編者按：

2022年，中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)定出科技進(jìn)步獎(jiǎng)共75項(xiàng)。2023年1月，中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)出通知，為展示核能行業(yè)篤行務(wù)實(shí)、踔厲奮發(fā)的精神風(fēng)貌，《中國(guó)核能》、協(xié)會(huì)官網(wǎng)、協(xié)會(huì)微信公眾號(hào)對(duì)2022年中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎(jiǎng)、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)、青年優(yōu)秀創(chuàng)新人物獎(jiǎng)進(jìn)行綜合報(bào)道和推介宣傳。

有這樣一支團(tuán)隊(duì)，他們聚焦核電設(shè)備用關(guān)鍵材料的設(shè)計(jì)和研發(fā)，篤行務(wù)實(shí)、自主創(chuàng)新，從秦山一期工程的“國(guó)之光榮”到三代非能動(dòng)自主化創(chuàng)新的“國(guó)和一號(hào)”，伴隨著我國(guó)核電事業(yè)的發(fā)展而不斷成長(zhǎng)壯大，榮獲2022年中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)，他們就是上海核工程研究設(shè)計(jì)院股份有限公司核電設(shè)備關(guān)鍵材料設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

從無(wú)到有，自主創(chuàng)新

20世紀(jì)七十年代初，基于我國(guó)首座核電站秦山核電一期工程的建設(shè)需求，“核電設(shè)備關(guān)鍵材料設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)”組建。當(dāng)時(shí)核電材料研發(fā)領(lǐng)域幾乎面臨著“拓荒”的考驗(yàn)，在國(guó)外壟斷相關(guān)核心技術(shù)、參考資料匱乏的背景下，團(tuán)隊(duì)秉承著建設(shè)中國(guó)人自己的核電的初心使命，在困難中崛起，在逆境中奮發(fā)，于荒蕪中開(kāi)辟出一條自主創(chuàng)新的道路，順利完成秦山核電站設(shè)備關(guān)鍵材料設(shè)計(jì)、國(guó)產(chǎn)化研制、評(píng)定和工程應(yīng)用等重大歷史任務(wù)，在實(shí)現(xiàn)我國(guó)核電“零的突破”過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。

20世紀(jì)九十年代起，團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了中國(guó)第一座出口的核電站——恰?，敽穗娬镜牟牧显O(shè)計(jì)任務(wù)，為解決歐美西方國(guó)家技術(shù)封鎖、禁運(yùn)等帶來(lái)的設(shè)備和關(guān)鍵材料采購(gòu)難題，團(tuán)隊(duì)在秦山一期材料國(guó)產(chǎn)化基礎(chǔ)上，針對(duì)性地開(kāi)展關(guān)鍵材料的國(guó)產(chǎn)化研制，打破了歐美國(guó)家的技術(shù)封鎖，成功將我國(guó)自主設(shè)計(jì)、自主制造的設(shè)備送出國(guó)門，并逐漸成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)一流的核電材料設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

2006年，黨中央、國(guó)務(wù)院決定實(shí)施三代核電自主化戰(zhàn)略，團(tuán)隊(duì)緊緊抓住這一歷史機(jī)遇，將消化、吸收的三代非能動(dòng)核電先進(jìn)設(shè)計(jì)理念與掌握的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有機(jī)融合，最終實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件、蒸汽發(fā)生器、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、穩(wěn)壓器、非能動(dòng)余熱排出熱交換器、鋼安全殼等設(shè)備用材料、焊材和涂料的自主化設(shè)計(jì)，建立起完整的核電設(shè)備關(guān)鍵材料設(shè)計(jì)技術(shù)文件體系、評(píng)價(jià)技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，為我國(guó)核電材料的國(guó)產(chǎn)化、自主化和產(chǎn)業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

伴隨著我國(guó)核電的發(fā)展歷程，“核電設(shè)備關(guān)鍵材料設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)”從無(wú)到有，逐步發(fā)展為一支專業(yè)技術(shù)過(guò)硬，工程經(jīng)驗(yàn)豐富、面向世界材料領(lǐng)域前沿和國(guó)家重大發(fā)展需求的創(chuàng)新型團(tuán)隊(duì)，有力促進(jìn)了行業(yè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為我國(guó)核能事業(yè)發(fā)展中不可或缺的堅(jiān)實(shí)力量。

上海核工院690合金傳熱管研制團(tuán)隊(duì)就傳熱管的表面處理工藝進(jìn)行研討

事不避難，守正創(chuàng)新

材料是核電設(shè)備的基礎(chǔ)，隨著核電技術(shù)的不斷發(fā)展和設(shè)備功能的持續(xù)提升，各國(guó)對(duì)核電材料的要求也愈加嚴(yán)苛。團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)定創(chuàng)新自信，志不求易、事不避難，凝心聚力、協(xié)同創(chuàng)新，深度融合各學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)，攻克多項(xiàng)關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù)難題，在持續(xù)創(chuàng)新中不斷攀登我國(guó)核電材料發(fā)展的新高峰。

690合金U形傳熱管

鎳基690合金是壓水堆蒸汽發(fā)生器傳熱管的關(guān)鍵核心材料，其不僅承擔(dān)著傳熱功能，還起到防止放射性物質(zhì)泄露的作用，對(duì)核電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響。690合金傳熱管屬于超長(zhǎng)、薄壁、高精密管，對(duì)純凈度、均勻性、尺寸精度和穩(wěn)定性及長(zhǎng)期服役性能等都有著極高的要求，工藝流程長(zhǎng)，制造難度大。此前我國(guó)的傳熱管一直依賴進(jìn)口，不僅采購(gòu)成本和周期難以控制，后期技術(shù)服務(wù)也受制于人，嚴(yán)重威脅國(guó)家能源安全。

團(tuán)隊(duì)以三代非能動(dòng)核電廠一、二回路系統(tǒng)對(duì)傳熱管的應(yīng)用需求為牽引，制定了一條涵蓋設(shè)計(jì)、研制、試驗(yàn)、評(píng)價(jià)及工程應(yīng)用的全過(guò)程技術(shù)路線。在廣泛調(diào)研和反復(fù)論證后，選用真空感應(yīng)冶煉+電渣重熔工藝進(jìn)行冶煉，確保國(guó)產(chǎn)材料具有較高的純凈度和低水平的非金屬夾雜物含量。為了獲得第一手的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)在三伏天奔赴測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)，加班加點(diǎn)，挑燈夜戰(zhàn)。高溫天氣和管道排放的余熱疊加，悶熱潮濕的工作環(huán)境對(duì)人員和設(shè)備都是巨大的考驗(yàn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在這樣惡劣的環(huán)境里一干就是幾個(gè)月。經(jīng)過(guò)數(shù)十種方案、上百種工況的反復(fù)測(cè)試研究，成功實(shí)現(xiàn)了三代非能動(dòng)核電廠蒸汽發(fā)生器用690合金傳熱管的國(guó)產(chǎn)化研制，攻克了包括熱擠壓和管坯精細(xì)化處理技術(shù)，無(wú)痕精密矯直技術(shù)和高精度彎管技術(shù)等在內(nèi)的一系列難題，成功擺脫我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)國(guó)外傳熱管的依賴，首批應(yīng)用就創(chuàng)造了約4億元的價(jià)值，相關(guān)成果榮獲中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

核電站防護(hù)涂料

核電涂料是一種廣泛使用的核電站設(shè)施設(shè)備構(gòu)筑物表面防護(hù)方式，特別是安全殼及其內(nèi)部設(shè)施設(shè)備所用涂料與專設(shè)安全系統(tǒng)功能密切相關(guān)，影響著核電站設(shè)施設(shè)備安全功能的實(shí)現(xiàn)。在巴基斯坦恰?，敽穗娬窘ㄔO(shè)時(shí)期，由于西方國(guó)家的限制，很多項(xiàng)目物料的進(jìn)口渠道被阻隔。當(dāng)時(shí)一種特殊的涂料只能從國(guó)外進(jìn)口，現(xiàn)場(chǎng)物項(xiàng)的底漆都已經(jīng)涂好，但面漆卻遲遲無(wú)法到貨，若不能妥善解決，不僅會(huì)影響整個(gè)工程的進(jìn)度，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能影響我國(guó)的國(guó)際形象。困難當(dāng)前，團(tuán)隊(duì)迅速調(diào)研并聯(lián)合國(guó)內(nèi)的涂料廠家，數(shù)不清多少次通宵達(dá)旦，數(shù)不清多少次攻堅(jiān)克難，終于成功實(shí)現(xiàn)該核電關(guān)鍵涂料的國(guó)產(chǎn)化，確保了工程進(jìn)度的如期推進(jìn)，打破國(guó)外技術(shù)壟斷的局面，用創(chuàng)新與擔(dān)當(dāng)為我國(guó)核電事業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。

國(guó)產(chǎn)化核級(jí)涂料在CV上的應(yīng)用

隨著三代非能動(dòng)大型先進(jìn)壓水堆核電站的建設(shè)，核電涂層不僅需要具有優(yōu)異的防護(hù)作用，更要配合執(zhí)行非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)等安全相關(guān)功能，以實(shí)現(xiàn)壽期內(nèi)的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。團(tuán)隊(duì)牽頭開(kāi)展三代核電涂料國(guó)產(chǎn)化研制及試驗(yàn)驗(yàn)證，不斷提升原始創(chuàng)新能力，在超厚無(wú)機(jī)鋅涂料配方和施工工藝等技術(shù)領(lǐng)域取得突破，大幅提升核級(jí)涂層使用壽命，開(kāi)發(fā)出覆蓋全廠范圍的先進(jìn)國(guó)產(chǎn)化核級(jí)涂料系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化核級(jí)涂料的穩(wěn)定批量化生產(chǎn)和工程化應(yīng)用，有力提升團(tuán)隊(duì)在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)水平和行業(yè)影響力，相關(guān)成果榮獲電力創(chuàng)新技術(shù)類一等獎(jiǎng)和中國(guó)化工學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

主設(shè)備用核級(jí)焊材

核電主設(shè)備用焊材的性能和質(zhì)量對(duì)核電工程的建造和安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的影響。隨著核電技術(shù)的發(fā)展和核電站運(yùn)行壽命的延長(zhǎng)，國(guó)外進(jìn)口的焊材已無(wú)法滿足三代核電焊材的全部性能要求，焊材成為制約先進(jìn)核能技術(shù)發(fā)展的卡脖子難題。為了改變核級(jí)焊材幾乎全部依賴進(jìn)口的局面，滿足三代核電技術(shù)更嚴(yán)格的要求，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)焊材領(lǐng)域的先進(jìn)企業(yè)開(kāi)展三代核電焊材的國(guó)產(chǎn)化研制工作，積極克服任務(wù)緊、工作重等困難，認(rèn)真調(diào)研、大膽求證，多次深入焊材研制相關(guān)單位和用戶進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，并與國(guó)家核安全局專家進(jìn)行充分交流，最終在國(guó)內(nèi)創(chuàng)新性地提出一套適合核電焊材研發(fā)及應(yīng)用的技術(shù)路線。

歷經(jīng)多年的攻堅(jiān)克難，團(tuán)隊(duì)共研制出8類23種焊材，覆蓋三代核電的全部關(guān)鍵焊接設(shè)計(jì)需求，形成31個(gè)牌號(hào)系列產(chǎn)品，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域空白。同時(shí)，成功建立起高精度自動(dòng)化控制的智能焊材生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化管控。此外，通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合，打通核級(jí)焊材完整產(chǎn)業(yè)鏈，建立起核級(jí)焊材工程應(yīng)用評(píng)價(jià)技術(shù)體系，相關(guān)技術(shù)成果榮獲中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

看似尋常最奇崛，成如容易卻艱辛。團(tuán)隊(duì)取得的多項(xiàng)突破性創(chuàng)新成果背后，凝結(jié)著團(tuán)隊(duì)成員無(wú)數(shù)的汗水和心血，也包含著他們恒久的堅(jiān)持與努力。惟親歷方知艱辛，惟堅(jiān)韌方能堅(jiān)守，正是憑借著這種對(duì)核電材料事業(yè)的執(zhí)著追求，團(tuán)隊(duì)才能在創(chuàng)新和奮斗中，不斷攀登我國(guó)核電發(fā)展新的高峰。

三代核電國(guó)產(chǎn)化研制焊接材料產(chǎn)品

以核聚力，創(chuàng)新未來(lái)

“核電設(shè)備關(guān)鍵材料設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)”自組建起，始終以國(guó)家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，在實(shí)現(xiàn)核電材料國(guó)產(chǎn)化、技術(shù)自主化的同時(shí)，推動(dòng)相關(guān)企業(yè)核電材料制造能力的發(fā)展，通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研用”串起從基礎(chǔ)研究到工藝研發(fā)、再到性能評(píng)價(jià)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的完整核電材料產(chǎn)業(yè)鏈，著力打造核電設(shè)備材料原創(chuàng)技術(shù)策源地，培養(yǎng)出一批核電材料專業(yè)人才。團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)國(guó)家重大科技專項(xiàng)10項(xiàng)，獲得省部級(jí)、集團(tuán)級(jí)以上各類獎(jiǎng)項(xiàng)70余項(xiàng)，形成專利100余項(xiàng)，參編國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)10余份，主參編行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)近90篇，撰寫論文論著120余篇，取得了顯著的知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果和創(chuàng)新技術(shù)成果。

同時(shí)，團(tuán)隊(duì)著力培養(yǎng)國(guó)際視野和前瞻意識(shí)，承接國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、美國(guó)電力研究院（EPRI）等國(guó)際機(jī)構(gòu)的研究項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)骨干擔(dān)任美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)（ASME）、法國(guó)核島設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則協(xié)會(huì)（AFCEN）工作組成員，進(jìn)一步提升了我國(guó)在核電材料領(lǐng)域的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)和競(jìng)爭(zhēng)力。

今后，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)緊扣國(guó)內(nèi)外核電材料關(guān)鍵共性技術(shù)研究和發(fā)展前沿，服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求，集聚力量進(jìn)行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，助力中國(guó)3060目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為我國(guó)核能材料事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。 

（作者：楊曉蕾 單位：上海核工院）