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葉奇蓁:核能智囊的能耐與能量

來源:人民網 發布日期:2014-07-30

  第一座生產堆的設計、建設、調試啟動,第一座原型核電站的設計與建設、第一座商用核電站秦山核電二期工程……中國核能事業發展中的諸多“第一”,都凝聚著我國早期無數核電專家的心血,享受國務院特殊津貼的有突出貢獻專家、中國工程院能源與礦業工程學部院士葉奇蓁正是這些專家之一。他參與過許多技術路線、堆型選擇、主要技術指標的確定工作,主持過大量可行性研究及總體設計,組織并實施過很多自主設計及其重大技術方案的審定。這位國家能源問題“智囊團”主要成員把自己的全部心血和智慧、理想和抱負、忠貞和摯愛,都奉獻給了祖國的核電事業。
 
  與核電的不解之緣
 
  上海楊樹浦發電廠是在中國建造較早的大型火電廠,1913年由英國商人投資建成,初時裝機容量為10400千瓦,到1924年裝機容量達12.1萬千瓦,成為當時遠東第一大電廠。1949年,總裝機容量增至19.85萬千瓦,占當時全國總裝機容量的10.5%,其發電量約為上海地區總發電量的80%。
 
  1950年2月6日中午,14架美蔣巨型轟炸機從臺灣飛來,在上海市區投下了67枚重磅炸彈,目標就是針對上海楊樹浦發電廠等重要設施,他們想通過大上海的停電停水,達到“黑上海”、“臭上海”的目的。敵機在廠區周圍投下了15枚炸彈,有9枚炸在發電廠的設備上,輸煤設備全部炸毀;13臺鍋爐和6臺汽輪機受到不同程度的損壞,其中一臺主發電機嚴重受損,電廠當時的15萬千瓦的正常負荷迅速下降至零,市區大部分地區的供電受到影響,損失慘重,工人有30位被炸死、30位炸傷。陳毅市長、潘漢年副市長親臨現場,電廠職工奮勇搶修,42小時恢復生產。此前,江蘇戚墅堰電廠也曾遭國民黨飛機轟炸,全廠職工緊急搶修,4天后恢復局部供電。
 
  當年,正在上海同濟附中讀高三的葉奇蓁親身經歷了轟動世界的上海“二·六”大轟炸這一巨大災難……“從那時起,我明白了電力對國家的重要性。”這一年,他就報考了上海交通大學電力工程發電專業。
 
  崢嶸歲月稠,彈指一揮間。1955年7月,21歲的葉奇蓁從上海交大畢業。次年,品學兼優的他被組織選派去蘇聯莫斯科動力學院攻讀研究生學位。在那里,他像海綿一樣汲取著電力知識,矢志回國后一定要學以致用報效祖國。
 
  1960年,他獲電力系統專業副博士學位。此時,中蘇關系開始緊張,他一答辯完論文,就啟程回國,參加祖國的建設。
 
  學成歸國,葉奇蓁從核工業第二研究設計院開始了他和中國核工業的不解之緣。當時,學電力系統專業的葉奇蓁從沒想過會去搞核能。怎么辦?從頭學吧。從電力控制到核能控制,基礎的東西有相同之處,但畢竟是在一個全新領域。面對蘇聯專家撤走后留下的一個個極為棘手的問題,葉奇蓁與我國第一代核工業人一道,艱苦奮斗,自力更生,奮發圖強。
 
  20世紀60年代,葉奇蓁參與我國武器級鈈生產堆控制和儀表的研制項目,主持運行及事故動態分析和運行及事故處理規則、調試啟動大綱的編制,為生產堆按時建成和安全運行作出了貢獻。70年代,擔任生產發電兩用堆設計總工程師,主持制定了工程總體方案、洞體內主廠房布置方案、低參數汽輪機方案及技術規范、兩用堆控制及保護方案、洞體內防原子彈沖擊波襲擊等方案。80年代初,他主持籌建核工業計算機應用研究所,組織計算機管理信息系統的開發,其間主持編制了秦山核電一期工程的計劃網絡及計劃管理軟件的開發,為我國核電做出了自己的貢獻。從電力到核能的經歷,讓葉奇蓁被選為我國自主設計、自主建造、自主管理、自主運營的第一座商用核電站--秦山核電二期工程的技術負責人。
 
  作為秦山二核總設計師的他,有深厚的專業技術知識,并善于聽取、協調各方面的意見,這確保了決策更加科學合理。生活中的葉奇蓁,總是笑瞇瞇的,平易近人,和藹可親,有著特別的親和力。然而,于工作他要求十分嚴格,一是一,二是二,十分認真,容不得半點馬虎或草率。
 
  葉奇蓁通曉俄、英兩國語言,并能閱讀德、日文的文獻資料。“我們小時候可跟你們不一樣。我小時候的一大半時間都是生活在解放前的。那時的理想就是‘讀書救國’。中學時我讀的是同濟附中,當時家里比較貧窮,上不起好的私立學校,只有上便宜的公立學校。解放后學校老師提出要好好學習建設新中國,所以我們同學都發奮學習,班里大部分的同學都考取了大學。同濟附中是雙語教學,我的英語、德語就是那里學的,俄語則是在前蘇聯留學期間學的。”
 
  當年風華正茂的莘莘學子,到如今已兩鬢斑白,成為國家能源問題“智囊團”的主要成員。
 
  國家能源專家咨詢委員會是國家能源領導小組的咨詢機構,下設煤炭、電力與核能、油氣、可再生能源、能源節約、能源經濟等6個專業委員會,葉奇蓁列在“電力與核能”這個專業委員會。
 
  葉奇蓁一向將榮譽看得很淡,國防科學技術工業委員會專家咨詢委員會委員、核安全專家委員會委員,盡管這些頭銜讓他在核工業領域享有很高的聲譽,但他并未把這當作一種資本。他說:“這些頭銜,有些是要我做工作的,是負有責任的;有些是國家為了鼓勵我能在有生之年再多為國家作貢獻而給我的榮譽稱號;另外一些頭銜可以說算是掛名的,是要我在力所能及的范圍再多盡點力,我也會盡量把這些工作做好,而不至于耽誤了人家。還有一些社會職務也可以幫助我得到各方面的信息、意見,了解一些發展趨向,學習一些新知識,反過來也可以促進自己的工作。”
 
  見證中國“核電發展的春天”
 
  在1978年改革開放之前,中國核工業是以軍用為主,增強國防實力。1964年爆炸原子彈,1967年爆炸氫彈,1971年第一艘核潛艇下水,這3件事情昭示出中華民族自強不息、團結奮進的民族精神,向世界展現出一個不斷上升、不斷發展中的國家形象。1978年以來,中國核工業在保軍轉民第二次創業的道路上一路飛奔,從建起了中國大陸自己的第一座核電站--秦山核電站為起點,以前所未有的高速迅速發展,一座座核電站紛紛建設并投入使用。在這個過程中,以葉奇蓁為代表的中國核電人堅持發展民族核電的道路,付出了自己的智慧與汗水,他們的雄心和魄力、他們的使命感、他們的探索,永遠為人們所記憶。
 
  20世紀六七十年代是國際上核電發展的黃金時期。早在1970年2月8日,周恩來總理就提出:“二機部(核工業部)不能光是爆炸部,還要搞核電站。我國發展核電站的方針是:安全、實用、經濟、自力更生。”改革開放的到來,將周總理的這句話變成了現實,也把中國核工業拉入到國際市場競爭中。
 
  1982年12月30日,在第五屆全國人大第五次會議上,中國政府向全世界鄭重宣布了建設秦山核電站的決定。1985年3月,秦山核電站澆灌第一罐混凝土,1991年12月15日首次并網發電,年發電量為17億千瓦時。從此,中國拉開了核電建設的序幕,開始起步。
 
  秦山核電站的建成發電,結束了中國大陸無核電的歷史,標志著“中國核電從這里起步”,同時被譽為“國之光榮”。1986年1月,國務院常務會議決定在原址上建設秦山核電二期工程。1995年12月,國家計委正式批準開工。葉奇蓁受命為中國核工程公司(秦山核電二期工程的建設單位)副總經理,后任秦山二期600兆瓦核電站工程總設計師,全面負責工程建設的技術工作。在葉奇蓁眼里,座落于浙江省海鹽縣城附近的秦山核電站,水源充沛、交通便利,又靠近華東電網樞紐,是建設核電站的理想之地。國務院給秦山二核確定的建設方針是“以我為主,中外合作”。畢生從事技術工作的葉奇蓁,深知這8個字沉甸甸的分量。
 
  在此之前,被稱作“一期工程”的秦山核電站,在中國成功建成首座原型核電站,實現了我國大陸核電零的突破。以葉奇蓁為代表的秦山二期人,要在一片昔日的荒灘上創建、營運并管理著一個現代化的商用核電站。
 
  在摸索中,秦山二期核電工程帶給人們的是一個個驚喜:1號機組反應堆廠房安全殼穹頂采用了整體吊裝新技術,這是中外核電建設史上首次大膽之舉。當重達173噸的龐然大物穩穩地蓋住反應堆廠房時,它的成功搶回了兩個月的工期。壓力容器堆內構件安裝,由于外商沒有提供安裝用的彈簧秤,他們又一次面臨兩難選擇。要么重新訂貨,需要3個月至半年時間到貨;要么不用彈簧秤,但如果失敗,后果嚴重。秦山二期核電工程又一次闖難關,在幾套科學方案措施的保證下,沒有用彈簧秤,壓力容器堆內構件安裝成功了!2002年4月15日,秦山二期核電工程1號機組提前47天投入商業運行,創造了我國核電建設史上的奇跡。
 
  從某種意義上說,核電國產化之路能否走通,關鍵就看在核心技術的掌握上能否突破。從一開始,“自主化”對秦山二期核電工程就有著具體的內涵:按照國際標準,秦山二期核電工程采用30萬千瓦一個環路的標準設計概念自主進行設計、建設;技術方案、總體參數的選定和工程設計都自主進行;重大科研開發和試驗驗證都依托于國內核動力試驗基地;在“以我為主”的前提下,引進部分設計軟件,設計中的難點采取國外咨詢;核燃料采用國產核燃料組件;核電站的設備材料盡可能由國內生產,國內尚無能力加工制造的關鍵設備,采取國際招標采購;工程的土建、安裝、設備采購、調試、運行都實現自主管理。
 
  為了掌握核心技術,設計出符合國際先進標準和具有自主知識產權的核電站,核電秦山聯營有限公司和核工業二院、中國核動力研究設計院等單位的科研人員通力合作,克服重重困難,引進了上百個設計分析軟件,收集了全套參考電站的圖紙資料和標準,并先后進行了包括堆芯設計、安全殼內布置、堆內構件與壓力容器之間的水層厚度選擇等300多項涉及核心技術的創新和改進,使反應堆本體安全性能、安全系統可靠性和冗余度、防范和緩解嚴重事故能力等得到全面優化,并使自主設計率達到90%。
 
  正是我國科技工作者對一座核電站的幾百個系統、30余萬個部件、上百萬張設計圖紙如同“庖丁解牛”式的反復磨合,反復實踐,才使中國核電的自主化能力得到大幅度的提升。葉奇蓁十分高興:秦山二期核電站的成功建設,鍛煉和培養了一批優秀的技術和管理人才,實現了出產品、出經驗、出人才的總體要求。秦山二期核電站的建設與投入商業運行,使中國實現了由自主建設小型原型堆核電站到自主建設大型商用核電站的重大跨越,對促進中國核電國產化發展,進而拉動國民經濟發展發揮重要作用。也因此,一生中碩果累累的葉奇蓁最得意的作品還是秦山二期核電工程。
 
  發展內陸核電正當其時
 
  一說到核電站,不少人就會把它和原子彈聯系起來,核電站如果出現事故,會不會像原子彈一樣爆炸?對此,葉奇蓁明確表示核電站絕對不可能產生原子彈爆炸。“雖然核電站使用的和原子彈一樣的鈾235,但是純度不同,絕對不會產生爆炸,完全是可控的。”
 
  座落在深圳東部的大亞灣核電站是中國第一座大型商用核電站。2010年5月23日,大亞灣核電站監測發現,一回路冷卻水放射性碘核素和放射性氣體輕微上升,5月28日放射性水平達到平衡并保持穩定,初步判斷有一根燃料棒的包殼可能存在微小裂紋。一時間,有媒體曝中國大亞灣核電站“核泄漏”。對此,葉奇蓁強調:這是不確切的。他說,并沒有導致大亞灣核電基地及周邊地區放射性水平升高,沒有對環境造成核泄漏。“大亞灣核電站是個別燃料棒出現了破損,裂變氣體泄漏只是到了工藝系統。但放射性物質還包容在主環路壓力邊界及安全殼兩道屏障內,不會對環境帶來影響。”他說,帶著破損燃料運行,在國外也是有的。因為一個堆里有四五萬根燃料棒,運行3年,有可能出現個別燃料棒破損;設計中本身就允許萬分之二的破損率。“目前中國大陸正在運行的核電機組共有11臺,裝機容量達8900兆瓦。這些核電站始終保持安全運行的良好記錄,負荷因子達到85-92%,運行水平處于全球中上等水平。”
 
  目前,在國內電力生產構成中,主要有“火電”、“水電”以及“核電”三大類,其中火電一直雄居主導地位,占全國總機組比例高達70%。火電的原材料是煤炭,我國的煤炭儲量并非世界第一,人均還低于世界平均水平,年開采量卻是世界第一,這對中國社會可持續發展帶來嚴重的隱患。
 
  葉奇蓁身在秦山,而心中裝著整個中國核電大發展的宏圖。葉奇蓁認為,核電固然不能解決全國性的電力大問題,但它有助于解決部分地區的電力短缺問題,在緊要關頭缺乏能源的基本的保證。
 
  “核電是一種不排放二氧化硫、二氧化碳等污染物的清潔能源,基本上是零排放。”葉奇蓁介紹,同樣的百萬千瓦機組,火電一天需要的煤差不多要裝一整列火車,而核電1年只需要30機組原料,用1節火車車廂就夠裝了。
 
  目前世界上共有440多座核電站運行,大部分建在內陸地區。葉奇蓁強調,中國建設內陸核電,勢在必行。
 
  中國核電站迄今為止都建在沿海,主要原因是沿海經濟發展比較迅速,電網容量較大,能承受核電大機組運行,且距產煤地較遠,又缺乏水力資源,核電的建設能改變完全依賴北煤南運、西電東送的困境。葉奇蓁說,目前情況發生了很大變化,內陸的中西部地區經濟、電網容量都有了很大發展,有些省份同樣缺乏煤炭和水力資源,因此就需要核電建設來緩解缺電的矛盾。
 
  在電力需求的強力推動下,湖北、湖南、江西、安徽、重慶等內陸省份近年來正競相成為中國第一批內陸核電站所在地,過去幾十年只能在沿海地區發展核電的格局已被打破,中國核電建設正向內陸地區邁進。
 
  隨著國家發展核電由“適度發展”轉變為“積極推進”,再到現在的“大力推進”核電建設,觀念上的重大轉變幫助中國迎來了核電發展的春天。許多項目均采用了在引進國外技術基礎上,經過消化、吸收、再創新后形成的中國自主設計的“二代加”百萬千瓦級壓水堆核電技術,這成為支撐諸多核電工程的技術“靈魂”。葉奇蓁說,在掌握“二代加”技術的基礎上,中核集團確立了一個清晰的技術路線圖,那就是“應用一代、研發一代、預研一代,讓中國核電技術不斷地、有計劃地向前發展”。
 
  從繁華都市到西北邊陲,從戈壁荒灘到群山峻嶺,在我國核工業生產、建設的第一線留下了葉奇蓁匆匆的足跡。風風雨雨幾十載,葉奇蓁把智慧和才能都獻給了所摯愛的核工業和核電國產化事業。為了核工業的建設與核電的發展,葉奇蓁以事業為家,很少有時間與自己的家人團聚,他最愧疚的是對孩子的早年的成長過問得太少,一輩子大多數時間都在跟圖紙、文件、數據打交道,自己少有一些業余愛好也難得有時間操練。他一輩子不變的情結是:知識報國!
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