創新路上的靚麗風采
2020年,中國核能行業協會科學技術獎評定出科技進步獎共76 項,其中,一等獎 6 項、二等獎 19 項、三等獎 51 項;技術發明獎 2 項,其中,一等獎 1 項、二等獎 1 項;企業技術創新工程獎 2 項;創新團隊獎 4 項( 其中 2 項并列第三 );青年優秀創新人物 5 名。
為進一步弘揚科學家精神和大國工匠精神,宣傳核能行業創新工程、創新團隊、創新人物,展示核能行業篤行務實、追求卓越的精神,協會《中國核能》雜志從2021年第一期開始對核能科技獎部分獲獎的創新集體和創新個人進行綜合報道,以饗讀者。
▲團隊與西屋專家討論相關問題
2020年12月,國家核電( 上海核工院 )( 以下簡稱“上海核工院” )“核工程結構設計研究創新團隊”榮獲2020年中國核能行業協會科學技術獎創新團隊獎。這是一支有著三十余年核工程結構設計研究經驗的專業化團隊,由中國核工業勘察設計大師葛鴻輝、公司總經理王明彈領銜,組建于中國大陸第一座核電站——秦山核電站的建設過程當中,并伴隨著我國核電事業的開拓和技術的進步不斷成長壯大。
50年前,周恩來總理親自主持中央專委會審定“七二八”工程( 秦山核電站 )建設方案,并高瞻遠矚地指出要以此“掌握技術、積累經驗、培養人才”。“核工程結構設計研究創新團隊”的成長之路,可以說是中國核工業人不負總理囑托、踐行自主創新的一個縮影。
起步·秦山
建設秦山核電站之時,基于當時的國家工業基礎、國際技術封鎖形勢,以及核電建設的高標準要求,每個專業領域幾乎都面臨“拓荒”的考驗,都是“從無到有”的創舉。安全殼作為核電廠反應堆廠房的圍護結構,是核安全的最后一道屏障,其設計荷載的多樣性和結構構造的復雜性,集中體現了核工程結構設計的最高水平。
夏祖諷是“核工程結構設計研究創新團隊”初創時期的領軍人物,也是秦山核電站反應堆安全殼的主要設計人。與其他“七二八”工程的建設者一樣,實現我國自主設計建造核電站的初心,支持著他一路白手起家、篳路藍縷。為了掌握核電站反應堆安全殼設計技術,夏祖諷在上海市圖書情報所一“泡”就是兩年,潛心鉆研國外公開資料,在集中集體的智慧后,確定了預應力混凝土安全殼的技術路線,并歷經各項艱巨的試驗挑戰,最終創造性地將安全殼的“藍圖”變為現實,在國內率先形成了一套完整的預應力混凝土安全殼設計體系。匠心孕育碩果。團隊主要成果“秦山核電站工程預應力混凝土安全殼的結構研究和設計”于1995年獲國家科技進步二等獎。
▲團隊與aci委員開展頸埋件拉拔試驗研究
傳承·恰希瑪
我國首臺出口核電項目——巴基斯坦恰希瑪核電站,由上海核工院設計總包。和大部分核電站建在堅固的巖石上不同,恰希瑪地處沙漠地帶,不但地震多發,而且地表還覆蓋著超過200米的砂性沉積層。軟土地基上的建筑容易發生不均勻沉降,造成建筑物傾斜,而核電站由于工藝上的要求對不均勻沉降導致傾斜的控制極為嚴格。在恰希瑪這樣的廠址上建造核電站,面臨的挑戰是史無前例的。
這時,葛鴻輝和王明彈已經成長為“核工程結構設計研究創新團隊”的骨干力量。他們和團隊其他成員開展了大量的核島結構布置、設計及科研工作,充分吸收秦山核電站技術經驗,研究施工快捷、力學性能優越的土建結構布置,探索軟土地基上的核島結構分析技術,開創了國內核工程土—結構相互作用分析的先河。團隊成員千淘萬漉、集可靠的經驗和創新的智慧,解決了種種難題,最終突破了核電廠布置在非巖性地基上及承受較大地震荷載等關鍵技術問題,核島抗震性能從秦山一期的地震加速度0.15g提升到0.25g。團隊在國內核電設計領域首創的整體筏基底板技術,有力保障了恰希瑪核電廠核島結構的整體沉降控制。團隊的主要成果“恰希瑪核電工程技術研究設計”于2007年再次獲得國家科技進步二等獎。
在這個過程當中,“核工程結構設計研究創新團隊”也逐漸成長為上海核工院的一支科研創新的“鐵軍”。前輩的示范、團隊的培養、精神的傳承交相輝映、相得益彰。王明彈在談到此前團隊的負責人、自己的恩師夏祖諷時,景仰之情躍然:“甘為人梯提攜后人,精心指導毫無保留,為人師表實乃模范。沒有他的耐心指導和幫助,我們不會有今天這樣的業績。”
跨越·三代
2006年,黨中央、國務院決定實施三代核電自主化戰略。上海核工院作為三代非能動核電“引進消化吸收再創新”的技術主體,開啟了從“二代”到“三代”的跨越之旅。
對于技術轉讓,“核工程結構設計研究創新團隊”有一個共識,就是技轉是個好事情,但絕不能把自己的思維禁錮在西屋的框框里,否則,便是“一直在學習,永遠無法超越”。葛鴻輝的一句話是對這種共識的最好概括:“盡信‘屋’不如無‘屋’。”
在這種共識的指引下,“核工程結構設計研究創新團隊”堅持在消化吸收的基礎上進行自主創新,安排了周密的技術復現及校核計劃,發現問題及時與西屋溝通,并負責回復國家核安全局的安全審評問題,有力地支撐了全球首批4臺三代非能動核電機組的建設。
美國“911” 事件后,公眾對大型飛機撞擊包括核電廠在內的國家重要設施開始廣泛關注。國內外核安全監管部門隨即要求新建核電廠對抵抗大型商用飛機惡意撞擊進行評估。“核工程結構設計研究創新團隊”以“國和一號”核電廠抗飛機撞擊問題為研究對象,成功攻克了核電廠抗飛機撞擊整體效應、局部效應、振動效應和燃爆效應等關鍵分析評估技術,形成了完整的核電廠抗飛機撞擊評估準則,達到了國內領先、國際先進水平。
同時,團隊在三代核電核島抗震分析與隔震設計、結構模塊化設計、鋼制安全殼設計等關鍵技術領域也開展了深入研究,獲得了多項原創性成果,建立了完整的三代非能動核電核工程結構設計研發技術體系,為“國和一號”示范工程建設提供了關鍵支撐。自力更生、自主發展的初心和精益求精、創新創造的匠心一直在傳承和延續。
▲國家核電(上海核工院)核工程結構研究創新團隊
團隊·未來
能聚人者以一當十,善帶人者合百為一。核能事業的發展需要一代代人的傳承和接力。葛鴻輝、王明彈不僅是團隊的管理者、技術的帶頭人,也是充滿人格魅力的“導師”,潛移默化地影響著團隊的成員。葛鴻輝每天的時間安排得滿滿當當。即使工作繁忙,他也時常來到年輕設計人員中間,和大家一起討論項目中的問題。王明彈經常鼓勵年輕員工“不斷創新,以最優的設計確保核能安全性及經濟性” 。
其身正,不令而行。團隊成員在葛鴻輝、王明彈等的影響下鼓足了干勁,積極面對各種挑戰。近年來,團隊在取得一項項科技成果的同時,逐步建成了理論與實踐相結合、科研與工程相結合、傳幫帶與自我鉆研相結合的“三結合”人才培養機制,隊伍不斷壯大,培養了一批技術骨干,搭建了技術人才梯隊。團隊與上海交通大學等高校聯合成立試驗中心,承接國際原子能機構(IAEA)等國際機構的研究項目,與美國機械工程師學會(ASME)等專業學會、協會緊密合作,“產學研用”水平和國際影響力顯著提升。
“核工程結構設計研究創新團隊”的成長伴隨著中國核電從無到有、從“跟跑”到“并跑”的發展歷程。三十余年來,他們一步一個腳印,上下而求索,以匠心致敬初心。新的歷史發展時期,他們將繼續不忘初心,堅持以最優的設計確保核能安全性及經濟性,走進核能新時代,走向核能新未來。