中國核電崛起之謎:“華龍一號”的技術到底從何而來?
3月24日上午,中核集團第5臺華龍一號核電機組——福建漳州核電1號機組首個鋼襯里模塊實現吊裝,標志著華龍一號批量化建設工作全面展開。
“華龍一號”是我國具有完整自主知識產權的三代核電技術,滿足全球最新核安全標準,是我國核電創新發展的重大標志性成果。
但圍繞“華龍一號”以及中國核電發展的討論一直存在。今天,我分享一篇文章,回顧“華龍一號”的誕生以及背后包含的我國核電事業的艱難發展歷程和無數無私奉獻的人們。
文|路風北京大學政府管理學院教授
編輯 | 謝芳 瞭望智庫
本文為瞭望智庫書摘,摘編自路風《新火》,中國人民大學出版社2019年4月出版,原文有刪減。轉載請勿修改原標題,并請保留文末關于《新火》的介紹信息及封面。
我國核電的發展,曾嘗試引進技術,但最終失敗。
從引進路線的角度看,它的失敗有多個原因:高估了美國西屋的AP1000技術,無視真正的技術存在于從設計圖紙到實際產品之間,而不是圖紙本身;低估了中國核動力工業的技術能力,因為根本不了解中國的核動力技術基礎到底在哪兒;忽視了以外國反應堆統一中國核電技術路線的政治風險;等等。
在中國核電的這場“大戲”中,公眾迄今為止最不清楚的問題是“華龍一號”的技術到底從何而來。當幾年前“華龍一號”剛浮出水面時,媒體還沿襲引進路線的說法,把它的兩條技術路線稱為“都在大亞灣核電廠M310技術的基礎上發展而來”。新華社在2019年的一篇報道中稱,“1997年的一個午后,距離四川成都百余公里的山坳中,一棟兩層辦公樓里回蕩著激烈爭論的聲音,二十幾名科研人員在此討論著中國自主百萬千瓦級核電方案的主要技術參數。他們也許很難想象,彼時種下的‘種子’,在二十余年后開花結果,化身為‘華龍一號’,這一我國具有自主知識產權的第三代核電技術成果”。該報道在后面暗示那個“山坳”就是中國核動力研究設計院的地方,也提到當時秦山核電站的二期主體工程正在建設,還提到那次討論創新性地提出了“177堆芯”的概念。但是,類似這樣的報道仍然沒有解釋清楚“華龍一號”的技術來源及其與引進技術的關系。
本文力圖回答這個問題:“華龍一號”的設計基礎是秦山二期核電站,而開發秦山二期核電機組的技術能力起源于中國開發核潛艇動力堆的過程。由于“華龍一號”的技術源遠流長,所以我們必須回顧歷史。
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披荊斬棘的核潛艇反應堆工程
1958年6月末,毛澤東、周恩來等領導人批準聶榮瑧元帥向中央提出的中國自行設計和試制導彈原子潛艇的報告;7月,海軍與二機部會商成立領導小組;9月,二機部在北京原子能所(401所)成立導彈核潛艇反應堆工程研究設計機構,海軍則與一機部聯合成立造船技術研究室,負責導彈核潛艇總體研究設計(后來演變成為719所);10月,海軍政委蘇振華率代表團訪問蘇聯,其使命之一就是希望在開發核潛艇方面得到蘇聯的幫助。
但中國代表團沒有料到,蘇方不但沒有答應在核潛艇方面予以援助,甚至不承認自己擁有核潛艇。代表團回國后向中央匯報了情況,周恩來轉達了中央的決心:“不僅原子彈要搞,核潛艇也要搞”;“蘇聯不援助,我們就自己干”。因此,與大多數高技術工業領域不同,中國的核動力技術是在沒有外來技術源頭的條件下發展起來的,研究工作是從學習美、蘇各一本教科書開始的。
1959年9月,孟戈非①從《參考消息》上看到,赫魯曉夫參加與美國總統的戴維營會談期間,吹牛說蘇聯的核潛艇比美國的多而且速度快。當時,原子能所有十多名蘇聯專家,因為蘇聯政府不承認有核潛艇,所以他們對相關話題守口如瓶。孟戈非與總工程師趙仁愷②、李樂福③等人抓住這個機會,約談蘇聯專家組組長沃爾比約夫,向他詢問有關反應堆和核潛艇方面的問題。已經意識到中蘇即將分裂的沃爾比約夫沒有拒絕,向他們介紹了美國核潛艇的歷史、核動力研發的一般程序、反應堆物理、熱工設計和反應堆啟堆時可能出現的問題,以及建造陸上模式堆的必要性。就技術而言,這次出于專家個人行為的口頭講解是蘇聯對中國核動力技術的唯一“援助”。
1959年年底,在趙仁愷、李樂福兩位正副總工程師的領導下,已經發展到200人的潛艇核動力研發隊伍按照核潛艇的實際要求,進行了設計一座動力堆的“設計練兵”。之所以稱之為“練兵”,是因為當時并不具備能夠滿足設計動力堆所要求的試驗條件。1960年6月底,他們完成了《潛艇核動力方案設計(草案)》。27年后,官方的《當代中國的核工業》評價說:“該方案設計當時是作為草案上報的,但在后來的實踐中沒有什么重大的反復,這證明它在總體上是可行的。這就為以后的研制工作打下了良好的基礎。”更重要的是,這個方案設計當時沒有現成的參照——無論是實物的還是紙上設計的,但卻經受住了實際建造核潛艇的考驗。
那時的主要問題是中國的工業制造能力不能滿足設計要求。由壓力容器、堆內部件(燃料元件及其組件、控制棒及組件、組件支撐體吊籃、驅動機構、壓緊彈簧等)所組成的反應堆結構涉及復雜的工業制造技術,設計人員不得不很早就開始參與許多設備的研制過程,并一直持續到建造陸上模式堆的時候。
僅舉兩個例子:一是壓力容器是由冶金部鋼鐵研究院、一機部第一重型機器廠、哈爾濱焊接研究所和國防部703所等十多個單位從1958年開始研發,經過9年的不懈努力,由一重廠在715所的配合下于1968年完成第一臺壓力容器的制造。二是燃料元件也是從1958年年底就在冶金部北京有色金屬研究院、上海有色金屬所、沈陽金屬所、原子能所等20多個廠所開始研發。在一系列技術突破的基礎上,二機部202廠于1965年5月試制成功第一批鋯合金燃料元件,隨后在原子能所的101堆和194所的“游泳池”堆中進行了數年的試驗研究。
1961年年底,全國經濟形勢迅速惡化,加上蘇聯專家已經撤退,中國決策層在資源不足的情況下,決定把開發核武器列為壓倒一切的重點,二機部也把有關核燃料和核武器的研制列為“一線”任務,而把包括核動力在內的其他工作列為“二線”任務。1962年7月,核潛艇項目下馬。因為二機部醞釀解散潛艇核動力的研發隊伍,孟戈非繞開行政上級直接找到海軍政委蘇振華。在軍方的安排下,潛艇核動力的骨干技術隊伍被收到國防科委系統(國防部第七研究院)保護起來(這個建議得到聶榮臻的同意,后來得到周恩來的批準),稱為715所。從那時起直到“文革”時期,這支隊伍的隸屬關系在軍方和二機部之間共經歷了五次變更,歸軍方時叫715所,歸二機部時就叫北京15所。
1964年,國民經濟全面好轉;10月,中國第一顆原子彈試爆成功。在這種條件下,中央專委于1965年3月批準核潛艇工程(09工程)重新上馬。根據三線建設的方針(即沿著成昆鐵路線建廠),二機部和北京15所(即715所)選定四川省夾江縣境內青衣江畔的一片山區作為建造陸上模式堆的廠址。
【注:開發核潛艇反應堆必須首先在陸地上實際建造出來反應堆(即陸上模式堆),經運行考核合格后,才能把復制的反應堆裝到潛艇上。中國第一代核潛艇的陸上模式堆叫196堆,根據196堆復制的第一個艇上堆叫195堆。】
1965年8月25日,中央專委第13次會議決定,同意原子能潛艇陸上模式堆建在四川省夾江縣境內。二機部隨即決定在那里先建一個比較完善配套的反應堆工程研究綜合基地,基地代號為“909”,對外掩護名稱為“西南水電研究所”。幾十年之后,909基地的一條山谷被稱為“中國堆谷”。

圖為時年79歲的黃士鑒。
面對這樣的精神,核動力院的歷史已經成為一種超越某種具體技術成就的符號,象征著中國今天力量的來源以及明天必須堅持的方向。
永遠的“909基地”,永遠的“核一院”,永遠的中國核動力研究設計院。
注釋:
①孟戈非,男,1920年出生于山東濟南市。1938年參加抗日戰爭并加入中國共產黨,抗戰勝利后進入東北。1953年起任長春第一汽車制造廠生產主任。1958年年末被調到二機部,以原子能所副所長的身份直接領導了中國核潛艇動力裝置研發團隊,后任二機部科技局副局長等職務。1960年代前半期,他在建立核動力研究機構的問題上與二機部領導發生分歧,“文革”中遭受迫害,沒有再參加后來的潛艇動力堆工程。“文革”后,他在中國科學院工作。趙仁愷在為孟戈非的書(2002)寫的序言中說:“我認為當時孟戈非同志高瞻遠矚,從全局出發,高度負責地向有關領導提出核動力的研究設計開發應該統籌規劃,遠近結合,建設一個配套的、具有趕超條件的核動力研究設計基地的指導思想是正確的,提出的規劃建議是有意義的。可惜由于當時意見分歧,再加上接踵而來的‘文化大革命’,一片紅心,多少辛苦,在翹望中與委屈中不了了之。”孟戈非大約在2010—2011年期間去世。
②趙仁愷(1923年2月16日—2010年7月29日),漢族,江蘇省南京市人,1946年畢業于國立中央大學機械系。1958年9月加入核潛艇動力裝置研發團隊,被任命為設計組組長;1961年年底調任研究和建造某生產堆(為核武器生產燃料)的技術負責人;1965年再度回到核潛艇隊伍;1966年初冬率設計團隊赴909基地,以技術負責人之一的身份參與了第一個核潛艇陸上模式堆的建造全過程。曾任中國核動力研究設計院副院長兼總工程師。趙仁愷是中國核動力裝置的第一位總設計師,兩院院士,為中國的核動力事業做出了杰出的貢獻。
③李樂福是核潛艇動力裝置研發團隊的早期領導人之一。但我們無法查到關于他的信息,只知道他因為身體不好去世較早。實際上,由于核潛艇項目高度保密,所以許多參與者的信息都無從查到——他們確實是默默地為國奉獻。
④彭士祿,1925年11月出生,男,漢族,廣東省海豐縣人,是中共早期烈士、農民運動領袖彭湃之子。1956年畢業于莫斯科化工機械學院,后又在莫斯科動力學院核動力專業進修,1958年回國。1959年加入核潛艇動力裝置研發團隊,全程參與了第一個核潛艇陸上模式堆的建造過程,后任反應堆工程的技術總負責人和現場指揮。陸上模式堆建成后,年輕氣盛的彭士祿因對海軍把909基地退還給二機部不滿,于1971年率一部分人到國防科工委七院在武漢的一個單位單獨成立核動力堆設計機構,后與719所合并(孟戈非,2002:337、361-364)。1980年代,彭士祿回歸核工業系統。1994年,他當選為中國工程院院士。
⑤《往昔歲月》(中國核動力研究設計院,2006:68)提供了鄒心銀的一份“官方”簡歷:男,漢族,1934年8月出生,湖北宜昌人。1963年從北京電力學院熱工專業畢業,先后在水電部電力學院、北京715所、核動力院二所等單位工作。1965年4月加入中國共產黨。1970年在某工程建設中榮立三等功。多次獲“先進工作者”“優秀共產黨員”稱號。1982年8月因病去世。(48歲“因病去世”是什么含義,我們都明白。)
⑥周圣洋,男,曾在哈爾濱軍事工程學院海軍工程系學習進修;1960年被海軍任命為核潛艇總體設計分組負責人,后來在機構變動中加入反應堆的開發團隊,曾任715所的行政領導,并在夾江參與了建造陸上模式堆的全過程;1981年起任中國核動力院院長;1982年12月被調到上海擔任728院院長;1987年因病離休;1993年3月在上海病逝,享年67歲。
⑦錢積惠是上海人,1959年從哈爾濱工業大學熱工專業畢業,1968年調到909基地。1984年中國加入國際原子能機構后,他被派到維也納做了3年的技術外交官;1987年回國后,他走上核動力院的領導崗位,1989年8月被中核總任命為核動力院院長。在擔任院長期間,他對管人、管錢不感興趣,總是從戰略角度看問題,對贏得中央支持、挽救核動力院作出巨大貢獻。在核動力院的歷史上,他是以一位“內戰外行、外戰內行”的院長而著稱。1992—2002年,他任國際原子能機構副總干事長。退休回國后,他落戶成都,選擇永遠守候核動力院。21世紀初年,錢積惠為自主發展核電奔走呼號,被引進路線的官員斥之為中國核電界反對引進的“極端分子”。
⑧任和,1983年5月接替周圣洋出任核動力院院長,1988年退休,1995年2月在成都病逝,享年65歲。
⑨閔元佑,男,1939年5月出生,上海市人。1963年畢業于哈爾濱工業大學反應堆工程專業,全程參加了核潛艇陸上模式堆一回路主系統的設計、安裝與調試。1984年起任核動力院設計部副主任及駐金山石化總廠設計隊副隊長,負責45萬千瓦金山石化核熱電站的設計工作。曾負責新型核潛艇動力裝置方案的設計和研究,參加和負責60萬、90萬千瓦及小型核電站的方案論證。1992年起任秦山核電站二期工程副總設計師及反應堆和主冷卻劑系統總設計師。2018年7月在成都去世。
⑨黃士鑒就是前述1970年8月30日在現場計算核實196堆達到滿功率的那位工程師。根據不完整信息,他從上海交通大學畢業,1960年代初期在715所工作,1969年從北京來到909基地,曾任核動力院總工程師。
參考文獻:
1.《當代中國》叢書編輯部:當代中國的核工業.北京:中國社會科學出版社,1987.
2.劉華清:劉華清回憶錄.北京:解放軍出版社,2004.
3.孟戈非:未被揭開的謎底——中國核反應堆事業的曲折道路.北京:社會科學文獻出版社,2002.
4.聶力:山高水長:回憶父親聶榮臻.上海:上海文藝出版社,2006.
5.中國核動力研究設計院:往昔歲月:講述我們自己的故事.紀念中國核動力研究設計院建院四十周年專版,2006.
6.張勝:從戰爭中走來:兩代軍人的對話.北京:中國青年出版社,2008.
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