高妍 紀杰

中國百萬千瓦級壓水堆核電站反應(yīng)堆堆芯設(shè)計與燃料管理創(chuàng)新之路

核電，能以很少的核燃料，產(chǎn)生大量的電能，且運輸壓力小，幾乎零排放。其巨大的經(jīng)濟效益、清潔性以及可持續(xù)性，對于滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展不斷增長的能源需求、緩解環(huán)境污染、節(jié)能減排具有非常重要的意義，吸引了世界各國領(lǐng)導者、研究者、能源工業(yè)界和公眾的目光。

反應(yīng)堆堆芯是核電站的心臟。先進的反應(yīng)堆堆芯設(shè)計、堆芯燃料管理及燃料技術(shù)的應(yīng)用是核電站最核心的技術(shù)，也是核電站實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是我國實現(xiàn)核電技術(shù)自主化必須要解決的首要難題。

迄今為止，我國有15臺核電機組在運行，其中百萬千瓦級壓水堆核電站是主流。經(jīng)過20多年的引進、消化、吸收和再創(chuàng)新，我國在百萬千瓦級壓水堆核電站（M310、CPR1000、CPR1000+、ACPR1000等）的堆芯設(shè)計和燃料管理改進與創(chuàng)新管理實踐中取得了令國內(nèi)外矚目的成績：低中子泄漏高富集度堆芯設(shè)計、延伸運行設(shè)計、18個月?lián)Q料堆芯設(shè)計、高燃耗1/4換料堆芯設(shè)計、首爐一體化含釓燃料18個月?lián)Q料堆芯設(shè)計、從AFA-2G（第2代先進燃料組件）到AFA-3G/MSMG（帶半跨距中間攪混格架的第3代先進燃料組件）、從AFA-3G到全M5 AFA-3G（M5合金包殼及骨架材料的第3代改進型先進燃料組件）等。這些創(chuàng)新項目均實現(xiàn)了從概念、理論到實際應(yīng)用的跨越，水平在國內(nèi)遙遙領(lǐng)先，有的甚至世界第一，且已經(jīng)在中國廣東核電集團有限公司（以下簡稱“中廣核集團”）的大亞灣核電站、嶺澳核電站、寧德核電站等得到應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大經(jīng)濟效益和社會效益。

為了深入再現(xiàn)和發(fā)掘中國百萬千瓦級壓水堆核電站核心技術(shù)創(chuàng)新的寶貴經(jīng)驗，本刊特別采訪了取得這些業(yè)績的主要實踐者和當事人—肖岷。

肖岷，中廣核集團中科華核電技術(shù)研究院副總工程師（反應(yīng)堆工程設(shè)計與燃料管理研究中心首任主任），國家級專家，長期從事反應(yīng)堆堆芯設(shè)計與燃料管理研究，所取得的技術(shù)創(chuàng)新成果和創(chuàng)造的效益得到了核電行業(yè)和國家的認可，是我國該研究領(lǐng)域的優(yōu)秀代表人物之一。

30年核工業(yè)戰(zhàn)線的工作經(jīng)歷，20年在中廣核集團堅守燃料管理崗位，風雨不移。讓我們通過肖岷的經(jīng)歷，回顧中國核電在核心技術(shù)領(lǐng)域不平凡的發(fā)展變遷，回望那條既艱難又卓有成效的創(chuàng)新之路，同時展望中國核電的未來。

寧德首爐一體化含釓燃料18個月?lián)Q料開創(chuàng)世界首例

2012年，中廣核集團在百萬千瓦級核電站堆芯設(shè)計核心領(lǐng)域獲得又一重大科技創(chuàng)新成果：在寧德核電站首爐18個月?lián)Q料項目核燃料裝料在即的時刻，“中國壓水堆核電站百萬千瓦機組首循環(huán)堆芯裝載方法”獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利授權(quán)。

該發(fā)明的特點是首次將一體化含釓可燃毒物燃料組件用于百萬千瓦級核電機組的首循環(huán)18個月?lián)Q料堆芯裝載，其工程應(yīng)用將大大增強核反應(yīng)堆的反應(yīng)性控制能力，提高機組安全性能，并減少放射性廢物，有利于環(huán)境保護。該發(fā)明專利是百萬千瓦壓水堆核電站首爐堆芯設(shè)計的重大創(chuàng)新的一個突出標志，而且相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在寧德核電站首循環(huán)堆芯設(shè)計中獲得工程應(yīng)用，項目完成后，將建成世界上首例在首循環(huán)批量使用一體化含釓可燃料毒物燃料的百萬千瓦級商用反應(yīng)堆核電站。同時，相關(guān)信息刊登在了國資委2012年9月《央企要情》上。

記者經(jīng)過專利查詢了解到，以“中國壓水堆核電站百萬千瓦機組”冠名的國內(nèi)外核電發(fā)明專利僅有兩例，另一例是“中國壓水堆核電站百萬千瓦機組18個月?lián)Q料方法”，主要發(fā)明人也是肖岷。

肖岷是寧德核電站首爐18個月?lián)Q料項目的策劃者、發(fā)起人和組織者。據(jù)他介紹，在寧德核電站之前，我國的商用百萬千瓦壓水堆核電站首爐堆芯設(shè)計幾乎都是翻版設(shè)計，采用分離式硼玻璃可燃毒物組件，產(chǎn)生大量的高放廢物，且是12個月?lián)Q料。在大亞灣核電站于2001年成功實施18個月?lián)Q料及嶺澳核電站于2007年成功實施高燃耗先進燃料管理（1/4換料）以后，中國百萬千瓦級壓水堆核電站的堆芯設(shè)計與燃料管理改進開始轉(zhuǎn)向新建的改進型壓水堆核電站。目前幾個百萬千瓦級反應(yīng)堆堆芯及燃料組件的重大設(shè)計改進項目及新建核電項目都在按照既定計劃向前推進，寧德首爐一體化含釓燃料18個月?lián)Q料堆芯設(shè)計是其中最突出的一個。

那是2006年，當時的中廣核工程公司已經(jīng)與國內(nèi)承擔新建核電站反應(yīng)堆核島與堆芯設(shè)計的某研究院設(shè)計院按翻版設(shè)計（12個月?lián)Q料）簽訂了合同，首爐18個月?lián)Q料自主創(chuàng)新本來已經(jīng)失去了機會。這也就意味著中廣核乃至中國，將失去在新建的改進型百萬千瓦級壓水堆核電站中實施先進堆芯設(shè)計和燃料管理自主創(chuàng)新的良機（后續(xù)同類核電機組將按同一模式批量設(shè)計建造）。

想在這種情況下扭轉(zhuǎn)局面，其難度和風險可想而知。要么根本不可能扭轉(zhuǎn)局面，要么即使扭轉(zhuǎn)局面也存在很大困難和風險：若處理不好，有可能危及設(shè)計進度，影響項目的安全審評進度甚至造成工程進度延誤。然而機不可失、時不我待。基于大亞灣、嶺澳等核電站實施先進燃料管理的成功實踐經(jīng)驗和工程判斷，寧德核電站是實施首爐18個月?lián)Q料千載良機的信念在肖岷心中始終沒有動搖。

但來自各方面的壓力使得這一想法的實現(xiàn)異常艱難。原本按照12個月?lián)Q料的設(shè)計已經(jīng)向國家核安全局提交了安全審評和建造申請，若要實施首爐18個月?lián)Q料，除了在法律手續(xù)上要進行復(fù)雜的執(zhí)照申請變更外，已經(jīng)完成的設(shè)計文件和分析論證，都要在十分有限的時間內(nèi)更新甚至重新分析論證，由此涉及到的堆芯設(shè)計、燃料管理、熱工水力分析、核島系統(tǒng)分析、安全系統(tǒng)分析、設(shè)備容量分析等方面的系統(tǒng)超過百個，文件成千上萬份。

除此以外，由于12個月?lián)Q料的翻版設(shè)計合同已經(jīng)存在，實施寧德首爐18個月?lián)Q料還要另外花錢重新設(shè)計，寧德業(yè)主公司為此吃了只“大螃蟹”，在核島堆芯設(shè)計上花了兩倍的代價。

功夫不負有心人，在集團公司大力支持下，工程公司、設(shè)計公司、寧德業(yè)主公司及中科華核電技術(shù)研究院共同協(xié)調(diào)配合，經(jīng)過肖岷及其團隊的不懈努力，成功實現(xiàn)了寧德核電站首爐堆芯設(shè)計合同的重大變更和替代。最終由中廣核自主設(shè)計的首爐一體化含釓燃料18個月?lián)Q料項目取代了原簽約的12個月?lián)Q料項目，并得到各方面認可。

2008年，寧德首爐18個月?lián)Q料項目分析論證和核燃料采購正式啟動，再沒有退路。肖岷帶領(lǐng)團隊在時間緊迫的情況下克服了難以想象的困難，完成了所有的分析論證和新文件體系的建立，并經(jīng)過了國家核安全局組織的歷時4年多、累計8次的正式審評對話會以及若干專題對話會。2011年12月，通過國家核安全中心核安全專家委員會嚴格地最終審查，寧德首爐18個月?lián)Q料獲得了國家核安全局正式批準。這標志著寧德首爐18個月?lián)Q料完成了項目論證和執(zhí)照審評工作，是寧德核電站裝載核燃料的重要里程碑。

該項目實現(xiàn)了18個月?lián)Q料的直接、快速過渡。經(jīng)過國家核安全局批準后，工程已于2012年10月2日完成了核燃料裝料。該項目不僅是國內(nèi)首個新建的百萬千瓦級核電站的首爐一體化含釓燃料18個月?lián)Q料項目，而且是世界上首個同類項目。中國百萬千瓦級壓水堆核電站的先進堆芯設(shè)計與燃料管理已早于三代核電站投入應(yīng)用。法國設(shè)計的三代歐洲先進壓水堆核電站EPR首爐也采用一體化含釓燃料18個月?lián)Q料，預(yù)計2013年底，世界首臺EPR將在臺山建成。

寧德首爐一體化含釓燃料18個月?lián)Q料項目改寫了寧德核電站初始堆芯設(shè)計的歷史，也開創(chuàng)了中國百萬千瓦級壓水堆核電站自主化先進堆芯設(shè)計和實際應(yīng)用的新歷史和新格局。此外，作為示范項目，寧德首爐18個月?lián)Q料還為中廣核在后續(xù)新建的百萬千瓦級核電機組（如ACPR1000等）中推廣首爐一體化含釓燃料18個月?lián)Q料設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。

項目的成功離不開中廣核領(lǐng)導層令人欽佩的高遠見識和運籌帷幄的決策能力，離不開以提高核安全水平與運行業(yè)績?yōu)閷虻牧己煤税踩幕瘋鹘y(tǒng)。而作為反應(yīng)堆設(shè)計與燃料管理團隊代表的肖岷，能夠在如此復(fù)雜、具有如此先進水平的技術(shù)和項目中游刃有余，也絕非偶然，而是來自于他們數(shù)十年如一日的勤奮與堅持，來自在中廣核20多年不斷的基礎(chǔ)理論學習、消化吸收再創(chuàng)新與項目實踐經(jīng)驗的積累。

“黃金人”學成歸國技術(shù)實力初顯

早在30年前大學畢業(yè)之后，肖岷就投入核電事業(yè)，在中國核動力研究設(shè)計院從事核電站設(shè)計研究，在積累一定的工作經(jīng)驗之后，又繼續(xù)攻讀碩士學位。1988年，肖岷師從我國反應(yīng)堆與傳熱領(lǐng)域著名前輩和專家陳學俊院士，攻讀與反應(yīng)堆堆芯密切相關(guān)的兩相流不穩(wěn)定性及傳熱領(lǐng)域博士學位，1991年以優(yōu)異成績畢業(yè)后到大亞灣核電站工作。

1992年，為系統(tǒng)學習和掌握壓水堆核電站反應(yīng)堆堆芯設(shè)計技術(shù)，中廣核集團派出4人前往位于美國賓夕法尼亞州匹茲堡市的西屋電器公司總部接受為期一年的在崗培訓，內(nèi)容主要包括壓水堆堆芯設(shè)計、熱工水力設(shè)計、燃料管理和安全分析。肖岷就是4人中的一位，而且也是迄今唯一一位在中廣核20年如一日始終堅守在堆芯設(shè)計與燃料管理領(lǐng)域的“黃金人”。

之所以被稱作“黃金人”，是因為當年集團派他們出去學習，成本非常高，堪比黃金價值（運行人員在法國培訓，堆芯設(shè)計在美國培訓）。也正是當年在美國對反應(yīng)堆與燃料管理技術(shù)較為系統(tǒng)的學習，為他后來一系列的技術(shù)創(chuàng)新打下了堅實的基礎(chǔ)。

1993年，肖岷學成回國。從那時起至今的20年間，肖岷一直致力于將美國西屋公司的先進技術(shù)應(yīng)用于大亞灣和嶺澳核電站M310、CPR1000、CPR1000+、EPR和ACPR1000等的反應(yīng)堆燃料管理、堆芯設(shè)計、安全分析與換料安全評價等核心技術(shù)工作，策劃、組織并發(fā)起了一系列重大設(shè)計改進項目，并成功實施，使大亞灣和嶺澳核電站的核燃料堆芯管理水平、核燃料運行業(yè)績達到或超過了世界先進水平。

大亞灣核電站安注系統(tǒng)設(shè)計改進和應(yīng)用

1996年，經(jīng)過獨立分析，肖岷發(fā)現(xiàn)大亞灣核電站的重要安全系統(tǒng)之一—高壓安注濃硼系統(tǒng)原始設(shè)計不合理，存在安全隱患：21000ppm（百萬分比濃度）的硼濃度極易造成硼結(jié)晶而堵塞管道，影響安注系統(tǒng)的可用性乃至核電站運行的可靠性和安全性。但作為中國首座百萬千瓦級壓水堆核電站，大亞灣核電站的設(shè)計、建設(shè)和運營主要是照搬和學習法國技術(shù)，要想獨立對法國M310核島安全系統(tǒng)的設(shè)計提出改進，并得到核電站業(yè)主和國家核安全局的認可，是十分困難和難以想象的事情，重大改動甚至須征得法方的同意。因此，對大亞灣核電站安注系統(tǒng)的設(shè)計缺陷進行改造需要魄力，更需要實力。盡管如此，肖岷仍然堅持提出對高壓安注濃硼系統(tǒng)進行重大自主改進設(shè)計。

在隨后的兩年間，經(jīng)過可行性研究、獨立分析計算和執(zhí)照審評，終于得到核電站決策者和國家核安全局的認可，方案經(jīng)過國家核安全局批準后成功實施，最終將21000ppm濃硼系統(tǒng)降低為7000ppm。這一舉措，不僅節(jié)約了幾百萬美元的改造資金，更重要的是在保證安全的前提下，大幅度提高了大亞灣核電站安注系統(tǒng)的可用率、核電站的可用率和安全性。這一重大設(shè)計改進超越了法國同類機組，同時，其WANO可靠性指標由改進前的低于世界平均水平，提升到了世界先進水平并保持至今。

此項設(shè)計改進還獲得國防科技成果獎、國家發(fā)明專利，并已成為我國百萬千瓦級壓水堆核電站安注系統(tǒng)新的標準設(shè)計。

大亞灣核電站18個月?lián)Q料項目

1998年起，在各級領(lǐng)導的大力支持下，肖岷作為主要組織者之一，策劃和組織了大亞灣核電站18個月?lián)Q料工程的堆芯設(shè)計論證和新型核燃料組件的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同談判，以及18個月?lián)Q料工程的實施。該項目摒棄了之前的年度換料，采用了若干先進的堆芯設(shè)計先進技術(shù)和先進燃料組件，使大亞灣核電站的核燃料管理達到世界先進水平，并實現(xiàn)了國產(chǎn)核燃料組件從AFA-2G到AFA-3G的升級換代，提高了核燃料經(jīng)濟性和電廠可用率，使每年經(jīng)濟效益新增加約3000萬美元。大亞灣核電站18個月?lián)Q料已經(jīng)成功運行12年，至今仍是國內(nèi)唯一實施了18個月?lián)Q料的核電站，年發(fā)電量從實施前的130億千瓦時左右提高到了150億千瓦時以上，累計經(jīng)濟效益已經(jīng)超過數(shù)十億元人民幣。

該項目獲得國防科技成果獎，“中國壓水堆核電站百萬千瓦級機組18個月?lián)Q料方法”也獲得國家發(fā)明專利。

嶺澳核電站先進燃料管理項目（1/4換料）

1998年起，作為核電站燃料管理的基層干部，肖岷全面負責包括嶺澳核電站在內(nèi)的整個廣東核電核燃料管理工作。他將大亞灣核電站燃料管理的成功經(jīng)驗快速應(yīng)用于嶺澳核電站，提出了混合堆芯、提高燃料濃縮度和延伸運行的一攬子改進方案，并分析論證、推動實施，使嶺澳核電站燃料管理水平在較短的時間內(nèi)得到了較大的提高，節(jié)約了大量成本。

2000～2004年，開展了嶺澳先進燃料管理改進的策劃與可行性研究。根據(jù)嶺澳核電站的技術(shù)特點和廣東的特點，提出了不同于大亞灣核電站的先進燃料管理（AFM）策略，并首次采用了3D堆芯功率能力分析和3D彈棒事故分析等先進設(shè)計技術(shù)，經(jīng)過近6年的努力（可行性研究、項目論證和執(zhí)照審評），于2007年成功實施，使嶺澳先進燃料管理改進的實施步伐比大亞灣快了3～4年。嶺澳核電站先進燃料管理項目每個燃料循環(huán)僅更換1/4的核燃料（普通燃料管理每次換料更換超過1/3的燃料），每批燃料在反應(yīng)堆中要使用4個循環(huán)，采用全M5 AFA-3G，批卸料燃耗達近50GWd/tU（燃耗率。燃耗越高，單位燃料在反應(yīng)堆里發(fā)出的總能量越大），最高組件燃耗為57GWd/tU，是目前國內(nèi)唯一的，也是燃料組件燃耗最高的堆芯設(shè)計項目，達到國際先進水平。

嶺澳先進燃料管理（1/4換料）在保證發(fā)電量的前提下，既減少了新燃料，又減少了乏燃料，做到了高效的節(jié)能減排。項目的實施使嶺澳核電站的燃料經(jīng)濟效益達到每年2000萬美元以上，技術(shù)和經(jīng)濟效益上均超過法國同類核電機組。該項目是迄今為止國內(nèi)外同類型核電站唯一的高燃耗1/4先進燃料管理，被法國核電巨頭AREVA公司譽為“國際參考設(shè)計”，成為國際樣板。該項目獲得中國核能行業(yè)協(xié)會科技成果獎，“壓水堆核電站百萬千瓦機組四分之一換料”也獲得國家發(fā)明專利。

經(jīng)過一步步的創(chuàng)新，中廣核具備了根據(jù)不同情況因地制宜地實施多種先進燃料管理的能力和實踐經(jīng)驗。中廣核的后續(xù)新建核電站，如紅沿河核電站、陽江核電站、防城港核電站等，都將實施先進堆芯設(shè)計和燃料管理。中廣核在堆芯設(shè)計與燃料管理的創(chuàng)新實踐也輻射到國內(nèi)其他核電站，秦山二期核電站（65萬千瓦）和田灣核電站等的18個月?lián)Q料項目，將分別在2013～2014年開始實施。

嶺澳核電站的堆芯設(shè)計模式也在不斷發(fā)展，目前18個月?lián)Q料的分析論證與安全審評工作已圓滿結(jié)束，預(yù)計2013年開始實施。

大亞灣核電站嚴重事故管理導則（SAMG）開發(fā)與實施，CPR10000嚴重事故導則研究及嚴重事故IVR試驗室建立。

核電站的建設(shè)和運行安全可控，是發(fā)展核電的首要前提。早在1998年，肖岷就首次提出了大亞灣核電站在嚴重事故管理方面的改進計劃。隨后的幾年間，他帶領(lǐng)團隊完成了大亞灣核電站嚴重事故管理的可行性研究報告，完成了嚴重事故管理導則（SAMG）的研制和緩解嚴重事故工程改進的分析論證。該項目于2004年實施，填補了國內(nèi)核電站在SAMG研制和實施方面的技術(shù)空白，達到國際先進水平、國內(nèi)領(lǐng)先，得到了國家核安全局和國際同行的好評，是國家核安全局在嚴重事故管理方面的首個示范項目。

2007年，在大亞灣核電站SAMG成功實施的基礎(chǔ)上，肖岷又策劃組織了二代改進型百萬千瓦級壓水堆核電站CPR1000嚴重事故管理導則的研制和推廣。結(jié)合CPR1000的設(shè)計改進，對嚴重事故管理導則進行了改進和優(yōu)化，進一步增加了非能動的氫氣復(fù)合器，并經(jīng)過分析計算得到了安全殼的失效概率曲線，該失效壓力大大高于安全殼的設(shè)計壓力，為嚴重事故下安全殼的過濾排放奠定了理論基礎(chǔ)。嶺澳核電站的嚴重事故管理導則開發(fā)已經(jīng)完成并于2011年成功實施。該項目獲得中國電力科技成果獎，“改進型百萬千瓦級壓水堆核電站嚴重事故處理方法”也獲得國家發(fā)明專利。

同時，肖岷還策劃建立了國內(nèi)首個嚴重事故研究所，并策劃建立了國內(nèi)首個壓力殼嚴重事故下的堆芯內(nèi)熔融物滯留熱態(tài)試驗裝置（IVR），為嚴重事故的進一步預(yù)防和緩解研究打下基礎(chǔ)，該IVR試驗裝置已經(jīng)于2011年建成。

嶺澳核電站延伸運行項目

延伸運行是在燃料循環(huán)末，通過降低一回路冷卻劑溫度等技術(shù)措施，使核電站繼續(xù)滿功率運行的技術(shù)，有利于加深燃料燃耗，更重要的是有利于調(diào)節(jié)不同核電站的大修停機時間窗口。但在技術(shù)上比較復(fù)雜，涉及到系統(tǒng)參數(shù)變更、保護定值的調(diào)整、安全分析論證和設(shè)備能力驗證等。經(jīng)過充分的可行性研究，肖岷提出在嶺澳核電站實施延伸運行的立項并得到批準，他組織和帶領(lǐng)團隊開展分析論證，使嶺澳核電站的延伸運行項目得到國家核安全局的批準，在第二循環(huán)順利實施，顯著提高了核電站運行業(yè)績和經(jīng)濟效益。該項目獲得國防科技成果獎。

除此之外，鑒于我國的核能政策是燃料閉式循環(huán)，肖岷還帶領(lǐng)團隊成員在可持續(xù)發(fā)展的燃料循環(huán)、后處理工藝、MOX燃料、焚燒堆等燃料循環(huán)及后處理研究方面進行了廣泛深入的研究。他還積極開展、參與先進燃料循環(huán)領(lǐng)域的國際研討會，加深國際交流，促進了國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。2007年，第51屆國際原子能機構(gòu)大會期間，肖岷曾作為中國代表團選定的唯一專家，向時任國際原子能機構(gòu)總干事長巴拉迪系統(tǒng)地介紹中國核電的發(fā)展。

2009年10月，第一屆“中法核燃料循環(huán)國際研討會”在北京舉行，參會人數(shù)達200人，會議就核燃料循環(huán)的先進技術(shù)和經(jīng)驗進行了深入交流，引起國內(nèi)業(yè)界廣泛關(guān)注。該會議的策劃者正是肖岷。

而肖岷也因貢獻突出，得到業(yè)界和國家認可，先后被評為“深圳十大杰出科技工作者”、“深圳市杰出專家”、首屆中國“新世紀百千萬人才工程”國家級專家、深圳市認定的“國家級人才”，成為中央組織部管理專家，享受國務(wù)院政府津貼。

以實際應(yīng)用為目的促進研究開發(fā)應(yīng)用一條龍發(fā)展

2007年，中廣核中科華核電技術(shù)研究院成立，同期，以參與大亞灣核電站18個月?lián)Q料改造項目、嶺澳核電站1/4換料項目的骨干技術(shù)人員為班底的反應(yīng)堆工程設(shè)計與燃料管理中心（以下簡稱“反應(yīng)堆中心”）正式成立。肖岷任反應(yīng)堆中心首任主任。

反應(yīng)堆中心從成立初期就將緊密服務(wù)于新建核電項目和在運核電站作為技術(shù)研發(fā)、開拓創(chuàng)新和提高核心能力的出發(fā)點及最終目的。無論是已成功實施的大亞灣18個月?lián)Q料、嶺澳高燃耗1/4換料項目，還是2012年10月完成裝料的寧德首爐18個月?lián)Q料項目、嶺澳一期18個月?lián)Q料，無一不是以實際應(yīng)用為最終目的，研究開發(fā)應(yīng)用（產(chǎn)學研）一條龍為共同特點。

肖岷介紹，之所以做這樣一個定位，是因為它符合黨中央在新時期對科技創(chuàng)新的定位—企業(yè)是創(chuàng)新的主體，而創(chuàng)新的根本目的和生存基礎(chǔ)在于實際應(yīng)用。這也是中廣核可持續(xù)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新的切身體會。反應(yīng)堆中心承擔的絕大部分研發(fā)工作，基本都是以具體的工程應(yīng)用項目（市場）為依托的，這使科技研發(fā)工作目的明確、計劃性強，保證所有改進和創(chuàng)新都直接服務(wù)于和運用到核電機組的生產(chǎn)中。

嶺澳核電站18個月?lián)Q料項目，是中廣核首次全面自主承擔設(shè)計論證的百萬千瓦級核電站18個月?lián)Q料重大設(shè)計改進項目；寧德核電站首爐18個月?lián)Q料項目更是集團首次獨立承擔初始堆芯的工程設(shè)計項目，是檢驗中廣核在新建百萬千瓦級壓水堆核電站中全面承擔自主化堆芯工程設(shè)計的標志性工程。這些實際應(yīng)用的創(chuàng)新項目都是對反應(yīng)堆中心技術(shù)能力和項目管理能力的磨練和考驗。通過這些項目，也能夠進一步推進技術(shù)能力的提升和科技創(chuàng)新能力的發(fā)展。

這樣一條研發(fā)與應(yīng)用理念和體系的建立，極大地促進了反應(yīng)堆中心堆芯設(shè)計核心能力和駕馭工程實踐能力的提升，同時也在實踐中為后續(xù)項目積累了寶貴的經(jīng)驗，核心技術(shù)與能力亦得到很好的驗證。

中科華研究院成立以來，經(jīng)過不斷發(fā)展，已具備了先進燃料管理和堆芯設(shè)計能力、熱工水力設(shè)計和安全分析、燃料設(shè)計、嚴重事故管理等多項國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)水平與資質(zhì)，在百萬千瓦級核電站的堆芯設(shè)計和燃料管理上實現(xiàn)了多項重大突破。反應(yīng)堆中心也由最初20余人的小團隊，發(fā)展為目前超過100人的精干，有實力，掌握關(guān)鍵技術(shù)的堆芯設(shè)計、燃料設(shè)計和安全分析隊伍，為承擔的后續(xù)工程項目設(shè)計工作做足了人才準備。

走引進、消化、吸收、再創(chuàng)新之路持續(xù)提升技術(shù)創(chuàng)新能力

實施“高起點起步”，走引進、消化、吸收、再創(chuàng)新之路，不僅是中廣核多年核電建設(shè)的經(jīng)驗所得，同時也是集團在堆芯設(shè)計與燃料管理領(lǐng)域的良好實踐結(jié)果。這條路就是中廣核在堆芯設(shè)計與燃料管理方面發(fā)展的路線圖，也引領(lǐng)了我國先進燃料管理和燃料技術(shù)的創(chuàng)新方向。

過去的20多年間，中廣核集團在堆芯設(shè)計與燃料管理領(lǐng)域度過了一段在實踐中成長的黃金時期。在這段時間里，中廣核由最初的配合國內(nèi)外設(shè)計單位開展換料堆芯設(shè)計和燃料組件設(shè)計，到逐步全面接手百萬千瓦級的堆芯設(shè)計、燃料管理、燃料設(shè)計、換料安全評價和安全分析等研究設(shè)計工作，最終自己掌握了核心技術(shù)，實現(xiàn)了堆芯設(shè)計與燃料管理的自主化、國產(chǎn)化，并通過創(chuàng)新和實踐最終與國際接軌。

在提升自身燃料管理水平和加速實現(xiàn)先進堆芯設(shè)計與燃料管理應(yīng)用的同時，通過系統(tǒng)性地實施改進堆芯設(shè)計和燃料管理項目，推動了上游核燃料生產(chǎn)領(lǐng)域、工藝技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的升級和改造。在國家國防科工局的大力支持下，他們與國內(nèi)核燃料制造企業(yè)（中核建中核燃料公司）聯(lián)合攻關(guān)，通過引消吸和再創(chuàng)新，實現(xiàn)了國內(nèi)燃料制造水平跨越式發(fā)展，推動了國產(chǎn)燃料組件制造技術(shù)的迅速升級，完成了從AFA-2G到AFA-3G的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)升級，以及AFA-3G和全M5 AFA-3G的國產(chǎn)化技術(shù)創(chuàng)新，及時滿足了我國百萬千瓦級壓水堆核電站先進堆芯設(shè)計和燃料管理的需要，該項目獲得國家國防科技成果一等獎及中國核工業(yè)科技成果一等獎。

有核心技術(shù)才能在先進反應(yīng)堆堆芯設(shè)計中占有一席之地。創(chuàng)新項目的成功實施和發(fā)明專利的取得是核心技術(shù)的主要載體。肖岷及其團隊從1990年代開始就在引進、消化和吸收的基礎(chǔ)上，通過一個又一個堆芯設(shè)計項目的實踐，研究并開發(fā)了百萬千瓦級核電站在堆芯設(shè)計、燃料管理和燃料組件設(shè)計方面的創(chuàng)新技術(shù)，并獲得了若干重要（頂層）的國家發(fā)明專利技術(shù)。僅在反應(yīng)堆堆芯設(shè)計方面，就有“中國百萬千瓦級壓水堆核電站首爐堆芯設(shè)計及燃料裝載方法”、“中國百萬千瓦級壓水堆核電站18個月?lián)Q料設(shè)計方法”、“非對稱軸向釓棒燃料組件設(shè)計”、“壓水堆核電站百萬千瓦機組四分之一換料”等，這些自主知識產(chǎn)權(quán)為百萬千瓦級壓水堆核電站的進一步完善和創(chuàng)新奠定了重要的基礎(chǔ)。

雖然中國在百萬千瓦級核電站堆芯設(shè)計和燃料管理方面取得了突出的技術(shù)進步和創(chuàng)新業(yè)績，但這絕非終點，而是新的起點。中國的百萬千瓦級核電站還要運行40～60年，要保證這些核電站長期、安全和經(jīng)濟運行絕非易事，其中必然充滿挑戰(zhàn)，但也正是技術(shù)創(chuàng)新的用武之地和市場機會之所在。技術(shù)進步永無止境，繼續(xù)創(chuàng)新和改進的空間是巨大的。如何利用我們的技術(shù)優(yōu)勢、實踐經(jīng)驗和已經(jīng)取得的自主知識產(chǎn)權(quán)，去開發(fā)新的創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)用到在運核電站和新建核電站中，從而滿足新的核電安全標準要求，是未來必須回答的問題。

燃料組件是核電站的心臟。美國西屋公司在RFA燃料組件之后又開發(fā)成功了NGF（下一代燃料組件），是又一次跨越式創(chuàng)新。該組件進一步創(chuàng)造性地改進了中間攪混格架，使得熱工裕度在RFA的基礎(chǔ)上大幅度提高。面對西屋推出NGF，中國有沒有對策？中國是否永遠跟著別人走？

值得一提的是，早在2008年，中國國家專利局接受了來自肖岷團隊的“新型半夸距流動攪混格架燃料組件”的發(fā)明專利申請，并于2012年5月予以批準。該燃料組件發(fā)明專利與西屋公司最新推出的NGF理念一致，如出一轍，屬于頂層設(shè)計專利（即整體結(jié)構(gòu)特征專利），因此上述燃料組件發(fā)明專利就是中國的“下一代燃料組件”，這是燃料組件知識產(chǎn)權(quán)上的跨越。如果中國的下一代燃料組件開發(fā)成功并投入應(yīng)用，中國的百萬千瓦級壓水堆核電站（157堆芯或177堆芯，在運或新建的）可進一步大幅度提高安全裕度和運行性能。

中國能否實現(xiàn)燃料組件開發(fā)上的超越，使專利變成產(chǎn)品，研制出屬于中國的下一代燃料組件？值得我們共同期待！

緊抓核電發(fā)展黃金時期持續(xù)改進核電安全，迎接新的挑戰(zhàn)

中國正在走向大國復(fù)興之路。在全面建設(shè)小康社會的關(guān)鍵時期，在我國重要的發(fā)展機遇期，核電作為可以大規(guī)模利用的高科技清潔能源，能夠有效緩解化石能源枯竭帶來的危機，其可持續(xù)性將成為我國能源發(fā)展和能源安全的重要支撐，成為我國經(jīng)濟高效平穩(wěn)發(fā)展的巨大動力。

對于核電發(fā)展來說，安全問題是最大考驗。去年福島核事故再次敲響安全警鐘，減緩了各國的核電發(fā)展速度。但肖岷認為，這也不完全是壞事，因為“每一次事故后，人們都會總結(jié)經(jīng)驗教訓，采取改進措施，全球的核電安全技術(shù)水平都會提高一大步”。這也充分證明：人類的智慧完全可以做到在核能應(yīng)用中控制好風險。而各主要核電國家，也都表示將會繼續(xù)發(fā)展核電，中國政府也已在2012年10月24日批準了《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》，重新開啟核電站建設(shè)。

肖岷指出，從世界核電發(fā)電應(yīng)用情況來看，法國核電發(fā)電量占全國總發(fā)電量的比例超過70%，日本（福島事故前）超過30%，韓國超過1/3，美、英約20%，俄羅斯約16%；而中國僅僅2%，遠低于世界平均水平17%。從這個角度來說，中國發(fā)展核電的潛力和市場是巨大的。而先進核技術(shù)的不斷發(fā)展，將成為未來能源發(fā)展美好藍圖實現(xiàn)的最有力支撐。

目前，中廣核在運核電機組發(fā)電能力占全國核電總發(fā)電能力的約50%，在建核電機組占全球的26%，在助力中國核電實現(xiàn)騰飛的路上，任重道遠。

當前，世界核電技術(shù)創(chuàng)新速度快，技術(shù)自主創(chuàng)新之路異常艱辛。如何更高效組織資源，在堆芯設(shè)計、燃料管理理論與實踐方面保持國內(nèi)的領(lǐng)先地位，是中科華核電技術(shù)研究院和中廣核集團面臨的新挑戰(zhàn)。

作為在堆芯設(shè)計、燃料管理等領(lǐng)域堅守20余年的學科帶頭人，肖岷認為未來機遇與挑戰(zhàn)并存。他指出：“未來相當長的時間內(nèi)，我國將有幾十座在運的百萬千瓦級壓水堆核電站，確保這些核電站的安全運行并不斷改進、提升其性能使之滿足新的安全標準，是重要而艱巨的任務(wù)和社會責任。進一步提升反應(yīng)堆設(shè)計、燃料組件設(shè)計、堆芯研發(fā)的技術(shù)水平和能力，保障核電站在安全的基礎(chǔ)上不斷提高經(jīng)濟性，對于提升百萬千瓦級壓水堆核電站（CPR1000+、ACPR1000等）對社會的貢獻和提升核電市場競爭力起著至關(guān)重要的作用。應(yīng)抓住過去20年百萬千瓦級壓水堆核電站工程設(shè)計、運行管理及改進創(chuàng)新中所奠定的重大基礎(chǔ)，抓緊核電發(fā)展的黃金時期，以提升安全性和經(jīng)濟性為目標，在項目開拓上著眼長遠，在研發(fā)領(lǐng)域及研發(fā)方向上既要密切跟隨國家核電發(fā)展的總體規(guī)劃，又要繼承和發(fā)揚已有的成果和寶貴經(jīng)驗。這些經(jīng)驗才是集團在反應(yīng)堆堆芯設(shè)計及燃料管理領(lǐng)域保持國內(nèi)領(lǐng)先的關(guān)鍵。提出創(chuàng)新并不難，關(guān)鍵是創(chuàng)新是否符合客觀規(guī)律并能否經(jīng)得起實踐和市場的檢驗。中廣核的創(chuàng)新項目尤其要符合中國國情及中廣核的實情，才能科學決策、正確決策?？傊冀K堅持實踐是檢驗真理的唯一標準”。

讓小小原子產(chǎn)生巨大能量。反應(yīng)堆中心就像中廣核集團事業(yè)宏偉發(fā)展過程中的一粒原子，一如他們所從事的堆芯設(shè)計工作，始終在高速旋轉(zhuǎn)中，迸發(fā)著巨大的能量。而它的未來，定將如中國核電發(fā)展史上那些曾令人矚目的輝煌過往，成為一道壯麗迷人的風景。