提出近20種方案,近5年實驗突破關鍵難題

他參與打造“華龍一號”能量“芯”

2021年06月10日07:29  來源:四川日報
 
原標題:他參與打造“華龍一號”能量“芯”

小康見証人

李權,中國核動力研究設計院設計所五室高級工程師。從川東北山村走出,在清華大學從本科一路攻讀到博士畢業。和團隊成功研發出具有完全自主知識產權的CF燃料組件,助力中國自主三代核電走出國門。

小康感言

今天的幸福生活,是無數革命先烈用鮮血和生命換來的,也是很多老前輩窮盡一生守護來的。比如,我國核潛艇首任總設計師彭士祿院士。我們應傳承和弘揚老一輩革命者艱苦奮斗、愛黨愛國的奉獻精神,用不懈的奮斗守護來之不易的幸福生活,用勤勞的雙手創造更美好的明天。我將不忘初心,科技報國,求實創新,一路“核你同行”。

 

當地時間5月20日,“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核電2號(K-2)機組正式商運,標志著中國自主三代核電“走出去”第一站順利建成,中國核電實現從“跟跑”到“並跑”。

K-2機組堆芯,裝載的是中核集團自主研發的CF系列核燃料組件。作為核燃料組件設計研發者之一,中國核動力研究設計院設計所五室高級工程師李權,在“卡脖子”領域成功突圍,助力團隊造出“中國芯”。

近日,談及與核電站“心臟”有關研究,李權說:“新時代大有可為,隻要你願意奮斗,便會有所為!”

主動申請從事核燃料自主研發

李權1990年出生在四川巴中。住在大山深處,他平時上學要翻2座山、走5公裡山路。讀小學五年級時,隨打工的父母到巴中城裡讀書。艱苦環境中,李權刻苦學習,2008年以優異成績考入清華大學,攻讀物理專業。當時,中核集團在清華大學設有定向班。由於對核電頗感興趣,李權成為一名定向生。

在一次實習中,李權接觸到核燃料組件,並產生濃厚興趣。這是反應堆的核心和關鍵部件之一,是反應堆的動力之源。如果形象地把核反應堆比作燒開水,那核燃料組件就相當於柴火。

偏偏就是這“柴火”,成為核電領域“卡脖子”技術。2010年前,除秦山一期核電站外,國內核電站用的燃料組件,大多是從國外引進消化吸收的產品,其中以法國AFA-3G燃料組件為主。

這意味著,每年百億級的核電燃料市場被國外產品佔據。同時,引進消化吸收的燃料組件有嚴格的技術壁壘,隻能在國內核電廠使用。燃料組件,一度成為制約“華龍一號”出口的重大因素。

為打通核燃料這個“咽喉要塞”,中核集團成立CF系列燃料元件研發兩總系統和研究團隊。

“找到了這樣一條路,能將個人志趣與國家需要融合在一起!”20歲出頭的李權,感受到內心的召喚,主動向中國核動力研究設計院投遞簡歷。通過筆試、面試,李權拿到聯合培養博士研究生機會。在聯合培養過程中,李權在清華大學上了一年的基礎課,2013年來到成都,正式步入核燃料組件自主研發戰場。

近5年反復實驗突破關鍵難題

8年裡,李權所在團隊從國外層層專利布局和技術壁壘的封鎖中成功突圍,蹚出一條我國核燃料自主化發展之路。

CF系列燃料組件上有一個關鍵零部件——格架,對燃料組件的熱工水力性能有較大影響。這正好是李權所研究的領域。在攻關過程中,李權和團隊遇到一個國際難題臨界熱流密度(CHF),它是燃料組件可傳熱的極限。他們所要做的,就是提高CHF值,在提高核電站發熱效率的同時,保障燃料組件和核電機組安全。

在設計過程中,李權所在團隊提出近20種格架方案,開展篩選和驗証實驗。每次實驗,團隊都要從頭天凌晨忙到第二天,其間密切關注實驗狀態。經過近5年反復實驗、大量更新迭代,團隊終於突破關鍵難題,確定格架方案和產品形態。他們設計的高性能格架產品,使得我國自主創新的CF燃料組件CHF值,比法國AFA-3G燃料組件高出5個百分點,達到國際先進水平。

“創新源於生活。”李權介紹,他在團隊中,主要採用計算模擬的辦法,分析燃料組件定位格架的臨界熱流密度,為設計提供參考。一次,遠眺連綿起伏的山巒時,他聯想到學術上的名詞“沸騰曲線”,便在分析時引入沸騰曲線形式,成功預測臨界熱流密度值。(四川日報全媒體記者徐莉莎)

(責編:袁菡苓、羅昱)