我的“带感”生活⑦ | 逐梦最强!这位“90后”参与打造“华龙一号”的能量“芯”

2021-06-09 09:08:04来源:四川在线编辑:王诗侠

四川在线记者 徐莉莎 摄影 郝飞

小康见证人:李权

中国核动力研究设计院(简称“核动力院”)设计所五室高级工程师。他是人们眼中的“三清博士”,从川东北的山村走出,在清华大学从本科一路攻读到博士毕业。他将自己的前途命运与国家自主创新的事业联系在一起,十年磨一剑,和团队成功研发出具有完全自主知识产权的CF燃料组件,助力中国自主三代核电走出国门。

一身整齐的衬衣、长裤,说话轻声细语、语调平缓。很难想象,眼前这位刚过30岁的“90后”博士李权,从事的研究竟与核电站的“心脏”有关。

当地时间5月20日,“华龙一号”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核电2号(K-2)机组正式商运,标志着中国自主三代核电“走出去”第一站顺利建成,中国核电实现从“跟跑”到“并跑”的跨越。K-2机组堆芯装载的便是中核集团自主研发的CF燃料组件。

中国核电走出去,李权等核燃料人功不可没。核燃料曾是“卡”住中国核电出口的咽喉要塞。他们研发的CF系列燃料组件,是推动“华龙一号”走出国门的核心利器,被誉为最强中国“芯”。

2013年,李权主动请缨来到核动力院,从事核燃料组件设计研发。他的前途命运就和国家自主创新事业紧紧联系在一起。

什么是他的“带感”生活?他在“卡脖子”的领域成功突围,助力团队造出“中国芯”。他说:“最带感的是,时代大有可为,只要你愿奋斗,便会有所为!

大山里走出“三清博士”

他主动申请从事核燃料自主研发

出生于1990年的李权,是土生土长的四川巴中人。他的童年,几乎都是在山里度过的。白天上学,要爬两座山,走5公里的山路。

10岁,父母到巴中城里打工,带上了正值小学五年级的李权。刚落脚的日子,并不轻松。妈妈打工的地方远,爸爸每天中午赶回家给孩子做饭,又匆匆返回上班。家里几乎没什么电器,要看电视只能站在租碟店的门口“蹭”。

环境越是艰难困苦,李权越是抱定了“知识改变命运”的信念。他刻苦努力,2008年以优异的成绩考入清华大学。

选择专业时,他异常笃定。高中时就喜欢物理,物理课本上的核反应和核电站,让少年为之着迷。“1千克的铀裂变释放的能量相当于2700吨标准煤,太厉害了!”而当他看到秦山核电站的照片,更觉高大上。他便义无反顾的投入到了这个行业。

2008年,正值我国核电事业快速发展期,中核集团在清华大学设立有定向班。对核电兴趣颇深的李权成为了定向生,开始接触更深入的核科学基础知识,了解了核电的发展历程。

在一次实习中,他接触到了核燃料组件。这是反应堆的核心和关键部件之一,是反应堆的动力之源。如果形象地把核反应堆比作“烧开水”,那燃料组件就相当于“柴火”。

而偏偏就是这“柴火”,成了核电领域“卡脖子”的关键。在2010年以前,除秦山一期核电站以外,国内核电站用的燃料组件大多都是国外引进消化吸收的产品,以法国AFA-3G为主。

这意味着,每年百亿级的核电燃料市场被国外产品占据;同时,引进消化吸收的燃料组件也有着严格的技术壁垒,只能在国内核电厂使用。燃料组件,一度成为制约“华龙一号”出口的重大因素。

而燃料组件本身又是一个多学科交叉的复杂部件,在实习中,李权对这个领域产生了浓厚的兴趣。

当时20岁出头的李权,感受到内心的召唤:“找到了这样一条路,能将个人志趣与国家需要融合在一起!

当时,中核集团成立了CF系列燃料元件研发两总系统和研究团队。李权主动找到核燃料设计领域顶尖的核动力院投递简历。通过笔试、面试,拿到了宝贵的联合培养博士研究生机会。在联合培养过程中,他在清华上了一年的基础课,2013年来到成都,正式加入了燃料组件自主研发的战场。

“我见过凌晨四点的成都”

参与破解反应堆能量之源的自主化密码

“科比有句名言,你见过凌晨四点的洛杉矶吗?”李权笑着说,“洛杉矶不知道,但凌晨四点的成都我们肯定见过。”

CF系列燃料组件上有一个关键零部件——格架,对燃料组件的热工水力性能有较大影响。这正好是李权所研究的领域。在攻关过程中,团队遇到一个国际难题——临界热流密度(CHF),它是燃料组件可传热的极限。一旦超过这个限值,就有核安全事故的风险。他们所要做的,就是提高CHF值,提高核电站发热效率的同时,保障燃料组件和核电机组安全。

在设计过程中,团队从不同侧重点提出过近20种格架方案,开展筛选和验证实验。试验团队每一次试验,都要从头天凌晨做到第二天,这中间要密切关注实验状态,不能离开。经过近5年的反复实验,大量更新迭代,在团队的共同努力下,才突破关键难题,并最终确定了格架方案和产品形态。高性能格架产品使得我国自主创新的CF燃料组件CHF值比法国AFA-3G燃料组件高出5个百分点,达到国际先进水平。

除了坚持,李权的另一大感悟是创新源于生活。他在团队中,主要采用计算模拟的办法,分析燃料组件定位格架的临界热流密度,为设计提供参考。当时为了建立分析手段,想过很多种方法。一次他在远眺时,看到远处连绵起伏的山峦,联想到学术上的名词——沸腾曲线,也是这样的形态。他顿时来了灵感,引入沸腾曲线的形式,结合数字模拟,成功预测临界热流密度值。

为了更好解决这个问题,他专门到美国留学一年,最终成功助力高性能格架设计和临界热流密度值的模拟计算。

8年里,李权所在团队从国外层层专利布局和技术壁垒的封锁中成功突围,蹚出了一条我国核燃料自主化发展之路。他们突破了七大项关键技术,创造了核燃料研发领域的国内多个“第一”,使我国成为拥有完全自主知识产权核燃料设计制造技术的少数国家之一,产品性能达到国际一流。

小康感言

岁月静好,是因为有人为我们负重前行。今天的小康生活,是无数革命先烈用鲜血奋斗出来的,也是很多像彭士禄院士这样的老前辈穷尽一生为我们守护的。

每一代人有每一代人的使命。我们应当传承和弘扬老一辈艰苦奋斗、爱党爱国的奉献精神,用不懈的奋斗,守护我们来之不易的幸福生活,用勤劳的双手,创造属于我们更好的明天。我也将不忘初心,一路“核你同行”。

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