3月24日上午,中核集團(tuán)第5臺(tái)華龍一號(hào)核電機(jī)組——福建漳州核電1號(hào)機(jī)組首個(gè)鋼襯里模塊實(shí)現(xiàn)吊裝,標(biāo)志著華龍一號(hào)批量化建設(shè)工作全面展開(kāi)。
“華龍一號(hào)”是我國(guó)具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù),滿足全球最新核安全標(biāo)準(zhǔn),是我國(guó)核電創(chuàng)新發(fā)展的重大標(biāo)志性成果。
但圍繞“華龍一號(hào)”以及中國(guó)核電發(fā)展的討論一直存在。今天,庫(kù)叔分享一篇文章,回顧“華龍一號(hào)”的誕生以及背后包含的我國(guó)核電事業(yè)的艱難發(fā)展歷程和無(wú)數(shù)無(wú)私奉獻(xiàn)的人們。
文|路風(fēng)北京大學(xué)政府管理學(xué)院教授
編輯 | 謝芳 瞭望智庫(kù)
本文為瞭望智庫(kù)書(shū)摘,摘編自路風(fēng),中國(guó)人民大學(xué)出版社2019年4月出版,原文有刪減,不代表瞭望智庫(kù)觀點(diǎn)。轉(zhuǎn)載請(qǐng)勿修改原標(biāo)題,并請(qǐng)保留文末關(guān)于的介紹信息及封面。
我國(guó)核電的發(fā)展,曾嘗試引進(jìn)技術(shù),但最終失敗。
從引進(jìn)路線的角度看,它的失敗有多個(gè)原因:高估了美國(guó)西屋的AP1000技術(shù),無(wú)視真正的技術(shù)存在于從設(shè)計(jì)圖紙到實(shí)際產(chǎn)品之間,而不是圖紙本身;低估了中國(guó)核動(dòng)力工業(yè)的技術(shù)能力,因?yàn)楦静涣私庵袊?guó)的核動(dòng)力技術(shù)基礎(chǔ)到底在哪兒;忽視了以外國(guó)反應(yīng)堆統(tǒng)一中國(guó)核電技術(shù)路線的政治風(fēng)險(xiǎn);等等。
在中國(guó)核電的這場(chǎng)“大戲”中,公眾迄今為止最不清楚的問(wèn)題是“華龍一號(hào)”的技術(shù)到底從何而來(lái)。當(dāng)幾年前“華龍一號(hào)”剛浮出水面時(shí),媒體還沿襲引進(jìn)路線的說(shuō)法,把它的兩條技術(shù)路線稱(chēng)為“都在大亞灣核電廠M310技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)”。新華社在2019年的一篇報(bào)道中稱(chēng),“1997年的一個(gè)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(zhēng)論的聲音,二十幾名科研人員在此討論著中國(guó)自主百萬(wàn)千瓦級(jí)核電方案的主要技術(shù)參數(shù)。他們也許很難想象,彼時(shí)種下的‘種子’,在二十余年后開(kāi)花結(jié)果,化身為‘華龍一號(hào)’,這一我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)成果”。該報(bào)道在后面暗示那個(gè)“山坳”就是中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院的地方,也提到當(dāng)時(shí)秦山核電站的二期主體工程正在建設(shè),還提到那次討論創(chuàng)新性地提出了“177堆芯”的概念。但是,類(lèi)似這樣的報(bào)道仍然沒(méi)有解釋清楚“華龍一號(hào)”的技術(shù)來(lái)源及其與引進(jìn)技術(shù)的關(guān)系。
本文力圖回答這個(gè)問(wèn)題:“華龍一號(hào)”的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是秦山二期核電站,而開(kāi)發(fā)秦山二期核電機(jī)組的技術(shù)能力起源于中國(guó)開(kāi)發(fā)核潛艇動(dòng)力堆的過(guò)程。由于“華龍一號(hào)”的技術(shù)源遠(yuǎn)流長(zhǎng),所以我們必須回顧歷史。
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披荊斬棘的核潛艇反應(yīng)堆工程
1958年6月末,毛澤東、周恩來(lái)等領(lǐng)導(dǎo)人批準(zhǔn)聶榮瑧元帥向中央提出的中國(guó)自行設(shè)計(jì)和試制導(dǎo)彈原子潛艇的報(bào)告;7月,海軍與二機(jī)部會(huì)商成立領(lǐng)導(dǎo)小組;9月,二機(jī)部在北京原子能所成立導(dǎo)彈核潛艇反應(yīng)堆工程研究設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu),海軍則與一機(jī)部聯(lián)合成立造船技術(shù)研究室,負(fù)責(zé)導(dǎo)彈核潛艇總體研究設(shè)計(jì);10月,海軍政委蘇振華率代表團(tuán)訪問(wèn)蘇聯(lián),其使命之一就是希望在開(kāi)發(fā)核潛艇方面得到蘇聯(lián)的幫助。
但中國(guó)代表團(tuán)沒(méi)有料到,蘇方不但沒(méi)有答應(yīng)在核潛艇方面予以援助,甚至不承認(rèn)自己擁有核潛艇。代表團(tuán)回國(guó)后向中央?yún)R報(bào)了情況,周恩來(lái)轉(zhuǎn)達(dá)了中央的決心:“不僅原子彈要搞,核潛艇也要搞”;“蘇聯(lián)不援助,我們就自己干”。因此,與大多數(shù)高技術(shù)工業(yè)領(lǐng)域不同,中國(guó)的核動(dòng)力技術(shù)是在沒(méi)有外來(lái)技術(shù)源頭的條件下發(fā)展起來(lái)的,研究工作是從學(xué)習(xí)美、蘇各一本教科書(shū)開(kāi)始的。
1959年9月,孟戈非①?gòu)纳峡吹?,赫魯曉夫參加與美國(guó)總統(tǒng)的戴維營(yíng)會(huì)談期間,吹牛說(shuō)蘇聯(lián)的核潛艇比美國(guó)的多而且速度快。當(dāng)時(shí),原子能所有十多名蘇聯(lián)專(zhuān)家,因?yàn)樘K聯(lián)政府不承認(rèn)有核潛艇,所以他們對(duì)相關(guān)話題守口如瓶。孟戈非與總工程師趙仁愷②、李樂(lè)福③等人抓住這個(gè)機(jī)會(huì),約談蘇聯(lián)專(zhuān)家組組長(zhǎng)沃爾比約夫,向他詢(xún)問(wèn)有關(guān)反應(yīng)堆和核潛艇方面的問(wèn)題。已經(jīng)意識(shí)到中蘇即將分裂的沃爾比約夫沒(méi)有拒絕,向他們介紹了美國(guó)核潛艇的歷史、核動(dòng)力研發(fā)的一般程序、反應(yīng)堆物理、熱工設(shè)計(jì)和反應(yīng)堆啟堆時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題,以及建造陸上模式堆的必要性。就技術(shù)而言,這次出于專(zhuān)家個(gè)人行為的口頭講解是蘇聯(lián)對(duì)中國(guó)核動(dòng)力技術(shù)的唯一“援助”。
1959年年底,在趙仁愷、李樂(lè)福兩位正副總工程師的領(lǐng)導(dǎo)下,已經(jīng)發(fā)展到200人的潛艇核動(dòng)力研發(fā)隊(duì)伍按照核潛艇的實(shí)際要求,進(jìn)行了設(shè)計(jì)一座動(dòng)力堆的“設(shè)計(jì)練兵”。之所以稱(chēng)之為“練兵”,是因?yàn)楫?dāng)時(shí)并不具備能夠滿足設(shè)計(jì)動(dòng)力堆所要求的試驗(yàn)條件。1960年6月底,他們完成了。27年后,官方的評(píng)價(jià)說(shuō):“該方案設(shè)計(jì)當(dāng)時(shí)是作為草案上報(bào)的,但在后來(lái)的實(shí)踐中沒(méi)有什么重大的反復(fù),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(chǔ)?!备匾氖?,這個(gè)方案設(shè)計(jì)當(dāng)時(shí)沒(méi)有現(xiàn)成的參照——無(wú)論是實(shí)物的還是紙上設(shè)計(jì)的,但卻經(jīng)受住了實(shí)際建造核潛艇的考驗(yàn)。
那時(shí)的主要問(wèn)題是中國(guó)的工業(yè)制造能力不能滿足設(shè)計(jì)要求。由壓力容器、堆內(nèi)部件所組成的反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)涉及復(fù)雜的工業(yè)制造技術(shù),設(shè)計(jì)人員不得不很早就開(kāi)始參與許多設(shè)備的研制過(guò)程,并一直持續(xù)到建造陸上模式堆的時(shí)候。
僅舉兩個(gè)例子:一是壓力容器是由冶金部鋼鐵研究院、一機(jī)部第一重型機(jī)器廠、哈爾濱焊接研究所和國(guó)防部703所等十多個(gè)單位從1958年開(kāi)始研發(fā),經(jīng)過(guò)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(tái)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(yáng)金屬所、原子能所等20多個(gè)廠所開(kāi)始研發(fā)。在一系列技術(shù)突破的基礎(chǔ)上,二機(jī)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(jìn)行了數(shù)年的試驗(yàn)研究。
1961年年底,全國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)迅速惡化,加上蘇聯(lián)專(zhuān)家已經(jīng)撤退,中國(guó)決策層在資源不足的情況下,決定把開(kāi)發(fā)核武器列為壓倒一切的重點(diǎn),二機(jī)部也把有關(guān)核燃料和核武器的研制列為“一線”任務(wù),而把包括核動(dòng)力在內(nèi)的其他工作列為“二線”任務(wù)。1962年7月,核潛艇項(xiàng)目下馬。因?yàn)槎C(jī)部醞釀解散潛艇核動(dòng)力的研發(fā)隊(duì)伍,孟戈非繞開(kāi)行政上級(jí)直接找到海軍政委蘇振華。在軍方的安排下,潛艇核動(dòng)力的骨干技術(shù)隊(duì)伍被收到國(guó)防科委系統(tǒng)保護(hù)起來(lái),稱(chēng)為715所。從那時(shí)起直到“文革”時(shí)期,這支隊(duì)伍的隸屬關(guān)系在軍方和二機(jī)部之間共經(jīng)歷了五次變更,歸軍方時(shí)叫715所,歸二機(jī)部時(shí)就叫北京15所。
1964年,國(guó)民經(jīng)濟(jì)全面好轉(zhuǎn);10月,中國(guó)第一顆原子彈試爆成功。在這種條件下,中央專(zhuān)委于1965年3月批準(zhǔn)核潛艇工程重新上馬。根據(jù)三線建設(shè)的方針,二機(jī)部和北京15所選定四川省夾江縣境內(nèi)青衣江畔的一片山區(qū)作為建造陸上模式堆的廠址。
1965年8月25日,中央專(zhuān)委第13次會(huì)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(nèi)。二機(jī)部隨即決定在那里先建一個(gè)比較完善配套的反應(yīng)堆工程研究綜合基地,基地代號(hào)為“909”,對(duì)外掩護(hù)名稱(chēng)為“西南水電研究所”。幾十年之后,909基地的一條山谷被稱(chēng)為“中國(guó)堆谷”。
圖為909基地,上面寫(xiě)著:核潛艇一萬(wàn)年也要搞出來(lái)!
當(dāng)時(shí)的909基地什么都沒(méi)有,剛來(lái)的人住老鄉(xiāng)家,喝的是稻田和池塘水;以后自己蓋草棚和干打壘房子,并且打出了水井。當(dāng)?shù)匾彩珠]塞,打長(zhǎng)途電話必須到數(shù)公里之外的小鎮(zhèn)郵局去,而且要到晚上八點(diǎn)半以后才能打通北京的。從生活區(qū)到工地,相距最遠(yuǎn)的有十幾公里,上下班必須坐“班車(chē)”——解放牌卡車(chē)。許多人得到組織的通知后調(diào)到“909”工作。但“909”在什么地方?不知道?!?09”是干什么的?不知道。還有許多人是自愿報(bào)名來(lái)到基地的,一些施工單位也相繼進(jìn)入。漸漸地,在四川夾江的那塊土地上,聚集起一支號(hào)稱(chēng)“八千會(huì)戰(zhàn)大軍”的隊(duì)伍。
“文革”爆發(fā)后,全國(guó)各地的許多工廠和研究所停產(chǎn),各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部和技術(shù)專(zhuān)家被批斗,協(xié)調(diào)09工程的系統(tǒng)面臨癱瘓威脅。核潛艇陸上模式堆是一個(gè)集全國(guó)26個(gè)省市的1200多個(gè)工廠、研究所和院校所生產(chǎn)和研制的29000多臺(tái)設(shè)備、儀器、儀表、管道、閥門(mén)于一身的復(fù)雜精密裝置,一處癱瘓就處處癱瘓。1967年3月,自己也身陷政治漩渦的聶榮臻元帥看到國(guó)防科委副主任兼七院院長(zhǎng)劉華清關(guān)于09工程受到?jīng)_擊的報(bào)告后,于1967年6月20日在北京民族飯店召開(kāi)09工程第三次協(xié)調(diào)會(huì)。當(dāng)聶榮臻元帥一身戎裝,拄著拐杖步入會(huì)場(chǎng)時(shí),全體參會(huì)者起立長(zhǎng)時(shí)間鼓掌。
但是,這些廠長(zhǎng)、書(shū)記一回到各自單位就再次受到?jīng)_擊,從北京派下去檢查落實(shí)“6·20會(huì)議”精神的人員到處受阻,雪片一樣的告急信再次從全國(guó)各地飛向國(guó)防科委。在09工程辦公室,憂心如焚的參謀人員產(chǎn)生了請(qǐng)中央軍委簽發(fā)致各大軍區(qū)和省市自治區(qū)革命委員會(huì)一份的主意。1967年8月30日上午,正在醫(yī)院治療的中央軍委副主席聶榮臻接到劉華清親自送來(lái)的公函稿,在這份新中國(guó)成立以來(lái)中央軍委發(fā)出的第一份的左上角簽署了自己的名字。
的內(nèi)容被迅速傳達(dá):“09工程是毛澤東主席親自批準(zhǔn)的國(guó)防尖端工程,任何人、任何單位,均不得以任何借口和理由沖擊車(chē)間,更不能以任何理由停工停產(chǎn)……”。成為“尚方寶劍”,十幾個(gè)工業(yè)部門(mén)的“列車(chē)”立刻暢通無(wú)阻地駛上“軌道”,派下去的各路人馬再無(wú)人敢攔;它也是“大赦令”,一大批被關(guān)起來(lái)的廠長(zhǎng)、書(shū)記、科學(xué)家和工程師被解放;它也是“動(dòng)員令”,各個(gè)部門(mén)紛紛支援,圍繞09工程的龐大機(jī)器立刻有條不紊地運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。事情過(guò)去了幾十年后,核動(dòng)力院的老人還記得,當(dāng)時(shí)就是因?yàn)檫@份,所以909基地的一個(gè)電報(bào),就能把正在運(yùn)往其他地方的設(shè)備中途調(diào)到夾江。
為了配合建造陸上模式堆,在夾江909基地還設(shè)計(jì)建造了中國(guó)核動(dòng)力的第一批大型試驗(yàn)臺(tái)架。在完成196堆初步設(shè)計(jì)的同時(shí),模式堆試驗(yàn)基地、物理熱工、結(jié)構(gòu)、爆炸、應(yīng)力、焊接、水力、化學(xué)、控制等15個(gè)實(shí)驗(yàn)室和裝置的設(shè)計(jì)也相繼在北京的715所和401所開(kāi)展。1966年2月,來(lái)自這兩個(gè)研究所的人員組成909基地的“工藝隊(duì)”,在夾江山區(qū)選點(diǎn)。到1968年,大多數(shù)試驗(yàn)裝置陸續(xù)建成,安裝設(shè)備后立刻投入試驗(yàn)工作。這些試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)和建造反映了中國(guó)核動(dòng)力技術(shù)源頭從北京到夾江的轉(zhuǎn)移,使909基地成為中國(guó)唯一的核動(dòng)力試驗(yàn)研究基地。為加強(qiáng)陸上模式堆的建造。1969年7月27日,中央軍委辦事組批準(zhǔn),715所要在8月底前從北京搬遷至四川。這年9月初的一天,715所留在北京的全體科技人員和部分家屬登上一列人、貨混裝的悶罐車(chē),告別北京。除了四川,許多人都不知道去哪里。這列悶罐車(chē)停停走走,一個(gè)星期才到目的地,他們中間的許多人從此就永遠(yuǎn)留在那里。
1969年,模式堆主廠房的土建施工完成,設(shè)備安裝開(kāi)始。在關(guān)鍵的幾個(gè)月中,工地上徹夜燈火通明,攪拌機(jī)聲、汽車(chē)馬達(dá)聲、施工小車(chē)的嘎嘎聲以及炊事員送加班夜飯的吆喝聲此起彼伏,交相呼應(yīng)。在當(dāng)時(shí)的條件下,設(shè)備安裝十分困難。例如,重達(dá)60噸的反應(yīng)堆壓力容器是由十多輛大馬力汽車(chē)車(chē)群牽引,如履薄冰地翻越了18公里山路后才運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng);因?yàn)闆](méi)有大型裝卸設(shè)備,所以指揮部以“發(fā)動(dòng)群眾”的方式,采用推、拉、頂、吊等方法才將其“盤(pán)”進(jìn)廠房。
圖為第一代核潛艇陸上模式堆廠房。
1970年4月,中國(guó)第一個(gè)核潛艇陸上模式堆安裝完畢,迎來(lái)了啟堆的時(shí)刻。在啟堆前的7月15日、16日,周恩來(lái)率其他領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家兩次聽(tīng)取了由軍管會(huì)主任王漢亭和工程技術(shù)負(fù)責(zé)人彭士祿④等人組成的赴京匯報(bào)組匯報(bào),周恩來(lái)在匯報(bào)過(guò)程中提到核電說(shuō),陸上模式堆“奠定了熱核電站的基礎(chǔ),今后燃料多了,就可以自己搞!成功了,陸上核電站就有了,是核動(dòng)力的起點(diǎn),將來(lái)還可以做得更好……”,這說(shuō)明周總理已經(jīng)在思考中國(guó)發(fā)展核電的問(wèn)題了。
不過(guò),啟堆過(guò)程并不輕松。從7月17日凌晨在熱態(tài)狀況下啟動(dòng)反應(yīng)堆直到8月30日達(dá)到滿功率,中間經(jīng)歷了一系列出現(xiàn)問(wèn)題再解決問(wèn)題的過(guò)程,其間既有因?yàn)?月25日首次實(shí)現(xiàn)核能發(fā)電的興奮,也有因?yàn)?月29日山洪暴發(fā)而被迫停堆的失望。限于篇幅,這里僅講兩個(gè)小故事。
在第一次啟堆后,測(cè)量人員發(fā)現(xiàn)反應(yīng)堆頂部的物理測(cè)量管與堆頂部件焊接處有滲漏。在停堆搶修過(guò)程中,技術(shù)人員鄒心銀⑤在焊接工作接近尾聲時(shí),發(fā)現(xiàn)焊接表面出現(xiàn)了一些大小不均的汽孔,原因是焊接時(shí)的高溫使管壁中的積水蒸發(fā),然后水蒸氣向上穿透焊劑形成汽孔。需要消除積水,但管壁狹窄、不平滑,又不能被金屬碰撞,只好用絲巾一點(diǎn)一點(diǎn)地吸附。在人們因?yàn)檫M(jìn)展緩慢而焦躁不安時(shí),傳來(lái)了鄒心銀的聲音:“讓我來(lái)吧?!彼脕?lái)一根不知從哪里找來(lái)的細(xì)膠皮軟管,插進(jìn)管壁,整個(gè)人趴到堆頂蓋上,用嘴吸管壁里的積水。這是只有在那個(gè)年代才可能發(fā)生的事,因?yàn)榻?jīng)過(guò)滿功率運(yùn)行的反應(yīng)堆積水是可能帶有放射性的?,F(xiàn)場(chǎng)突然鴉雀無(wú)聲,只能聽(tīng)見(jiàn)鄒心銀的吸水聲——“這聲音好像刀片劃過(guò)在場(chǎng)每個(gè)人的心”。最后,積水吸干,焊接成功了。
在8月25日開(kāi)始的最后一次啟動(dòng)過(guò)程中,反應(yīng)堆在達(dá)到92%的堆功率后卻不能達(dá)到滿功率,盡管所有的物理參數(shù)表明反應(yīng)堆是能夠達(dá)到滿功率的。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn),原因是主機(jī)的自動(dòng)調(diào)壓閥不能全開(kāi)。在堆前緊急會(huì)議的焦急氣氛下,設(shè)計(jì)人員徐炎初提出一個(gè)大膽的設(shè)想:就地改自動(dòng)為手動(dòng),以增大進(jìn)氣壓力。這又是一個(gè)在通常情況下不應(yīng)采取的辦法,但不得已而為之。8月30日13時(shí),徐炎初帶領(lǐng)另一位技術(shù)人員,分別站在左右舷的自動(dòng)調(diào)壓閥前,用雙手提起了閥閘。僅僅幾分鐘之后,值班長(zhǎng)耿其瑞就莊重宣布,主機(jī)功率已實(shí)現(xiàn)額定滿功率運(yùn)行。當(dāng)時(shí)在測(cè)量室負(fù)責(zé)計(jì)算功率值的黃士鑒用手搖計(jì)算機(jī)連續(xù)計(jì)算了三遍,才向現(xiàn)場(chǎng)指揮彭士祿報(bào)告達(dá)到滿功率,彭則立即打電話向周總理報(bào)告。在山谷間的一片歡呼聲中,中國(guó)核潛艇陸上模式堆終于實(shí)現(xiàn)滿功率運(yùn)行。
圖為反應(yīng)堆壓力容器安裝。
在為陸上模式堆訂設(shè)備的時(shí)候,還有兩套反應(yīng)堆設(shè)備同時(shí)被訂,以便為艇上堆做好準(zhǔn)備。1968年4月8日,核潛艇艇體工程正式開(kāi)工。陸上模式堆在夾江啟堆之后,遠(yuǎn)在數(shù)千公里之外的造船基地跟著緊張起來(lái)。1970年7月16日,造船指揮部提出核潛艇要在當(dāng)年12月26日下水的奮斗目標(biāo)。當(dāng)時(shí),那里生活條件很差,但干部、工人們干活不分晝夜,加班加點(diǎn),自覺(jué)保證質(zhì)量。與此同時(shí),一支工兵部隊(duì)也在修建核潛艇特殊碼頭,把一座大山挖空,然后安裝設(shè)備。一些年輕的戰(zhàn)士為工程獻(xiàn)出了生命。
圖為中國(guó)第一艘核潛艇下水。
1970年12月26日,中國(guó)第一艘核潛艇下水;經(jīng)過(guò)半年的反應(yīng)堆安裝和調(diào)試,于1971年8月開(kāi)始試航。這里必須提到一位捐軀者——從1959年就參加潛艇核動(dòng)力設(shè)計(jì)的工程師李宜傳。他在陸上模式堆安裝之前切除了一個(gè)腎,但拒絕了大家的勸阻,帶病工作,干脆把被子搬到控制值班室,吃住在現(xiàn)場(chǎng),直至196堆達(dá)到滿功率。隨后,他又拖著病殘之軀再次請(qǐng)戰(zhàn),參與了195堆的安裝和試驗(yàn)。1972年4月,李宜傳終因過(guò)度勞累犧牲在核潛艇試航的工作崗位上。
圖為第一代核潛艇工程四位總師合影。
1974年8月,中國(guó)第一艘核潛艇——“長(zhǎng)征一號(hào)”攻擊型核潛艇——正式服役,88歲高齡的朱德元帥在海軍司令肖勁光大將的陪同下檢閱了中國(guó)核海軍的第一艇。參加了慶典儀式的中國(guó)第一任核動(dòng)力總工程師趙仁愷回憶說(shuō):“那莊嚴(yán)、盛大、隆重的場(chǎng)景,有幸一遇,足慰終生”。中美關(guān)系處于“蜜月”期的1982年,美國(guó)“核海軍之父”Rickover海軍上將訪華,爬上了“長(zhǎng)征一號(hào)”核潛艇。他在參觀后稱(chēng)贊說(shuō):“這完全可以與同時(shí)代先進(jìn)國(guó)家的核潛艇媲美!”。
2019年1月31日,來(lái)自青島嘉峪關(guān)學(xué)校的學(xué)生們登上我國(guó)第一艘核動(dòng)力潛艇401艇參觀。
這里還要提一下被稱(chēng)為核動(dòng)力院第二個(gè)里程碑的高通量工程試驗(yàn)堆。這種堆是研制反應(yīng)堆燃料元件的設(shè)備,所以是獨(dú)立自主發(fā)展核能事業(yè)所必需的。早在1958年重水反應(yīng)堆建成后,設(shè)計(jì)建造高通量工程試驗(yàn)堆的任務(wù)就提到議事日程上。由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的工業(yè)技術(shù)條件都不具備,所以二機(jī)部從小功率材料研究用堆做起,于1964年12月在北京原子能所建成以蘇聯(lián)游泳池式物理試驗(yàn)堆為原型的元件試驗(yàn)堆。這個(gè)堆對(duì)核潛艇動(dòng)力堆的燃料元件、材料的考驗(yàn)做出了重要貢獻(xiàn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的好轉(zhuǎn),設(shè)計(jì)和建造高通量工程試驗(yàn)堆的任務(wù)再次提上議事日程,并且交由1963年成立的194所承擔(dān)。1968年,該工程被列入國(guó)家計(jì)劃,在總工程師徐傳效的領(lǐng)導(dǎo)下,194所組成近百人的工程設(shè)計(jì)隊(duì),籌建高通量工程試驗(yàn)堆。
在后來(lái)的過(guò)程中,高通量堆的廠址選擇受到潛艇核動(dòng)力研發(fā)隊(duì)伍隸屬關(guān)系的影響。1971年2月,二機(jī)部再次從海軍手里正式接收909基地后,立刻決定將北京194所整體搬遷到四川夾江。1971年年初,高通量堆在909基地破土動(dòng)工。1973年9月6日,二機(jī)部決定將909基地改名為堆工研究院,對(duì)外稱(chēng)第二機(jī)械工業(yè)部第一研究設(shè)計(jì)院。
1980年12月16日,繼美蘇之后,世界上第三大、也是亞洲第一個(gè)建成的中國(guó)高通量工程試驗(yàn)堆在四川夾江投入滿功率運(yùn)行,并于1981年5月4日實(shí)現(xiàn)了高功率運(yùn)行。它的建成標(biāo)志著中國(guó)具有了獨(dú)立自主的核動(dòng)力技術(shù)能力。隨著高通量工程試驗(yàn)堆的建成,以及模式堆的運(yùn)行試驗(yàn),一個(gè)反應(yīng)堆研發(fā)基地到1980年已經(jīng)初步形成。隨著715所和194所搬遷到這里,中國(guó)核動(dòng)力技術(shù)的全部歷史也就凝聚在這里。核潛艇陸上模式堆是中國(guó)第一個(gè)核動(dòng)力反應(yīng)堆,也是第一個(gè)從頭到尾完全依靠自己的力量開(kāi)發(fā)的反應(yīng)堆;10年后建成的高通量工程試驗(yàn)堆不但也是自主開(kāi)發(fā)的,而且是中國(guó)可以自主開(kāi)發(fā)各種反應(yīng)堆的關(guān)鍵設(shè)備。
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“軍轉(zhuǎn)民”歷程的磨難
高通量工程試驗(yàn)堆的建成,標(biāo)志著核動(dòng)力院作為一個(gè)反應(yīng)堆研發(fā)基地的形成,但也宣告了國(guó)家對(duì)核動(dòng)力大規(guī)模投資的終結(jié)。從1970年12月第一艘核潛艇下水,直到1990年代末期,中國(guó)下一代核潛艇工程拖延了近30年。從1970年代末到1980年代后期,核動(dòng)力院在10年的時(shí)間里沒(méi)有得到任何值得一提的科研經(jīng)費(fèi)和投資。
改革開(kāi)放以來(lái),國(guó)家開(kāi)始發(fā)展核電。上文已經(jīng)講述了秦山一期核電站的曲折,但對(duì)核動(dòng)力院來(lái)說(shuō),比那更曲折的是它多年被排斥在核電之外。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代,主管核工業(yè)的二機(jī)部長(zhǎng)期以開(kāi)發(fā)核武器為主要任務(wù),輕視核動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域,何況又與海軍之間存在著核動(dòng)力院的隸屬關(guān)系問(wèn)題。在建設(shè)秦山一期時(shí),核工業(yè)部為該工程建立了728設(shè)計(jì)院,其首任院長(zhǎng)就是1981年起任核動(dòng)力院院長(zhǎng)的周圣洋⑥。實(shí)際上,秦山一期30萬(wàn)千瓦核電站的反應(yīng)堆是以196堆為原型堆,即在潛艇動(dòng)力堆的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上直接設(shè)計(jì)的核電站反應(yīng)堆。這是為什么中國(guó)居然在從未建過(guò)試驗(yàn)核電站的條件下,能夠一下子建起一個(gè)30萬(wàn)千瓦商用核電站的原因。
圖為秦山核電站。
在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的部門(mén)管理體制下,行政主管部門(mén)對(duì)于下屬單位的管理方式是按行政隸屬關(guān)系和行政分工。在秦山一期開(kāi)始建設(shè)后,核工業(yè)部把核動(dòng)力院當(dāng)作一個(gè)專(zhuān)門(mén)從事09工程的機(jī)構(gòu)和試驗(yàn)基地,不考慮它在核電發(fā)展中的作用。其實(shí),核動(dòng)力院早就開(kāi)始參與核電技術(shù)開(kāi)發(fā),只不過(guò)是在上級(jí)行政部門(mén)的安排下,扮演提供技術(shù)服務(wù)的角色。例如,按照二機(jī)部安排的任務(wù),核動(dòng)力院于1977年6月研發(fā)成功秦山一期30萬(wàn)千瓦核電站的燃料元件制造工藝。1978年11月,二機(jī)部要求核動(dòng)力院重視60萬(wàn)千瓦核電站的研究設(shè)計(jì)工作。1981年4月,核動(dòng)力院將趙仁愷等人正式上報(bào)二機(jī)部,此后又完成60萬(wàn)千瓦和90萬(wàn)千瓦標(biāo)準(zhǔn)型壓水堆核電站的方案設(shè)計(jì)。1981年9月,二機(jī)部正式邀請(qǐng)核動(dòng)力院參加秦山一期核電站一回路主循環(huán)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)、安全系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)審查,這是主管部門(mén)第一次讓核動(dòng)力院介入核電的實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程。1983年7月,核動(dòng)力院針對(duì)45萬(wàn)千瓦和90萬(wàn)千瓦壓水堆方案,決定進(jìn)行17×17燃料組件的研制。這段時(shí)間正是政府內(nèi)部主張引進(jìn)的部門(mén)以30萬(wàn)千瓦核電站容量太小為理由,要求下馬秦山核電工程的時(shí)候。二機(jī)部在倉(cāng)促應(yīng)對(duì)這種主張時(shí)的這些部署,準(zhǔn)確無(wú)誤地反映出中國(guó)核動(dòng)力的技術(shù)之源在哪里。
2008年11月1日,建設(shè)中的秦山核電站方家山核電工程。
秦山核電站安裝時(shí)的反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件。
在國(guó)家層次上,當(dāng)時(shí)占據(jù)了主導(dǎo)地位的引進(jìn)政策沒(méi)有考慮如何利用中國(guó)的技術(shù)基礎(chǔ)來(lái)發(fā)展核電。在1980年代有關(guān)中國(guó)核電發(fā)展道路的爭(zhēng)論中,各方都以核工業(yè)主管部門(mén)作為核動(dòng)力技術(shù)的體現(xiàn),而包括決策者在內(nèi)的大多數(shù)人都不清楚中國(guó)核動(dòng)力技術(shù)的承載體到底在哪里。21世紀(jì)的第三輪引進(jìn)路線以改革為名,提出實(shí)行軍民分開(kāi)的方針,其實(shí)質(zhì)是想讓在行政隸屬關(guān)系上屬于軍工部門(mén)的中國(guó)核動(dòng)力技術(shù)基礎(chǔ),不再“干擾”購(gòu)買(mǎi)外國(guó)核電站的“戰(zhàn)略部署”。于是,核動(dòng)力院的道路注定曲折。
核動(dòng)力院曾經(jīng)在1980年代初制訂了一個(gè)十年發(fā)展規(guī)劃,規(guī)定該院要參與核電建設(shè),但基本上淪為紙上談兵。于是,一支四五千人的中國(guó)核動(dòng)力技術(shù)主力隊(duì)伍被“遺忘”在四川夾江的山區(qū)。隨著改革開(kāi)放帶來(lái)的松動(dòng),核動(dòng)力院也開(kāi)始經(jīng)歷“孔雀東南飛”,人員,特別是技術(shù)骨干大量流失。那時(shí)的兩任院長(zhǎng)不得不把這支隊(duì)伍的生存當(dāng)作首要任務(wù)。
1980年代前半期,在中央政府牢牢控制的核電之外似乎出現(xiàn)了另一個(gè)核動(dòng)力的市場(chǎng)。一些大型石油化工企業(yè)對(duì)建設(shè)小型核熱電站表現(xiàn)出濃厚的興趣,紛紛要求核動(dòng)力院對(duì)“以核代油、節(jié)油換匯”的可行性進(jìn)行研究,對(duì)能否提供工業(yè)蒸汽和一般供熱進(jìn)行論證。
核動(dòng)力院根據(jù)用戶的要求開(kāi)展了數(shù)年的研究設(shè)計(jì)。但是,由于地方政府缺乏資金,這些設(shè)計(jì)工作沒(méi)有能夠繼續(xù)下去。除了核熱電廠,還有對(duì)小型核電廠市場(chǎng)的探索。核動(dòng)力院曾經(jīng)應(yīng)邀在四川、海南島和西藏調(diào)研建設(shè)小型核電廠的可能性,但由于經(jīng)費(fèi)和風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題也不了了之。
1988年接任院長(zhǎng)職務(wù)的錢(qián)積惠⑦后來(lái)回憶這段歷史時(shí)說(shuō):“最困難的時(shí)候,我形容我們老院長(zhǎng)像個(gè)叫花子,北上吉林,東到上海,南到海南島,西到西藏,拄著拐棍‘討飯吃’,全國(guó)都跑遍了,領(lǐng)著一批專(zhuān)家去求人家、找項(xiàng)目,風(fēng)塵仆仆,跑了好幾年”,“當(dāng)時(shí)大家在山溝里,拿著僅有的一點(diǎn)工資,但熱情還是很高,我們當(dāng)時(shí)上上下下最常說(shuō)的一句話就是‘我們要搞核電’”。
從獲得經(jīng)濟(jì)收益的角度講,核動(dòng)力院在1980年代前七八年的“軍轉(zhuǎn)民”過(guò)程中幾乎什么事都沒(méi)做成,但仍然得到了長(zhǎng)遠(yuǎn)意義上的收獲。
第一,“軍轉(zhuǎn)民”的經(jīng)驗(yàn)使核動(dòng)力院為用戶設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力大大提高,為后來(lái)的秦山二期中標(biāo)打下基礎(chǔ)。第二,完成了組織整合。核動(dòng)力院的隊(duì)伍是在909工程大會(huì)戰(zhàn)中從全國(guó)調(diào)來(lái)的,這樣建立起來(lái)的組織往往長(zhǎng)期存在內(nèi)部隔閡的問(wèn)題,但在生存危機(jī)的壓力下并經(jīng)歷了“孔雀東南飛”之后,核動(dòng)力院逐漸成為一個(gè)同舟共濟(jì)的組織——能走的都走了,不能走或不想走的就永遠(yuǎn)留了下來(lái)。除了與上級(jí)行政主管部門(mén)的隸屬關(guān)系,院里的人不再與北京或其他地方的任何機(jī)構(gòu)存在什么組織上的瓜葛。于是,核動(dòng)力院的獨(dú)特組織文化也逐漸形成。
在工作態(tài)度上,他們吃苦耐勞,習(xí)慣于自己動(dòng)手,一些核電運(yùn)營(yíng)商對(duì)核動(dòng)力院人員的評(píng)價(jià)是,“山里來(lái)的人就是樸實(shí)”;在技術(shù)上,他們具有極強(qiáng)的解決問(wèn)題的能力,什么外國(guó)技術(shù)都敢改,原因非常簡(jiǎn)單:以核潛艇動(dòng)力系統(tǒng)為起源,他們所有的產(chǎn)品都是自己做出來(lái)的。
直到1980年代末,被困在夾江山區(qū)的核動(dòng)力院仍然在“流血”,每年都有很多技術(shù)骨干流失。1988年10月,當(dāng)錢(qián)積惠接替任和主持核動(dòng)力院工作時(shí),他所感受到的是形勢(shì)越來(lái)越艱難。在他當(dāng)院領(lǐng)導(dǎo)的頭兩年,核動(dòng)力院面臨的最嚴(yán)重的問(wèn)題就是人才流失,每年都要有200多名技術(shù)骨干從山溝里跳到待遇和條件更好的單位去。錢(qián)積惠坐不住了,如果這樣下去,多年培養(yǎng)起來(lái)的核動(dòng)力技術(shù)力量用不了幾年就走光了。
錢(qián)積惠注意到,雖然此時(shí)國(guó)務(wù)院決定把核動(dòng)力院列入三線調(diào)整計(jì)劃,部分科技力量遷進(jìn)成都市,但國(guó)家規(guī)劃計(jì)劃部門(mén)并沒(méi)有認(rèn)識(shí)到自主發(fā)展核動(dòng)力的重要性。1991年5月2日,錢(qián)積惠上書(shū)江澤民。他在信中直言國(guó)家對(duì)核動(dòng)力基礎(chǔ)研究的忽視以及核動(dòng)力研究基地所面臨的困境,并呼吁:中國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家中的核大國(guó),作為一個(gè)已經(jīng)擁有核潛艇并還要進(jìn)一步發(fā)展自己的軍用艦船核動(dòng)力的國(guó)家,理應(yīng)也有能力走自主發(fā)展核電的道路。
江澤民收到了錢(qián)積惠的信,并于當(dāng)年6月15日對(duì)信作出批示,贊同支持核動(dòng)力骨干實(shí)驗(yàn)裝置的建設(shè)。此后,國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)對(duì)核動(dòng)力院投資1.8億元,在成都建設(shè)一批軍民核動(dòng)力骨干試驗(yàn)裝置,同時(shí)依托這個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了核動(dòng)力院從夾江到成都的搬遷。這一項(xiàng)目被稱(chēng)為“615工程”。
615工程建設(shè)的試驗(yàn)手段對(duì)于開(kāi)發(fā)核反應(yīng)堆是至關(guān)重要的。該工程從1992年8月開(kāi)始初步設(shè)計(jì),1995—1998年完成大部分試驗(yàn)裝置的安裝。在核動(dòng)力院反應(yīng)堆試驗(yàn)研究所,18臺(tái)復(fù)雜的試驗(yàn)裝置分布在巨大的廠房里,它們涵蓋了幾乎所有的反應(yīng)堆工程試驗(yàn)研究:控制棒驅(qū)動(dòng)線冷態(tài)水力試驗(yàn)裝置、堆芯整體水力模擬試驗(yàn)裝置、AC600非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)試驗(yàn)裝置、氟利昂熱工裝置、大型熱工試驗(yàn)裝置、6m×6m地震模擬試驗(yàn)臺(tái)、水化學(xué)試驗(yàn)裝置、動(dòng)力設(shè)備綜合試驗(yàn)裝置、艦船核動(dòng)力主設(shè)備支撐抗沖擊試驗(yàn)裝置、艦船核動(dòng)力主泵試驗(yàn)臺(tái)……有些裝置據(jù)稱(chēng)世界僅有。所有這些試驗(yàn)裝置全部是核動(dòng)力院自己設(shè)計(jì)的,為后來(lái)的秦山二期核電站壓水堆的自主設(shè)計(jì)和建造,以及新一代核潛艇的開(kāi)發(fā),作出了“不可替代的貢獻(xiàn)”。
試驗(yàn)手段是主要的研發(fā)工具,而包括設(shè)施和經(jīng)驗(yàn)在內(nèi)的試驗(yàn)?zāi)芰t是核動(dòng)力院的特質(zhì)資產(chǎn)。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是一種工程創(chuàng)造,其首要環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì),但設(shè)計(jì)的可行性只有經(jīng)過(guò)從材料、元件到整機(jī)樣機(jī)的一系列試驗(yàn)才能被證明。因此,像核動(dòng)力裝置這樣的復(fù)雜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),通常要經(jīng)過(guò)幾十輪次試驗(yàn)的反饋與修正,解決成百上千的問(wèn)題,才能推進(jìn)??梢哉f(shuō),自主研發(fā)反應(yīng)堆的大部分投資、風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)能力都集中在工程試驗(yàn)階段。因此,試驗(yàn)手段和試驗(yàn)?zāi)芰Q定產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。
僅以在核電技術(shù)上擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一——反應(yīng)堆燃料元件、組件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)為例:第一,由于這個(gè)系統(tǒng)是在核輻射的條件下工作,所以其必須在工具堆內(nèi)經(jīng)受輻照的考驗(yàn)——屬于帶核的試驗(yàn)。第二,必須在大型熱工試驗(yàn)裝置上進(jìn)行臨界熱流密度試驗(yàn)——屬于非核的試驗(yàn)。原因在于,當(dāng)燃料組件上的熱流密度達(dá)到一定程度,流體就帶不走熱量,積累起來(lái)的熱量就會(huì)導(dǎo)致堆芯融化、燒毀,造成核事故。但在不允許反應(yīng)堆內(nèi)的燃料元件燒毀的同時(shí),又必須使堆芯功率盡可能地升高以保證核能的經(jīng)濟(jì)性。要達(dá)到這個(gè)雙重要求的目標(biāo),就必須確定燒毀的極限點(diǎn)。雖然有理論公式可以計(jì)算這個(gè)問(wèn)題,但公式對(duì)不同結(jié)構(gòu)的適用性不同。因此,準(zhǔn)確找到極限點(diǎn)只能通過(guò)臨界熱流密度試驗(yàn)。不同的組件會(huì)有不同的燒毀點(diǎn),所以燒毀試驗(yàn)是開(kāi)發(fā)新的燃料組件的必要條件。
核動(dòng)力院的試驗(yàn)手段——工程試驗(yàn)堆、大型試驗(yàn)臺(tái)架以及眾多的專(zhuān)用儀器儀表——全部是自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出來(lái)的,本身就是該院產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)所產(chǎn)出的另一類(lèi)特殊產(chǎn)品。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)這類(lèi)產(chǎn)品必須依靠在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn),因?yàn)樵囼?yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)取決于對(duì)試驗(yàn)方法的掌握,而試驗(yàn)方法則包括了大量來(lái)自經(jīng)驗(yàn)的訣竅。因此,試驗(yàn)臺(tái)架的效能還取決于使用這些設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。
615臺(tái)架所體現(xiàn)的試驗(yàn)?zāi)芰褪侨氖瓿掷m(xù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)積累的結(jié)果。以水化學(xué)試驗(yàn)臺(tái)架為例,設(shè)計(jì)這個(gè)臺(tái)架的難點(diǎn)在于要掌握縮小比例試驗(yàn)的模擬技術(shù),因?yàn)樵撆_(tái)架在縮小了流程比例之后,就要考慮在實(shí)際反應(yīng)堆運(yùn)行中無(wú)須考慮的絕緣與密封問(wèn)題,才能保證水流量、傳熱特性與實(shí)際反應(yīng)堆的運(yùn)行狀況一致。核動(dòng)力院所掌握的模擬技術(shù)是一套模擬準(zhǔn)則——這些準(zhǔn)則起源于核潛艇陸上模式堆的開(kāi)發(fā)并經(jīng)過(guò)不斷修正而獲得。
設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)架之難往往比設(shè)計(jì)終端產(chǎn)品還難,難就難在需要大量只能經(jīng)驗(yàn)性獲得的緘默知識(shí)。在核動(dòng)力院的實(shí)驗(yàn)室里,很多模擬、密封、測(cè)試和控制的技術(shù)訣竅都是前輩技術(shù)人員從長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)中摸索出來(lái)的,并依靠老工程師手把手教給年輕工程師而傳承。由于試驗(yàn)手段封裝了更多的緘默知識(shí),所以對(duì)于其他組織來(lái)說(shuō),這些技術(shù)是無(wú)法模仿的,甚至無(wú)法通過(guò)逆向工程來(lái)理解。因此,這些試驗(yàn)手段是高度組織特定的,離開(kāi)了開(kāi)發(fā)出這些工具的組織就沒(méi)有任何用處。例如,任何人想使用615試驗(yàn)臺(tái)架,只能委托核動(dòng)力院的技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行試驗(yàn),否則誰(shuí)也無(wú)法讓這些臺(tái)架實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。
對(duì)試驗(yàn)手段的分析可以充分證明引進(jìn)路線的謬誤:對(duì)于聲稱(chēng)通過(guò)購(gòu)買(mǎi)外國(guó)核電站可以實(shí)現(xiàn)核電技術(shù)的“消化、吸收、再創(chuàng)新”的說(shuō)辭,說(shuō)輕了是無(wú)知,說(shuō)重了則是謊言。引進(jìn)核電技術(shù)充其量是購(gòu)買(mǎi)核電站的設(shè)計(jì),而要想在外國(guó)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上再創(chuàng)新,則必須具有試驗(yàn)?zāi)芰?,否則沒(méi)有人能夠甚至敢于去修改、變更原設(shè)計(jì)。但試驗(yàn)?zāi)芰κ情L(zhǎng)期自主開(kāi)發(fā)的結(jié)果,與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)互為因果。引進(jìn)路線可以從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品和產(chǎn)品設(shè)計(jì),但永遠(yuǎn)不可能從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)到試驗(yàn)手段。因此,聲稱(chēng)買(mǎi)了外國(guó)核電站就獲得了核電技術(shù),無(wú)異于聲稱(chēng)從糧店買(mǎi)回家一袋米就獲得了培育稻種和種植稻子的技術(shù)。
最后需要指出,有形的試驗(yàn)手段必須隨著產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的目標(biāo)要求而更新。例如,核動(dòng)力院在夾江的第一批試驗(yàn)臺(tái)架是為了開(kāi)發(fā)核潛艇陸上模式堆而建的,615試驗(yàn)臺(tái)架則支撐了秦山二期核電站和第二代核潛艇的開(kāi)發(fā),而新一代的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)將要求新一代的試驗(yàn)臺(tái)架。但正如前面已經(jīng)分析的那樣,設(shè)計(jì)和使用下一代的試驗(yàn)臺(tái)架必須依靠過(guò)去積累起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)——沒(méi)有什么例子比這更好地說(shuō)明,雖然有形的產(chǎn)品會(huì)經(jīng)常發(fā)生非連續(xù)性的變化,但產(chǎn)品開(kāi)發(fā)平臺(tái)及其所體現(xiàn)的技術(shù)能力卻永遠(yuǎn)是連續(xù)的。
在最困難的階段,核動(dòng)力院始終堅(jiān)持著對(duì)核潛艇動(dòng)力堆的研究,一直堅(jiān)持到1990年代末中國(guó)上馬第二代核潛艇工程。
講一下第一位新型反應(yīng)堆總設(shè)計(jì)師劉聚奎的經(jīng)歷。劉聚奎從1960年代中期就在715所參與設(shè)計(jì)核潛艇動(dòng)力堆的總體結(jié)構(gòu)方案。1967年,他受命研究下一代潛艇核動(dòng)力技術(shù)。當(dāng)715所搬遷到909基地時(shí),他只身從北京來(lái)到四川夾江。在設(shè)計(jì)建造核潛艇陸上模式堆的過(guò)程中,劉聚奎是燃料組件總體結(jié)構(gòu)論證課題組的負(fù)責(zé)人,也是研制燃料棒定位格架等重要部件的創(chuàng)始人之一,為解決燃料棒定位問(wèn)題立下汗馬功勞。他和同事們創(chuàng)造出來(lái)的束棒型控制棒在當(dāng)時(shí)是世界首創(chuàng),使堆高降低約一米,使堆艙和主機(jī)艙得到較好的匹配。
196堆建成后,劉聚奎繼續(xù)從事新型反應(yīng)堆的研究設(shè)計(jì)。1970年代末,在“軍轉(zhuǎn)民”的大勢(shì)下,研究陷入停滯狀態(tài)。為了爭(zhēng)取項(xiàng)目立項(xiàng)以使研究持續(xù)下去,項(xiàng)目組每年都要與有關(guān)部門(mén)開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì),論證、爭(zhēng)辯甚至爭(zhēng)吵。1979年秋的一天,趙仁愷把劉聚奎等幾個(gè)參加論證會(huì)的人拉上,花10元錢(qián)在北京動(dòng)物園附近的一家餐館里請(qǐng)大家吃了一頓狗肉。那是一頓傷心飯,因?yàn)榛氐交睾?,?xiàng)目組就基本解散了。在隨后的幾年里,科研人員因?yàn)闊o(wú)事可做紛紛調(diào)走,劉聚奎也找好了接收單位,準(zhǔn)備一走了之。他說(shuō):1960年代搞潛艇動(dòng)力堆時(shí),條件那么艱苦,大家都沒(méi)想過(guò)離開(kāi);但沒(méi)有任務(wù)、沒(méi)有方向,不走又能怎么辦?
是核動(dòng)力院參與核電的努力把劉聚奎留下了——他參加了吉林化工公司、遼陽(yáng)化工總廠和上海金山石化總廠建設(shè)小型核熱電廠的可行性論證工作,又參加了秦山二期工程的早期方案演練和總體方案設(shè)計(jì)工作。在從軍用核動(dòng)力轉(zhuǎn)向核電研究的過(guò)程中,他忘我地學(xué)習(xí)新領(lǐng)域的知識(shí),但也從來(lái)沒(méi)有放棄對(duì)新型動(dòng)力堆的研究。
劉聚奎三十年如一日,堅(jiān)信新型反應(yīng)堆的可行性,而這三十年恰恰是中國(guó)核潛艇工程的斷檔期。在沒(méi)有項(xiàng)目背景、沒(méi)有國(guó)家經(jīng)費(fèi)投入,幾十年辛辛苦苦的追求有可能付諸東流的情況下,他沒(méi)有絲毫的動(dòng)搖。他是參加了“八五”“九五”“十五”軍用核動(dòng)力預(yù)研規(guī)劃的“三朝元老”,目光始終盯著世界先進(jìn)水平和發(fā)展方向。正是因?yàn)橛辛诉@樣的人,核動(dòng)力院才能夠在極其困難的條件下,哪怕是自籌資金,也堅(jiān)持了對(duì)新型反應(yīng)堆的長(zhǎng)期探索研究。
1992年,停頓多年的新型反應(yīng)堆預(yù)研工作又提上議事日程。劉聚奎被核動(dòng)力院任命為第一任新型動(dòng)力裝置的總設(shè)計(jì)師。他上任后任勞任怨,以無(wú)私的奉獻(xiàn)為工程奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。把這個(gè)火種保存下來(lái)并最終點(diǎn)燃的劉聚奎總設(shè)計(jì)師早已退休;但同時(shí),新型反應(yīng)堆的工程也已經(jīng)上馬,而裝備這種動(dòng)力之源的新型核潛艇必將為捍衛(wèi)中國(guó)的國(guó)家安全和領(lǐng)土完整做出重大貢獻(xiàn)。
3
“華龍一號(hào)”的技術(shù)源頭
“華龍一號(hào)”的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是秦山二期核電站。
核動(dòng)力院在秦山二期中標(biāo)并非偶然,完全是憑技術(shù)實(shí)力贏得的。這種實(shí)力不但來(lái)自建造核潛艇陸上模式堆、高通量工程試驗(yàn)堆這樣的國(guó)家項(xiàng)目,而且來(lái)自開(kāi)拓核動(dòng)力市場(chǎng)以及為核電建設(shè)提供技術(shù)支援的經(jīng)驗(yàn),更來(lái)自在長(zhǎng)期技術(shù)研發(fā)中形成的創(chuàng)造性。
在“軍轉(zhuǎn)民”的困難時(shí)期,核動(dòng)力院仍然保持著技術(shù)研發(fā)的“沖動(dòng)”,在國(guó)家下馬的項(xiàng)目基礎(chǔ)上建成了乏燃料堆,以利用高通量堆使用過(guò)的乏燃料。更典型的項(xiàng)目是被稱(chēng)為核動(dòng)力院“第三個(gè)里程碑”的脈沖堆,它的上馬過(guò)程完全是自下而上推動(dòng)的。脈沖堆是使用鈾氫鋯燃料元件、具有脈沖運(yùn)行能力的小型池式試驗(yàn)堆。1957年,美國(guó)通用原子公司開(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)脈沖堆,一直獨(dú)家壟斷技術(shù)和市場(chǎng)。1975年,核動(dòng)力院的技術(shù)人員從報(bào)刊上獲得脈沖堆的信息后,開(kāi)始研究并向院里提出建堆的建議。1979年4月,核動(dòng)力院把研究人員提出的概念設(shè)計(jì)方案上報(bào)二機(jī)部。雖然很快得到批準(zhǔn),但它只是一個(gè)沒(méi)有列入國(guó)家計(jì)劃、沒(méi)有經(jīng)費(fèi)的項(xiàng)目,只能靠院里東拼西湊地自籌資金。
圖為 1991年1月,我國(guó)第一座脈沖反應(yīng)堆建成。
1981年擔(dān)任脈沖堆研制組技術(shù)負(fù)責(zé)人的夏祥貴,在項(xiàng)目一度因人員調(diào)走、經(jīng)費(fèi)減少而前景黯淡的條件下,堅(jiān)持了整整10年。脈沖堆的特性主要取決于其特殊的燃料元件,承擔(dān)開(kāi)發(fā)燃料元件任務(wù)的四所是一支吃苦耐勞的隊(duì)伍。經(jīng)過(guò)幾年的努力,課題組用自己獨(dú)創(chuàng)的氫化工藝實(shí)現(xiàn)了滲氫,于1988年4—9月正式生產(chǎn)鈾氫鋯燃料元件。為了省錢(qián),從1986年4月開(kāi)始正式安裝的脈沖堆建在一個(gè)廢棄的廠房。現(xiàn)場(chǎng)總指揮李達(dá)忠對(duì)當(dāng)年最深的回憶就是“真是太累了”。工程組副組長(zhǎng)丁家祥出身工人技師,1969年從上海調(diào)到909基地。他在上海時(shí)參加過(guò)中國(guó)自主開(kāi)發(fā)的第一臺(tái)12.5千瓦雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)組的建設(shè),到四川夾江后又參加了陸上模式堆和高通量堆的建設(shè)。他在工作中從來(lái)都自己動(dòng)手,因長(zhǎng)期勞累患上勞累型心臟病。1990年7月22日,中國(guó)脈沖堆首次達(dá)到臨界。在舉行建成慶典的時(shí)候,總設(shè)計(jì)師夏祥貴卻因操勞過(guò)度住進(jìn)了醫(yī)院。
在10年的時(shí)間里,核動(dòng)力院動(dòng)員了幾百名科技人員和技術(shù)工人,完成技術(shù)攻關(guān)和科學(xué)試驗(yàn)上百項(xiàng),自己開(kāi)發(fā)非標(biāo)準(zhǔn)儀器設(shè)備上百項(xiàng),連施工也完全是自己干的。脈沖堆以獨(dú)特的設(shè)計(jì)獲得了國(guó)家專(zhuān)利,還獲得了核工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1993年,核動(dòng)力院向軍方提供了一座功能更加齊全的脈沖反應(yīng)堆,在中國(guó)簽署禁止核武器試驗(yàn)條約后用于模擬核爆試驗(yàn)。
有意思的是,美國(guó)通用原子公司聞?dòng)嵑蟛幌嘈胖袊?guó)人能開(kāi)發(fā)這種技術(shù),認(rèn)為核動(dòng)力院“盜竊”了它的技術(shù)。1992年初夏,雙方代表在深圳會(huì)談。中方說(shuō)明了核動(dòng)力院攻克鈾氫鋯元件的獨(dú)特工藝路線——低壓滲氫,并向美方展示了有關(guān)低壓滲氫的設(shè)備外形照片。不到一個(gè)小時(shí),美方代表就被事實(shí)說(shuō)服。談判在友好的氣氛中結(jié)束,美方還提出了合作的設(shè)想。
核動(dòng)力院還是國(guó)內(nèi)最早跟蹤新型核電反應(yīng)堆的研發(fā)組織之一。
1987年,設(shè)計(jì)部總體室成立先進(jìn)堆技術(shù)開(kāi)發(fā)小組,提出以西屋AP600為跟蹤目標(biāo),結(jié)合中國(guó)國(guó)情開(kāi)發(fā)自己的先進(jìn)壓水堆核電站,定名為AC600。開(kāi)發(fā)小組明確提出以先進(jìn)堆芯、非能動(dòng)安全系統(tǒng)和系統(tǒng)及設(shè)備簡(jiǎn)化三項(xiàng)內(nèi)容作為開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。1989年,核動(dòng)力院還與西屋公司草簽了,后來(lái)因?yàn)槟承┱我蛩匚瓷А?990年10月,在國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的支持和幫助下,核動(dòng)力院在四川省峨眉山市召開(kāi)先進(jìn)壓水堆國(guó)際會(huì)議,20多個(gè)國(guó)家、地區(qū)的專(zhuān)家和學(xué)者參加會(huì)議,AC600也成為在國(guó)際同行中具有一定知名度的堆型。
但到1996年,核動(dòng)力院關(guān)于開(kāi)發(fā)AC600的“九五”規(guī)劃在國(guó)家科委、國(guó)家計(jì)委和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委轉(zhuǎn)了一圈之后,被決策者以“沒(méi)有工程目標(biāo)”為由下馬。10年之后,在AP600基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的AP1000,成為中國(guó)政府第三輪核電引進(jìn)的首選堆型。此外,按照核工業(yè)部下達(dá)的任務(wù),1987年5月核動(dòng)力院設(shè)計(jì)部還成立高溫氣冷堆研究小組,主要任務(wù)是調(diào)研和學(xué)習(xí)國(guó)外研究開(kāi)發(fā)高溫氣冷堆的情況和技術(shù)特點(diǎn)。1995年,中核總停止了經(jīng)費(fèi)支持,核動(dòng)力院的跟蹤任務(wù)隨之結(jié)束。
上述四個(gè)項(xiàng)目代表了核動(dòng)力院在困難時(shí)期主動(dòng)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)的主要努力,其中兩個(gè)成功、兩個(gè)失敗。但失敗的原因不是技術(shù)方面的,它們不同的結(jié)果似乎證明了一個(gè)規(guī)律:凡是能夠按照研發(fā)組織自己的意愿堅(jiān)持下去的項(xiàng)目就會(huì)成功,凡是仰賴(lài)于上級(jí)行政部門(mén)意志的項(xiàng)目就必定失敗。
核工業(yè)部雖然總是排斥核動(dòng)力院參與核電建設(shè),但每次遇到邁不過(guò)去的坎兒,就會(huì)想起也只能依靠這支能打硬仗的隊(duì)伍。例如:在秦山一期建設(shè)開(kāi)始后,國(guó)家核安全監(jiān)管規(guī)程才有規(guī)定,在核電站投入運(yùn)行之前,必須提供1:1燃料組件高溫高壓沖刷試驗(yàn)數(shù)據(jù),并通過(guò)核安全審查。當(dāng)時(shí),中國(guó)沒(méi)有這樣的試驗(yàn)臺(tái)架,也沒(méi)做過(guò)這種試驗(yàn)。面對(duì)這個(gè)“突然”的要求,核工業(yè)部曾經(jīng)想把這項(xiàng)試驗(yàn)交給國(guó)外做,因外匯問(wèn)題而告吹。眼看邁不過(guò)去這個(gè)坎兒,核工業(yè)部只好于1987年8月把這項(xiàng)任務(wù)交給了核動(dòng)力院,但條件很苛刻:只有212萬(wàn)元人民幣的經(jīng)費(fèi),而且要求在兩年內(nèi)完成,還要盡量往前趕。按照常規(guī),這樣一個(gè)要從開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、建造試驗(yàn)臺(tái)架再到完成試驗(yàn)的工程至少需要3年時(shí)間,何況經(jīng)費(fèi)也不夠。但是,核動(dòng)力院堅(jiān)定地接受了這項(xiàng)任務(wù),以至于核工業(yè)部核電局的領(lǐng)導(dǎo)人也說(shuō):“一院是‘明知山有虎,偏向虎山行’?!?/p>
需要指出的是,這個(gè)臺(tái)架不但完全是自主開(kāi)發(fā)的,而且開(kāi)發(fā)過(guò)程充滿了奮斗精神。為了趕進(jìn)度和節(jié)約費(fèi)用,開(kāi)發(fā)人員甚至修復(fù)存放了19年、嚴(yán)重銹蝕的陸上模式堆舊主泵,用于臺(tái)架的回路主泵。核動(dòng)力院20多個(gè)所、部、室、處直接參加了工程建設(shè),在接受任務(wù)時(shí)不講價(jià)錢(qián)、不談獎(jiǎng)金,而是先談任務(wù)、先干活。
1989年10月30日,高28米、長(zhǎng)寬各4米的試驗(yàn)臺(tái)架本體在夾江綿延群山間的一塊洼地上落成。從1990年3月開(kāi)始,這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架對(duì)秦山30萬(wàn)千瓦核反應(yīng)堆的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行沖刷試驗(yàn)。在這個(gè)由728院設(shè)計(jì)的裝置中,由于無(wú)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可參考,所以控制棒與導(dǎo)向管之間的間隙定得過(guò)小,在熱態(tài)沖刷條件下發(fā)生卡棒。這種情況在反應(yīng)堆實(shí)際運(yùn)行中是災(zāi)難性的事故,絕不允許發(fā)生,而當(dāng)時(shí)幾十臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置已經(jīng)焊在秦山反應(yīng)堆的堆頂上。核動(dòng)力院在試驗(yàn)臺(tái)架上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,立即主動(dòng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)探索什么樣的間隙尺寸才是合理的。
核動(dòng)力院不講價(jià)錢(qián),以最快的速度于1990年10月31日?qǐng)A滿完成任務(wù),最后總共花了600萬(wàn)元。此前,核工業(yè)部核電局還對(duì)是否要花“大錢(qián)”搶建一個(gè)臺(tái)架來(lái)做這個(gè)試驗(yàn)猶豫過(guò);728院還爭(zhēng)過(guò)把這筆經(jīng)費(fèi)投在上海,由他們自己來(lái)建這個(gè)臺(tái)架。事后,728院的同行十分感謝核動(dòng)力院,說(shuō)虧得把臺(tái)架建在這里,由核動(dòng)力院做這個(gè)試驗(yàn)。如果秦山30萬(wàn)千瓦反應(yīng)堆啟堆后發(fā)生控制棒卡棒,整個(gè)電站都得停下來(lái);那時(shí)求助外國(guó)人,只能被敲竹杠。這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架在完成任務(wù)后早已拆除,但這個(gè)事例再次說(shuō)明:起源于披荊斬棘建造核潛艇陸上模式堆的核動(dòng)力院是一支什么樣的隊(duì)伍。
設(shè)計(jì)秦山二期反應(yīng)堆系統(tǒng)是核動(dòng)力院進(jìn)入核電領(lǐng)域的里程碑。由于上級(jí)規(guī)定秦山二期必須參考法國(guó)的M310,也由于它沒(méi)有原型堆,所以一些人總喜歡把秦山二期的技術(shù)說(shuō)成是抄襲法國(guó)人的。這完全是錯(cuò)誤的說(shuō)法。法國(guó)M310的堆芯燃料組件是157盒,秦山二期的則是121盒。敢動(dòng)反應(yīng)堆的堆芯,就如同敢動(dòng)芯片的電路一樣;敢提出自己的堆芯,就如同敢提出自己的芯片電路一樣。即使一個(gè)人看了一眼英特爾芯片的電路,但如果他做出自己不同的電路,你說(shuō)這芯片的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸誰(shuí)?核動(dòng)力院人之所以敢于為秦山二期設(shè)計(jì)自己的反應(yīng)堆,是因?yàn)樗麄兏蛇^(guò)的反應(yīng)堆全是自己設(shè)計(jì)的,而且他們有能力對(duì)新設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
筆者至今記得2006年6月在核動(dòng)力院訪談老工程師時(shí)多次發(fā)生的場(chǎng)景。為了弄清楚秦山二期的技術(shù)來(lái)源到底是不是“抄”法國(guó)人的,我們經(jīng)常不厭其詳?shù)刈穯?wèn)某項(xiàng)技術(shù)與法國(guó)技術(shù)的關(guān)系?!袄侠砉つ小眰冮_(kāi)始時(shí)確實(shí)是循著我們問(wèn)題的方向回答,但經(jīng)常說(shuō)著說(shuō)著就說(shuō)不清與法國(guó)技術(shù)有什么關(guān)系了,又不善辭令,最后“被逼”無(wú)奈,不止一次惱怒地回答:“這些技術(shù)是我們?cè)谏嚼镌嚦鰜?lái)的!”或者“我們?cè)谏嚼锞褪沁@么做的!”每當(dāng)聽(tīng)到這種回答,我們內(nèi)心就會(huì)充滿敬佩和驕傲——這就是中國(guó)的技術(shù),還有疑問(wèn)嗎?
核工業(yè)部于1988年4月被撤銷(xiāo),其原有的政府職能劃入新組建的能源部,同時(shí)組建中國(guó)核工業(yè)總公司,負(fù)責(zé)管理核工業(yè)。在這種“翻牌”行政性總公司的體制下,各個(gè)既是法人又自負(fù)盈虧的基層單位反倒比在后來(lái)的集團(tuán)體制下有更大的能動(dòng)空間。這是誕生“華龍一號(hào)”原型的背景。
2018年3月21日,中核集團(tuán)福清核電6號(hào)機(jī)組完成反應(yīng)堆穹頂?shù)跹b,這是國(guó)內(nèi)第二臺(tái)完成穹頂?shù)跹b的“華龍一號(hào)”核電機(jī)組。
2018年1月28日,“華龍一號(hào)”全球首堆、中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆壓力容器順利吊裝入堆。
完成秦山二期設(shè)計(jì)任務(wù)以后,核動(dòng)力院應(yīng)中廣核集團(tuán)之邀為其嶺澳二期工程準(zhǔn)備設(shè)計(jì)方案。核動(dòng)力院當(dāng)初參考大亞灣的法國(guó)M310堆型,在減少一個(gè)回路的要求下重新設(shè)計(jì)出了60萬(wàn)千瓦核島系統(tǒng)。這個(gè)過(guò)程已經(jīng)讓核動(dòng)力院掌握了壓水堆系列化的設(shè)計(jì)原則。由此,核動(dòng)力院提出了兩套百萬(wàn)千瓦級(jí)的設(shè)計(jì)方案:一套就是后來(lái)被命名為CNP1000的方案,它采用3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)回路的結(jié)構(gòu)。這是一個(gè)“激進(jìn)”方案——雖然仍然參考了法國(guó)M310反應(yīng)堆,但CNP1000的堆芯是重新設(shè)計(jì)的,采用177盒燃料組件,而且反應(yīng)堆壓力容器的尺寸更大。另一套方案基本上是沿襲M310的設(shè)計(jì),只進(jìn)行一些局部的技術(shù)改進(jìn)——這個(gè)“保守”方案就是后來(lái)被稱(chēng)為“嶺澳翻版”的CPR1000。
核動(dòng)力院力薦它所主動(dòng)設(shè)計(jì)的“激進(jìn)”方案,因?yàn)閺募夹g(shù)上看,增加堆芯燃料組件可以提高反應(yīng)堆的熱功率和堆芯設(shè)計(jì)的熱工余量;無(wú)論在安全性上還是在運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性上,新的設(shè)計(jì)都有望比法國(guó)人的技術(shù)更進(jìn)一步。此外,重新設(shè)計(jì)堆芯意味著擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。不過(guò),由于只有使用法國(guó)反應(yīng)堆的經(jīng)驗(yàn),所以中廣核傾向于保持大亞灣核電站的技術(shù)路線,決定采用CPR1000的方案。當(dāng)時(shí)核動(dòng)力院已經(jīng)開(kāi)始著手進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和試驗(yàn)準(zhǔn)備的CNP1000方案設(shè)計(jì)也就被暫時(shí)擱置了。
1999年,軍工體制改革,繼承了中核總主要“遺產(chǎn)”的中核集團(tuán)掛牌成立,接管了三家設(shè)計(jì)院。中核集團(tuán)成立后,提出把CNP1000作為集團(tuán)的自主品牌來(lái)發(fā)展,于是以行政手段重新分配任務(wù),由三家設(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì)。這個(gè)做法曾經(jīng)引起中核集團(tuán)內(nèi)部對(duì)于技術(shù)方案的爭(zhēng)論,一院和二院聯(lián)合提出了CNP1000,728院則聯(lián)合美國(guó)西屋公司提出了另外的設(shè)計(jì)方案。最后,中核集團(tuán)確定一院和二院的CNP1000為集團(tuán)的核電自主化方案。1999年年底,中核集團(tuán)在九華山莊開(kāi)會(huì),正式對(duì)外推出CNP1000。
中核集團(tuán)力推自主核電技術(shù)本來(lái)是件好事,但它當(dāng)時(shí)的做法卻包含了一個(gè)戰(zhàn)略意圖,即把CNP1000當(dāng)作統(tǒng)一全國(guó)的核電技術(shù)路線的手段。一直與核工業(yè)主管部門(mén)有矛盾的中廣核集團(tuán)對(duì)這種“一統(tǒng)天下”的意圖極為敏感。為抵制中核集團(tuán),它堅(jiān)決不同意采用改變堆芯設(shè)計(jì)的CNP1000方案,并針?shù)h相對(duì)地提出了CPR1000方案。2001年,中廣核正式提議建設(shè)嶺澳二期兩臺(tái)機(jī)組,但因中核集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)提出異議而導(dǎo)致嶺澳二期項(xiàng)目擱淺。被激怒的中廣核集團(tuán)反過(guò)來(lái)更加堅(jiān)決地反對(duì)中核集團(tuán)的CNP1000。當(dāng)時(shí),電力系統(tǒng)也想在核電發(fā)展方面有一定的發(fā)展權(quán)并且已經(jīng)擁有若干核電廠址,在看出中核集團(tuán)與中廣核之間的意見(jiàn)分歧后,也不同意中核集團(tuán)“一統(tǒng)天下”的思路。為了打破僵局,后來(lái)中核集團(tuán)與中廣核達(dá)成協(xié)議,雙方共同支持嶺澳二期采用CPR1000方案。此后,中核集團(tuán)重新力推CNP1000方案,但不再主張統(tǒng)一技術(shù)路線,決定自己要建核電站。
CNP1000后來(lái)還遭受了又一次原本無(wú)須承受的挫折。雖然CNP1000最初是核動(dòng)力院提出的設(shè)計(jì)方案,但中核集團(tuán)為了控制項(xiàng)目主導(dǎo)權(quán),通過(guò)行政命令方式讓原本沒(méi)有CNP1000開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)、甚至曾經(jīng)反對(duì)過(guò)這一方案的728院成為CNP1000方案的總包院。728院長(zhǎng)期以來(lái)采用的是美國(guó)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),拿到項(xiàng)目后便把原來(lái)二院設(shè)計(jì)的廠房布置推倒重來(lái),這就大大拖延了核安全局審批的工作進(jìn)程。這種情況給了引進(jìn)路線以口實(shí),以業(yè)內(nèi)相爭(zhēng)不下為理由,索性提出引進(jìn)第三代核電、實(shí)現(xiàn)一步跨越的方針。
歷史有點(diǎn)“詭異”的是,恰恰是引進(jìn)路線促成了自主技術(shù)路線的“自贖”。為引進(jìn)AP1000而成立的國(guó)核技收編了728院,反倒使中核集團(tuán)只能依靠核動(dòng)力院,當(dāng)然也意味著更深度地控制它。更重要的是,引進(jìn)路線自上而下的強(qiáng)行推進(jìn)和AP1000的步步踉蹌,反倒使中核集團(tuán)和中廣核再度產(chǎn)生自主開(kāi)發(fā)的動(dòng)力和機(jī)會(huì)。于是,中核集團(tuán)走出“CNP1000→CP1000→ACP1000”的發(fā)展路線,中廣核集團(tuán)走出“CPR1000→CPR1000+→ACPR1000+”的發(fā)展路線;最后,在國(guó)家能源局的要求下,兩者“融合”成為“華龍一號(hào)”。本文沒(méi)有涉及后來(lái)的研發(fā),兩個(gè)集團(tuán)都做了很多新的工作,尤其中廣核后來(lái)加強(qiáng)了自主的技術(shù)研發(fā),一定也有許多自己的技術(shù)。
但無(wú)論如何,這兩條技術(shù)路線的系統(tǒng)架構(gòu)和基本技術(shù)都源自中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院。這個(gè)事實(shí)大概可以解釋為什么兩個(gè)集團(tuán)的兩條技術(shù)路線“融合”起來(lái)時(shí)并無(wú)技術(shù)上的困難。但故事還沒(méi)完:核動(dòng)力院設(shè)計(jì)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站的基礎(chǔ)是秦山二期,而它能夠“憑空”設(shè)計(jì)出來(lái)秦山二期的基礎(chǔ)是中國(guó)從開(kāi)發(fā)核潛艇動(dòng)力堆以來(lái)的能力積累。至此,“華龍一號(hào)”的血脈已經(jīng)清晰可見(jiàn)。
2015年5月,我國(guó)“華龍一號(hào)”全球首堆示范工程——福清核電5號(hào)機(jī)組開(kāi)工建設(shè)。
由于對(duì)核潛艇工程的高度保密、理解復(fù)雜技術(shù)的困難以及行政管理體制的不合理,核動(dòng)力院的業(yè)績(jī)一直鮮為人知,它也一直處于一種邊緣地位。在中國(guó)至今仍未擺脫的大工程行政分包體制下,人們看到的只是處于行政等級(jí)上層的“總包”方,而看不見(jiàn)真正負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)核心技術(shù)的組織。例如,秦山二期建成后,負(fù)責(zé)土木建筑的總包院技術(shù)負(fù)責(zé)人成為院士,而核動(dòng)力院負(fù)責(zé)核島系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總師閔元佑⑨卻當(dāng)不上。
在2006年6月,我們?cè)L談閔總,他的手總是在抖——那是因開(kāi)發(fā)秦山二期核反應(yīng)堆承受巨大壓力而落下的病根。今天,核潛艇艇體的設(shè)計(jì)師被媒體尊崇為中國(guó)的“核潛艇之父”,但為潛艇開(kāi)發(fā)了核動(dòng)力系統(tǒng)的人卻依舊默默無(wú)聞。在十幾年前各行政主體紛爭(zhēng)不斷的階段,核動(dòng)力院曾經(jīng)想走一條為所有客戶供應(yīng)核島系統(tǒng)的市場(chǎng)化道路,結(jié)果是中核集團(tuán)撤換了有獨(dú)立見(jiàn)解的院長(zhǎng),予以懲戒。
在“軍轉(zhuǎn)民”最困難的時(shí)期,到一院視察的國(guó)防科工委領(lǐng)導(dǎo)對(duì)所見(jiàn)所聞潸然淚下?;氐奖本┖?,他要求九院派人去一院學(xué)習(xí)。九院是誰(shuí)?就是“兩彈”元?jiǎng)奏嚰谙葞С鰜?lái)的團(tuán)隊(duì)——中國(guó)核武器研究設(shè)計(jì)院。讓這樣的單位向一院學(xué)習(xí),可見(jiàn)核動(dòng)力院的事跡有什么樣的分量。根據(jù)2006年7月20日的報(bào)道,印度從1991年開(kāi)發(fā)核潛艇以來(lái)的15年間,花了100多億美元,因?yàn)閷?shí)在難以完成核動(dòng)力裝置的建造,不得不向俄羅斯租借核潛艇。相比之下,中國(guó)對(duì)核動(dòng)力院前40年的全部投資還不及購(gòu)買(mǎi)一個(gè)外國(guó)核電站的錢(qián),而被餓得骨瘦嶙峋且經(jīng)常受氣的核動(dòng)力院卻為中國(guó)核海軍貢獻(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)、裝備和中國(guó)自主發(fā)展核電的技術(shù)基礎(chǔ)。也是在那個(gè)時(shí)期,到核動(dòng)力院視察的國(guó)家科委主任宋健也流了淚,他在一院干部大會(huì)上說(shuō):“世世代代的中國(guó)人將不忘你們的偉大貢獻(xiàn),你們受委屈了!”
今天重提往事,是因?yàn)榘殡S中國(guó)核動(dòng)力成長(zhǎng)的英雄主義和獻(xiàn)身精神不可遺忘,何況這種精神恰恰符合技術(shù)開(kāi)發(fā)的邏輯。事實(shí)上,改革不合理體制的技術(shù)邏輯和市場(chǎng)邏輯都可以說(shuō)清楚,只不過(guò)本文不是地方。當(dāng)我們十幾年前訪問(wèn)時(shí),核動(dòng)力院的第三代總師隊(duì)伍已經(jīng)成長(zhǎng)起來(lái),整個(gè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)也越來(lái)越變成以四川籍人員為主的狀況。屈指一算,該院的第四代總師們今天也應(yīng)該開(kāi)始擔(dān)綱。希望年輕一代繼承前輩的精神,希望今天的中核集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)們善待核動(dòng)力院,也希望核動(dòng)力院的領(lǐng)導(dǎo)們善待前輩。
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尾聲
“華龍一號(hào)”的技術(shù)源頭到底在哪里,本文已經(jīng)解釋清楚,雖然這個(gè)源頭比一般人想象的更久遠(yuǎn)、更復(fù)雜。
2018年2月20日,央視新聞?lì)l道播出一個(gè)探訪四川909基地的節(jié)目,通過(guò)高星斗、吳觀和等幾位老人的回憶,非常簡(jiǎn)要地回顧了建造第一個(gè)陸上模式堆的歷程。節(jié)目還提到,模式堆的廠房已經(jīng)被拆除。數(shù)年前,年輕一代工程師們拆除屏蔽墻時(shí),在鉛塊底下發(fā)現(xiàn)了一句字跡模糊的話:“孩子們,辛苦了?!辈恢朗钦l(shuí)寫(xiě)的。一位出生在夾江的后輩工程師說(shuō):“看得哈哈大笑,老一輩可能知道我們要干這個(gè)活,提前給我們寫(xiě)下這句話?!?/p>
前輩們當(dāng)然知道這些設(shè)施在完成服役后會(huì)被拆除,也許他們當(dāng)時(shí)建得太牢固,所以幽默地留給“孩子們”這句話。我們普通人可能以為,只要建起核設(shè)施就算有核能力了。其實(shí)不然,只有能把退役的核設(shè)施安全地拆除并處理掉核廢料,即完成核設(shè)施的全部生命周期,一個(gè)國(guó)家才算真正擁有核能力。中國(guó)第一代核潛艇已經(jīng)退役,而核動(dòng)力院也已經(jīng)以自己的整套退役技術(shù),安全、干凈地處理完相應(yīng)的所有核設(shè)施。從這個(gè)意義上講,前輩的話其實(shí)也是對(duì)“孩子們”的囑托。
標(biāo)記為144號(hào)屏蔽墻鉛塊格中的“孩子們,辛苦了”
“孩子們”也沒(méi)有忘記父輩。我們引用一位當(dāng)年被父母從北京帶到909基地的人在回憶童年往事時(shí)寫(xiě)下的一段話:
35年后,我已有了自己的孩子?;叵氤醯交氐臅r(shí)光,心中卻總有一種莫名的感傷。是的,當(dāng)我被爸爸牽著手,踏上這塊土地的時(shí)候,我的命運(yùn)在懵懂中已完全被改變了,這里成了我的第二故鄉(xiāng)。我的父輩們,當(dāng)年一腔熱血,來(lái)到這片“天無(wú)三日晴,地?zé)o三尺平”的基地,為的是“三線建設(shè)”,為的是讓毛主席他老人家睡好覺(jué)。他們似乎沒(méi)有想過(guò)孩子的未來(lái),而我們也就在他們的忽略中,在這閉塞又單純的環(huán)境下長(zhǎng)大了?;叵肫鹞覀兊某砷L(zhǎng),回想起我們基地的變化,我甚至無(wú)法理解他們當(dāng)時(shí)那義無(wú)反顧的舉動(dòng)。但我不能不從心底里敬重我的父輩們——那些為我國(guó)核動(dòng)力事業(yè)發(fā)展“獻(xiàn)了青春獻(xiàn)終身,獻(xiàn)了終身獻(xiàn)子孫”的老知識(shí)分子、老工人……
讓我們記住本文在講述中國(guó)核動(dòng)力工業(yè)史時(shí)提到的那些名字,雖然我們應(yīng)該記住更多的名字。他們以及領(lǐng)導(dǎo)了他們的開(kāi)國(guó)元帥和將領(lǐng)們,才是傳說(shuō)中的“中國(guó)核潛艇之父”——不是一兩個(gè)人,而是一個(gè)群體。他們也是中國(guó)核電技術(shù)的奠基人。
在網(wǎng)絡(luò)上刊出的上述央視報(bào)道的文字版下方,有一個(gè)網(wǎng)友是這樣留言的:“沒(méi)什么可驕傲的;尤其是改革開(kāi)放給我們帶來(lái)多少?lài)?guó)外先進(jìn)技術(shù)。自力更生,其實(shí)就是解決有沒(méi)有的問(wèn)題。但是,是否先進(jìn),就一定不是?!?/p>
如果他是真心這樣想的,那么就有道理可講。改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)沒(méi)有白白得到過(guò)任何一項(xiàng)“國(guó)外先進(jìn)技術(shù)”,不僅要付出,有時(shí)甚至是要付出巨大的代價(jià),而且不同工業(yè)或企業(yè)引進(jìn)技術(shù)的效果經(jīng)常呈現(xiàn)天壤之別。引進(jìn)效果迥異的原因正是本文在證明的邏輯:技術(shù)引進(jìn)的效果取決于中國(guó)工業(yè)的“吸收能力”,而“吸收能力”的來(lái)源是自主開(kāi)發(fā);沒(méi)有自主開(kāi)發(fā)或自主開(kāi)發(fā)努力不足的工業(yè)或企業(yè),不是被外國(guó)企業(yè)控制,就是干脆滅亡。因此,中國(guó)今天能夠走多遠(yuǎn),是因?yàn)樽蛱旄冻隽硕啻蟮呐?;中?guó)明天能夠走多遠(yuǎn),也取決于今天付出多少努力。至于以為躺著不動(dòng)就能從天上掉“餡兒餅”,那是癡心妄想。
這就是中國(guó)核動(dòng)力院的歷史所證明的道理。為什么當(dāng)引進(jìn)路線不能兌現(xiàn)自己的承諾時(shí),中國(guó)的核電發(fā)展沒(méi)有踉蹌,反而更好?為什么當(dāng)美國(guó)要制裁中國(guó)核動(dòng)力工業(yè)時(shí),中國(guó)只是輕蔑地“呸”了一聲?原因就是中國(guó)有那樣一支隊(duì)伍。用不著懷疑:如果中國(guó)的航空母艦將來(lái)成為核動(dòng)力的,那么其核動(dòng)力系統(tǒng)也只能由繼承前輩精神的那支隊(duì)伍干出來(lái)。而且,他們一定干得出來(lái)。
還是在上述央視播出的節(jié)目中,曾經(jīng)親手參與建造中國(guó)第一個(gè)核潛艇陸上模式堆的黃士鑒⑩在回顧歷史時(shí),面對(duì)記者的鏡頭淡然地說(shuō):“我們干了一件事,當(dāng)年就是這么默默無(wú)聞,現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)又覺(jué)得它驚天動(dòng)地,走過(guò)來(lái)了,而已。”
圖為時(shí)年79歲的黃士鑒。
面對(duì)這樣的精神,核動(dòng)力院的歷史已經(jīng)成為一種超越某種具體技術(shù)成就的符號(hào),象征著中國(guó)今天力量的來(lái)源以及明天必須堅(jiān)持的方向。
永遠(yuǎn)的“909基地”,永遠(yuǎn)的“核一院”,永遠(yuǎn)的中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院。
注釋?zhuān)?/p>
?、倜细攴?,男,1920年出生于山東濟(jì)南市。1938年參加抗日戰(zhàn)爭(zhēng)并加入中國(guó)共產(chǎn)黨,抗戰(zhàn)勝利后進(jìn)入東北。1953年起任長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠生產(chǎn)主任。1958年年末被調(diào)到二機(jī)部,以原子能所副所長(zhǎng)的身份直接領(lǐng)導(dǎo)了中國(guó)核潛艇動(dòng)力裝置研發(fā)團(tuán)隊(duì),后任二機(jī)部科技局副局長(zhǎng)等職務(wù)。1960年代前半期,他在建立核動(dòng)力研究機(jī)構(gòu)的問(wèn)題上與二機(jī)部領(lǐng)導(dǎo)發(fā)生分歧,“文革”中遭受迫害,沒(méi)有再參加后來(lái)的潛艇動(dòng)力堆工程?!拔母铩焙?,他在中國(guó)科學(xué)院工作。趙仁愷在為孟戈非的書(shū)寫(xiě)的序言中說(shuō):“我認(rèn)為當(dāng)時(shí)孟戈非同志高瞻遠(yuǎn)矚,從全局出發(fā),高度負(fù)責(zé)地向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)提出核動(dòng)力的研究設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃,遠(yuǎn)近結(jié)合,建設(shè)一個(gè)配套的、具有趕超條件的核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)基地的指導(dǎo)思想是正確的,提出的規(guī)劃建議是有意義的??上в捎诋?dāng)時(shí)意見(jiàn)分歧,再加上接踵而來(lái)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?!泵细攴谴蠹s在2010—2011年期間去世。
?、谮w仁愷,漢族,江蘇省南京市人,1946年畢業(yè)于國(guó)立中央大學(xué)機(jī)械系。1958年9月加入核潛艇動(dòng)力裝置研發(fā)團(tuán)隊(duì),被任命為設(shè)計(jì)組組長(zhǎng);1961年年底調(diào)任研究和建造某生產(chǎn)堆的技術(shù)負(fù)責(zé)人;1965年再度回到核潛艇隊(duì)伍;1966年初冬率設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)赴909基地,以技術(shù)負(fù)責(zé)人之一的身份參與了第一個(gè)核潛艇陸上模式堆的建造全過(guò)程。曾任中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)兼總工程師。趙仁愷是中國(guó)核動(dòng)力裝置的第一位總設(shè)計(jì)師,兩院院士,為中國(guó)的核動(dòng)力事業(yè)做出了杰出的貢獻(xiàn)。
③李樂(lè)福是核潛艇動(dòng)力裝置研發(fā)團(tuán)隊(duì)的早期領(lǐng)導(dǎo)人之一。但我們無(wú)法查到關(guān)于他的信息,只知道他因?yàn)樯眢w不好去世較早。實(shí)際上,由于核潛艇項(xiàng)目高度保密,所以許多參與者的信息都無(wú)從查到——他們確實(shí)是默默地為國(guó)奉獻(xiàn)。
?、芘硎康?,1925年11月出生,男,漢族,廣東省海豐縣人,是中共早期烈士、農(nóng)民運(yùn)動(dòng)領(lǐng)袖彭湃之子。1956年畢業(yè)于莫斯科化工機(jī)械學(xué)院,后又在莫斯科動(dòng)力學(xué)院核動(dòng)力專(zhuān)業(yè)進(jìn)修,1958年回國(guó)。1959年加入核潛艇動(dòng)力裝置研發(fā)團(tuán)隊(duì),全程參與了第一個(gè)核潛艇陸上模式堆的建造過(guò)程,后任反應(yīng)堆工程的技術(shù)總負(fù)責(zé)人和現(xiàn)場(chǎng)指揮。陸上模式堆建成后,年輕氣盛的彭士祿因?qū)\姲?09基地退還給二機(jī)部不滿,于1971年率一部分人到國(guó)防科工委七院在武漢的一個(gè)單位單獨(dú)成立核動(dòng)力堆設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu),后與719所合并。1980年代,彭士祿回歸核工業(yè)系統(tǒng)。1994年,他當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。
?、萏峁┝肃u心銀的一份“官方”簡(jiǎn)歷:男,漢族,1934年8月出生,湖北宜昌人。1963年從北京電力學(xué)院熱工專(zhuān)業(yè)畢業(yè),先后在水電部電力學(xué)院、北京715所、核動(dòng)力院二所等單位工作。1965年4月加入中國(guó)共產(chǎn)黨。1970年在某工程建設(shè)中榮立三等功。多次獲“先進(jìn)工作者”“優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”稱(chēng)號(hào)。1982年8月因病去世。
?、拗苁パ?,男,曾在哈爾濱軍事工程學(xué)院海軍工程系學(xué)習(xí)進(jìn)修;1960年被海軍任命為核潛艇總體設(shè)計(jì)分組負(fù)責(zé)人,后來(lái)在機(jī)構(gòu)變動(dòng)中加入反應(yīng)堆的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),曾任715所的行政領(lǐng)導(dǎo),并在夾江參與了建造陸上模式堆的全過(guò)程;1981年起任中國(guó)核動(dòng)力院院長(zhǎng);1982年12月被調(diào)到上海擔(dān)任728院院長(zhǎng);1987年因病離休;1993年3月在上海病逝,享年67歲。
?、咤X(qián)積惠是上海人,1959年從哈爾濱工業(yè)大學(xué)熱工專(zhuān)業(yè)畢業(yè),1968年調(diào)到909基地。1984年中國(guó)加入國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)后,他被派到維也納做了3年的技術(shù)外交官;1987年回國(guó)后,他走上核動(dòng)力院的領(lǐng)導(dǎo)崗位,1989年8月被中核總?cè)蚊鼮楹藙?dòng)力院院長(zhǎng)。在擔(dān)任院長(zhǎng)期間,他對(duì)管人、管錢(qián)不感興趣,總是從戰(zhàn)略角度看問(wèn)題,對(duì)贏得中央支持、挽救核動(dòng)力院作出巨大貢獻(xiàn)。在核動(dòng)力院的歷史上,他是以一位“內(nèi)戰(zhàn)外行、外戰(zhàn)內(nèi)行”的院長(zhǎng)而著稱(chēng)。1992—2002年,他任國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)副總干事長(zhǎng)。退休回國(guó)后,他落戶成都,選擇永遠(yuǎn)守候核動(dòng)力院。21世紀(jì)初年,錢(qián)積惠為自主發(fā)展核電奔走呼號(hào),被引進(jìn)路線的官員斥之為中國(guó)核電界反對(duì)引進(jìn)的“極端分子”。
?、嗳魏?,1983年5月接替周圣洋出任核動(dòng)力院院長(zhǎng),1988年退休,1995年2月在成都病逝,享年65歲。
?、衢h元佑,男,1939年5月出生,上海市人。1963年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)反應(yīng)堆工程專(zhuān)業(yè),全程參加了核潛艇陸上模式堆一回路主系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試。1984年起任核動(dòng)力院設(shè)計(jì)部副主任及駐金山石化總廠設(shè)計(jì)隊(duì)副隊(duì)長(zhǎng),負(fù)責(zé)45萬(wàn)千瓦金山石化核熱電站的設(shè)計(jì)工作。曾負(fù)責(zé)新型核潛艇動(dòng)力裝置方案的設(shè)計(jì)和研究,參加和負(fù)責(zé)60萬(wàn)、90萬(wàn)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(shè)計(jì)師及反應(yīng)堆和主冷卻劑系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師。2018年7月在成都去世。
?、狳S士鑒就是前述1970年8月30日在現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算核實(shí)196堆達(dá)到滿功率的那位工程師。根據(jù)不完整信息,他從上海交通大學(xué)畢業(yè),1960年代初期在715所工作,1969年從北京來(lái)到909基地,曾任核動(dòng)力院總工程師。
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