蔽措施，保證壓力容器所受輻照損傷在允許范圍內(nèi)；為了保證流場(chǎng)分布均勻，熱工水力專(zhuān)業(yè)計(jì)算必不可少；力學(xué)專(zhuān)業(yè)又要提供強(qiáng)度、剛度、流致振動(dòng)等一系列計(jì)算結(jié)果……

設(shè)計(jì)工作千頭萬(wàn)緒，每個(gè)參數(shù)的設(shè)定都要煞費(fèi)苦心。堆內(nèi)構(gòu)件下面有兩層板，板上有很多流水孔，設(shè)計(jì)要求每個(gè)孔流量的偏差要在5%以內(nèi)。每一個(gè)孔道都開(kāi)一樣大，不就可以保障流量均勻了嗎？這是所有人一開(kāi)始的想法，但壓力容器內(nèi)復(fù)雜的水流環(huán)境讓事情變得沒(méi)這么簡(jiǎn)單?！案憬Y(jié)構(gòu)的人，必須有水力學(xué)的知識(shí)?！痹O(shè)計(jì)工作完成后，其可行性必須經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)才能被證明。第一次水力模擬試驗(yàn)，流道偏差很大，只能修改設(shè)計(jì)、重新試驗(yàn)，直到確定合適的參數(shù)。

在堆內(nèi)構(gòu)件的研發(fā)過(guò)程中，會(huì)碰到各種無(wú)法預(yù)料的問(wèn)題。“當(dāng)初做驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)的時(shí)候，安裝完成后要檢查接口尺寸才可以封蓋做試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有20多毫米的誤差?！辈茕J說(shuō)。他按尺寸鏈去計(jì)算，結(jié)果證明不可能出現(xiàn)這種情況。當(dāng)時(shí)他提出了各種假設(shè)，都一一被推翻，一找就是兩個(gè)多月。他把驅(qū)動(dòng)棒控制機(jī)構(gòu)、燃料組件的圖紙、文件都拿來(lái)，想要從根本上找問(wèn)題。當(dāng)時(shí)行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有自己的燃料組件，組件是從法國(guó)進(jìn)口的，圖紙上很多數(shù)據(jù)都沒(méi)有。

“張鳳林老師就把去法國(guó)學(xué)習(xí)的筆記，有關(guān)尺寸方面的內(nèi)容，他都記得特別詳細(xì)，一大摞筆記本直接抱給我。”曹銳也沒(méi)有辜負(fù)老前輩的無(wú)私和期許，拿著筆記本，將燃料組件的尺寸、結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)，深入地學(xué)習(xí)了一遍。但沒(méi)想到的是，有了法國(guó)人的詳細(xì)數(shù)據(jù)，還是沒(méi)能解決問(wèn)題。最后，曹銳偶然發(fā)現(xiàn)，原來(lái)試驗(yàn)人員為了防止控制棒干砸損壞燃料組件，在管座上加了一個(gè)20多毫米的緩沖杯。

2001年前后，曹銳和他的團(tuán)隊(duì)就把水力大模擬試驗(yàn)、流致振動(dòng)試驗(yàn)和驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)三大試驗(yàn)做完了。堆內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)研發(fā)工作基本完成，達(dá)到施工設(shè)計(jì)深度，成功好像近在眼前。

1999年年底，中核集團(tuán)正式對(duì)外推出CNP1000，并將方家山核電站作為首堆示范工程。

意外總是猝不及防。2003年初，上級(jí)確定了新一輪核電發(fā)展路線是 “采用先進(jìn)技術(shù)，統(tǒng)一技術(shù)路線”，直接引進(jìn)國(guó)外最先進(jìn)的第三代核電站技術(shù)，走“一步跨越”的新路。

CNP1000倉(cāng)促下馬。

即將完成的CNP1000堆內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)圖紙被放入紙堆。

“這是第一次真正的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的努力，馬上就要成功了，我把它當(dāng)成自己的孩子。”這成了曹銳永遠(yuǎn)的心頭之痛。

一條自主核電技術(shù)探索之路

CNP1000下馬，但中國(guó)自主核電之心不滅。核動(dòng)力院在CNP1000的基礎(chǔ)上繼續(xù)改進(jìn)，希望走出屬于中國(guó)的第三代核電之路。曹銳和他的團(tuán)隊(duì)身處其中，迎難而上。

方家山折戟，核動(dòng)力院將目光放在了福清5、6號(hào)機(jī)組。在CNP1000的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，形成CP1000自主核電技術(shù)。CP1000進(jìn)展順利，安審對(duì)話已經(jīng)進(jìn)入第二輪。這時(shí)已經(jīng)進(jìn)入2011年。

2011年，日本福島事件來(lái)臨，一切戛然而止。

福禍相依。正是因?yàn)榻?jīng)歷的種種磨難，CP1000浴火重生，造就了符合當(dāng)前最高安全標(biāo)準(zhǔn)的具有典型三代特征的ACP1000技術(shù)，也即后來(lái)的“華龍一號(hào)”。

此時(shí)的曹銳，歷經(jīng)紅沿河核電站、寧德核電站、陽(yáng)江核電站的設(shè)計(jì)階段，做過(guò)主管主任，也當(dāng)過(guò)專(zhuān)業(yè)總師，已經(jīng)成長(zhǎng)為行業(yè)內(nèi)知名專(zhuān)家。

在CNP的1000基礎(chǔ)上，“華龍一號(hào)”堆內(nèi)構(gòu)件將堆芯儀表改為由壓力容器頂部引出，廠址設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震改為0.3g，重新完成了設(shè)計(jì)、分析和試驗(yàn)驗(yàn)證工作?！叭A龍一號(hào)”堆內(nèi)構(gòu)件在結(jié)構(gòu)、材料和制造等多個(gè)方面有很高的成熟性和可靠性，核心結(jié)構(gòu)經(jīng)長(zhǎng)期和廣泛的實(shí)堆驗(yàn)證，并將國(guó)內(nèi)最為豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)反饋到全方位的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)中。

反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)積極引入了第三代核電“非能動(dòng)”的相關(guān)概念，重點(diǎn)關(guān)注了在事故工況下反應(yīng)堆總體和堆內(nèi)構(gòu)件的安全性能。同時(shí)，“華龍一號(hào)”采用一體化堆頂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加集成、安全、合理，使用方便，可大大縮減換料檢修時(shí)間。一體化堆頂結(jié)構(gòu)位于反應(yīng)堆壓力容器的上方，承擔(dān)著平穩(wěn)起吊壓力容器頂蓋、為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通風(fēng)散熱、抗震、梳理牽引堆內(nèi)電纜等重要功能，被稱為“龍首”。它是核動(dòng)力院自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主供貨的三代核電關(guān)鍵設(shè)備，也是曹銳團(tuán)隊(duì)多年的研究成果。

二十三年夢(mèng)鑄華龍，燈火云安驛里時(shí)。從1997年到2020年，匆匆二十三年已過(guò)，中國(guó)自主核電筑夢(mèng)已圓，曹銳團(tuán)隊(duì)也成長(zhǎng)為中國(guó)核電設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的中流砥柱。豈止23年。從那個(gè)不為人知的西南山坳里，中國(guó)大陸發(fā)出第一度核電之時(shí)起，半個(gè)世紀(jì)已過(guò)?；赝袊?guó)核電一路走來(lái)，有長(zhǎng)夜，但始終伴有燈火。這燈火，是中國(guó)自主核電之心不滅，是核動(dòng)力院永不放棄精神的傳承，是如曹銳這樣的核電人的堅(jiān)守。