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编者按：

2021年1月30日，“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组投入商业运行。这标志着中国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列。

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。“华龙一号”采用我国和国际上使用经验最丰富、安全纪录最好的压水堆堆型，其研发是在继承我国30年核电技术发展成功经验的基础上，通过引进、消化、吸收和再创新，形成“华龙一号”这一值得中国人自豪和骄傲的重大成果。

《中国核能》推出专题报道，为读者展现“华龙一号”的研发和建设者们数年执着坚守，把责任扛在肩上，攻坚克难，呕心沥血，潜心钻研，终于打造出闪耀着中国人智慧的“大国重器”和“国家名片”的精彩故事。

如果把核岛中大大小小的设备比作“华龙一号”巨龙身体里的各个器官，那么堆内构件就是龙身中的经络脏腑，支撑巨龙腾飞的“龙骨”。

从风华正茂到天命之年，中国核动力研究设计院的曹锐伴随着我国核电事业一路前行，经历过坎坷、沮丧、希望、挫折和奋斗，最终成长为“华龙一号”反应堆堆内构件设计师。正如大家所说，曹锐和他的团队是“华龙一号”这条龙经络脏腑的搭建者。

▲曹锐（左五）一行赴巴基斯坦卡拉奇现场办进行慰问

一本二十多年前的笔记本

一本已经泛黄的笔记本，因为时光的磨砺，纸张已经变得有些脆软，但略显凌乱的笔迹依然清晰可辨。这些笔迹，仿佛摆脱了时空的维度，带着我们一起回到了23年前，记录着在中国西南的大山深处召开的一场闭门会议。

1997年，秦山二期的设计工作基本完成，时任中国核动力院副院长的张森如，敏锐地感觉到自主核电要发展，必须考虑后续该怎么走。他抽调各专业骨干，经过两天的激烈研讨，确定了177盒燃料组件、更大尺寸的压力容器等重要技术参数。当时参会的十几个人，没有想到这次的技术研讨成果，会成长为扛起国内核电大旗、令国人为之骄傲的我国第三代核电技术——“华龙一号”。

笔记本的所有者——当时30岁的曹锐，作为反应堆结构专业的代表参会，有幸成为历史的见证者和记录者。

一张手工画制的三维轴测图

只有如饥似渴地学习，才能云程发轫。对于初出茅庐的曹锐亦是如此。

曹锐入门核动力装置系统，始于一张三维轴测图。

1989年的秋天，从成都科技大学（现四川大学）毕业的曹锐，进入了核动力院反应堆结构研究室工作。化工机械专业出身的曹锐，对反应堆的概念基本属于一片空白。“参加工作后，遇到了几个好老师，言传身教地带我”。游德戌、关建维、张振亚、张凤林、谢重等老师将反应堆结构知识一点一点传授给了曹锐，并给了曹锐和同事一个任务——画一张反应堆装置的三维轴测图。

当时，刚入职的曹锐还没有宿舍，在工会图书室的仓库里住了半年。“宿舍和办公室在一栋楼，也方便。我吃完饭就去办公室画，到十点多回去睡觉，第二天一早再继续画。”整整一个多月，两个人趴在图板上。整个核动力装置的系统、主设备、管道，全在这张1米ｘ0.8米的图纸上。画完后，曹锐对反应堆装置才有了比较深刻的了解，算是入门了。

秦山二期核电站是“华龙一号”的设计基础，也是核动力院进入核电领域的里程碑。秦山二期时期，和法国签订了咨询包，曹锐有了去法国咨询和学习的宝贵机会。那是1995年，去法国非常不易，代价也高，曹锐压力很大。

去之前，组里花了几个月的时间，列了上百条的问题清单。“什么都问。现在看来，有些问题太简单了，但是没人点拨，就是想不通。”曹锐笑着说。第一次出国，咨询费用一小时两百美金。“我们当时开玩笑说，专家上趟厕所，都要浪费我们不少钱。”对于当时月工资只有几百块钱的曹锐来说，天价的咨询费让他一分一秒都舍不得浪费。回国以后，为了给专业组的人分享和学习，曹锐主动把法国人提交的两万多字的英文咨询报告翻译归档。

直到秦山二期发电以后，曹锐才真正感觉到自己已将核电知识融会贯通，从摸索前进到真正入行，从跟着法国人学习到自主设计，将体会、经历转化为攻坚克难的智慧和法宝。正是一批像曹锐一样，从秦山二期成长起来的设计人员，成为了日后让“华龙一号”腾飞的主力。

就是这样一代代的传承，中国的核事业从一片荒芜中起步，走到了今天。

▲曹锐（右三）在产品发运会上

一份埋藏许久的设计方案

“给堆芯建一个安全的家。”这是曹锐对他所从事专业的概述。

堆内构件位于反应堆一回路主设备压力容器之中。10多米的高度和100多吨的重量，让这副“龙骨”无比刚强坚实。核电运行的核心——核燃料组件，就安装在“龙骨”中。

1998年，曹锐开始参与“华龙一号”的前身——CNP1000的反应堆堆内构件的方案和初步设计工作。从秦山二期的121堆芯到CNP1000的177堆芯，这个变化给堆内构件的设计带来了极大的挑战。多加了56组燃料组件，牵一发而动全身，堆内构件的很多细节都要进行全新的设计。

“堆内构件的设计，是一个多学科联合的工作。”堆芯设计专业要提供燃料装载方案，从而确定堆内构件控制棒导向筒的数量；屏蔽专业需要计算压力容器的辐照寿命，从而设计屏蔽措施，保证压力容器所受辐照损伤在允许范围内；为了保证流场分布均匀，热工水力专业计算必不可少；力学专业又要提供强度、刚度、流致振动等一系列计算结果……

设计工作千头万绪，每个参数的设定都要煞费苦心。堆内构件下面有两层板，板上有很多流水孔，设计要求每个孔流量的偏差要在5%以内。每一个孔道都开一样大，不就可以保障流量均匀了吗？这是所有人一开始的想法，但压力容器内复杂的水流环境让事情变得没这么简单。“搞结构的人，必须有水力学的知识。”设计工作完成后，其可行性必须经过一系列试验才能被证明。第一次水力模拟试验，流道偏差很大，只能修改设计、重新试验，直到确定合适的参数。

在堆内构件的研发过程中，会碰到各种无法预料的问题。“当初做驱动线试验的时候，安装完成后要检查接口尺寸才可以封盖做试验，结果发现有20多毫米的误差。”曹锐说。他按尺寸链去计算，结果证明不可能出现这种情况。当时他提出了各种假设，都一一被推翻，一找就是两个多月。他把驱动棒控制机构、燃料组件的图纸、文件都拿来，想要从根本上找问题。当时行业内还没有自己的燃料组件，组件是从法国进口的，图纸上很多数据都没有。

“张凤林老师就把去法国学习的笔记，有关尺寸方面的内容，他都记得特别详细，一大摞笔记本直接抱给我。”曹锐也没有辜负老前辈的无私和期许，拿着笔记本，将燃料组件的尺寸、结构相关知识，深入地学习了一遍。但没想到的是，有了法国人的详细数据，还是没能解决问题。最后，曹锐偶然发现，原来试验人员为了防止控制棒干砸损坏燃料组件，在管座上加了一个20多毫米的缓冲杯。

2001年前后，曹锐和他的团队就把水力大模拟试验、流致振动试验和驱动线试验三大试验做完了。堆内构件的设计研发工作基本完成，达到施工设计深度，成功好像近在眼前。

1999年年底，中核集团正式对外推出CNP1000，并将方家山核电站作为首堆示范工程。

意外总是猝不及防。2003年初，上级确定了新一轮核电发展路线是 “采用先进技术，统一技术路线”，直接引进国外最先进的第三代核电站技术，走“一步跨越”的新路。

CNP1000仓促下马。

即将完成的CNP1000堆内构件设计图纸被放入纸堆。

“这是第一次真正的完全自主知识产权的努力，马上就要成功了，我把它当成自己的孩子。”这成了曹锐永远的心头之痛。

一条自主核电技术探索之路

CNP1000下马，但中国自主核电之心不灭。核动力院在CNP1000的基础上继续改进，希望走出属于中国的第三代核电之路。曹锐和他的团队身处其中，迎难而上。

方家山折戟，核动力院将目光放在了福清5、6号机组。在CNP1000的基础上进一步改进，形成CP1000自主核电技术。CP1000进展顺利，安审对话已经进入第二轮。这时已经进入2011年。

2011年，日本福岛事件来临，一切戛然而止。

福祸相依。正是因为经历的种种磨难，CP1000浴火重生，造就了符合当前最高安全标准的具有典型三代特征的ACP1000技术，也即后来的“华龙一号”。

此时的曹锐，历经红沿河核电站、宁德核电站、阳江核电站的设计阶段，做过主管主任，也当过专业总师，已经成长为行业内知名专家。

在CNP的1000基础上，“华龙一号”堆内构件将堆芯仪表改为由压力容器顶部引出，厂址设计基准地震改为0.3g，重新完成了设计、分析和试验验证工作。“华龙一号”堆内构件在结构、材料和制造等多个方面有很高的成熟性和可靠性，核心结构经长期和广泛的实堆验证，并将国内最为丰富的设计经验反馈到全方位的设计细节中。

反应堆结构设计团队积极引入了第三代核电“非能动”的相关概念，重点关注了在事故工况下反应堆总体和堆内构件的安全性能。同时，“华龙一号”采用一体化堆顶结构，结构更加集成、安全、合理，使用方便，可大大缩减换料检修时间。一体化堆顶结构位于反应堆压力容器的上方，承担着平稳起吊压力容器顶盖、为控制棒驱动机构通风散热、抗震、梳理牵引堆内电缆等重要功能，被称为“龙首”。它是核动力院自主设计、自主制造、自主供货的三代核电关键设备，也是曹锐团队多年的研究成果。

二十三年梦铸华龙，灯火云安驿里时。从1997年到2020年，匆匆二十三年已过，中国自主核电筑梦已圆，曹锐团队也成长为中国核电设计团队的中流砥柱。岂止23年。从那个不为人知的西南山坳里，中国大陆发出第一度核电之时起，半个世纪已过。回望中国核电一路走来，有长夜，但始终伴有灯火。这灯火，是中国自主核电之心不灭，是核动力院永不放弃精神的传承，是如曹锐这样的核电人的坚守。