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蒸汽发生器

高温气冷堆:自主创新铸就国之重器

  山东荣成石岛湾,全球首座球床模块式高温气冷堆核电站示范工程现场,工程走向商运前的最终调试正在紧张进行。

  2021年12月20日,示范工程并网成功,我国变成全球少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。

  高温气冷堆被称作“傻瓜堆”——发生不正常的情况时,该堆可以在不需要任何人为干预的情况下保持安全状态。这对视安全为生命线年至今,清华大学、中国核工业集团有限公司(以下简称中核集团)、中国华能集团有限公司(以下简称中国华能)“牵手”近20载,联合一批大规模的公司,推动我们国家高温气冷堆从“样品”变为“产品”。从10兆瓦实验堆到20万千瓦示范工程,首台套设备达2200多台(套),创新型设备有600余台(套),设备国产化率高达93.4%。

  在清华大学核能与新能源技术研究院(以下简称核研院)党委书记、高温气冷堆核燃料元件研发工作带头人唐亚平看来,并网成功是合作带来的直观效益,更深层的效益则是通过体制机制创新,把高校和企业紧紧地结合在一起,将“小核心、大协作”这一协同创新战略构想落到了实处、取得了实效,这将给未来的高温气冷堆批量化、商业化、国际化带来可观前景。

  2003年1月29日,清华大学10兆瓦高温气冷实验堆成功实现72小时连续满功率运行。实验成功后,清华大学希望寻找志同道合且具有雄厚实力的央企合作推动成果产业化。此时,对正在为谋求更高质量发展寻找突破的原中国核工业建设集团(2018年与中核集团重组)来说,清华大学的橄榄枝无异天赐良机。

  作为参与合作谈判的主要成员之一,中核集团中核能源科技有限公司(以下简称中核能源)党委书记、董事长张国华回忆起当年的场景仍历历在目,“因为是第一次,大家都是摸着石头过河,过程很艰苦,但也卓有成效,包括成立高温气冷堆科技成果转化平台——中核能源,推动高温气冷堆技术从实验室走向市场,实现产业化”。

  一开始,双方都有顾虑:资本方怀疑技术方到底能不能研发出真正满足市场需求的产品以实现自身投资价值,技术方也对资本方是不是真心实意、能不能坚定不移支持研发技术并进行商业推广没底。

  “怎么分工、如何互补?怎么分担责任、如何考虑收益预期?这些事情如果不明晰,会影响合作积极性、紧密程度以及投入力度。”张国华和记者说,中核能源成立之初采用了双方各占50%的股权分配的方法,为“小核心、大协作”创新体系奠定了重要基础。

  2004年,随着中国华能的加入,高温气冷堆示范工程三方合作、强强联合的新格局正式形成,校企合作、协同创新迈上新台阶。

  高温气冷堆的高安全性主要得益于一种基于陶瓷型的4层包覆颗粒的全陶瓷型核燃料元件。这也是“买不来、要不来、讨不来”的关键核心技术。

  “清华大学在实验室里将这项技术走通后,在国家科技重大专项支持下,与中核北方核燃料元件有限公司展开合作攻关,让实验室的技术实现了工程化、变成了生产力。”唐亚平说。

  蒸汽发生器被称为“核电之肺”,也是高温气冷堆最关键设备之一。2008年,承担蒸汽发生器制造任务的哈电集团组建新团队、建设新厂房准备一鼓作气拿下新技术。

  然而,问题接踵而来。最初的设计是将10兆瓦实验堆小规模的非工业化设备数据提高两到三个量级形成的,然而制造难度太大、经济性不好、后续可检验性不足。

  2015年春,为加快蒸汽发生器制造,确保按期交付,在项目业主单位华能石岛湾核电公司的组织下,作为EPC总包方,中核能源推动哈电集团制造专家、核研院设计专家及业主设备采购、安装管理人员协同创新、联合攻关。

  联合攻关团队在高温堆一比一的工程实验室一起协作,经过8个月不懈努力,前后完成8版设计,修改100多处细项,并一一验证。2018年,从最初算起历时10年,团队攻克了30多项关键技术、打造出了“高温气冷堆之肺”,其中高精密换热管对接焊工艺等18项重大工艺均为国内首创。

  出了钱还要出人?这在以前是不可思议的事,在示范工程建设过程中却成为常态。

  “因为是首堆,合同写得再细,也会碰到很多没想到的事。”张国华经常说,“不要把与清华大学的合作看作一般商业化工程,而要看成是在联合攻关,在一同承担国家使命。”

  核研院老师习惯于学术研究,喜欢不断探索、追求完美,对设计成果精益求精。中核能源设计人员则更多是工程思维,更看重进度、成本、可靠性。中国华能设计管理人员更强调项目安全、质量、进度、成本“四大控制”。

  “我们推动公司与清华大学共同成立‘联合总体室’,联合举办核工程硕士班,建立‘师徒制’等多种举措全方面促进相互理解与深层次地融合。”张国华说,多年文化融合的成效是显而易见的:老师们更加重视工程技术工作“合理可行、规范变更”的原则,公司员工则更加理解、尊重老师们对创新的追求。

  中核能源原副总经理杨明德是核研院教授,曾在示范工程现场坚守了4年。他深情地表示,自己既是清华人也是中核人。

  如今,中核能源52%的员工拥有硕士及以上学历,40%拥有高级职称,其中大部分经过了核研院工程硕士班的培养,双方建立了亦师亦友的深厚情谊。在共同的事业中,高校文化和工程文化和谐共生、相得益彰。

  中核集团科技质量与信息化部主任尹卫平表示,科学技术创新是核工业的立业之本,是核工业发展之魂。在当前历史阶段,核科学技术创新的主体地位丝毫不亚于任何一个历史时期。中核集团坚持“小核心、大协作”的理念,加强和扩大“国内翼”合作,发挥协同创新单位的优势来一同推动解决集团关注的科学问题,成为集团公司研发体系的重要组成部分和科学技术创新“新势力”。

  点评推动科学技术创新和工程技术发展深层次地融合,打通从科技强到产业强、经济强、国家强的通道,科技成果转化是重要环节。完全自主创新、领先世界的高温气冷堆技术的转化是无人区的探索,可供借鉴的经验有限,而且周期长、见效慢、队伍难以稳定。合作各方将科技自立自强视为国家强盛之基、安全之要,在摸着石头过河的过程中,破解了机制冲突、利益冲突、文化冲突,将各方力量拧成一股绳,最终实验室“样品”变成了“产品”,组建了自主可控的高温气冷堆产业链,打造出新的国之重器。(陈 瑜)

  高质量发展是增进民生福祉、提升人民幸福的发展,是解决新发展阶段社会主要矛盾的必然选择。

  要加强医疗监督执法队伍建设、建立完整定期会商工作机制、建立联合监督执法要情工作清单、推进问题线索跨部门联合处置,同时要建立重大案件督办机制、加强行政执法与刑事司法衔接,以及建立健全监督执法结果协同运用机制。

  在山东省惠民县桑落墅镇一处“百姓健身屋”,群众在健身。利伯曼说,如今人们日常生活中不再有太多活动,但保存能量的进化本能任旧存在,因此不想体育锻炼“是完全正常和自然的”。

  人工智能技术的加速迭代,深刻改变着人类的生产生活,并对人类文明发展和社会进步产生着广泛而深远的影响。

  有一段时期,维生素D被说得像是一种“灵丹妙药”。一个世纪前,人们开始用维生素D来治疗佝偻病。佝偻病是一种儿童疾病,会导致骨骼脆弱和变形。

  发展新质生产力是推动高水平发展的内在要求和重要着力点。要紧紧抓住创新这个“牛鼻子”,加快关键核心技术攻关,以科学技术创新驱动产业创新,统筹推进传统产业升级、新兴起的产业壮大、未来产业培育,着力构建以先进制造业为骨干的现代化产业体系。

  3月13日,由中国人形机器人百人会主办的人形机器人大赛暨未来产业揭榜挂帅在北京经济技术开发区正式开赛。

  12日,中国海油公布消息称,由我国自主设计建造的亚洲第一深水导管架“海基二号”在广东珠海深水装备制造基地建造完工。

  新质生产力是以科学技术创新为主的生产力,是摆脱了传统增长路径、符合高水平质量的发展要求的生产力,是数字时代更具融合性、更体现新内涵的生产力。

  人工智能可落地场景非常多,从挖掘客户痛点需求,到提供完整端到端的技术、产品、平台方案,需要比较长的周期。未来,我们将持续努力,让人工智能助力美好生活。

  未来,我们计划在天津建立一个气象中心,用我们自己的数据,为全世界用户更好的提供定制化气象服务。

  生态振兴是乡村“五大振兴”之一,是乡村振兴战略和生态文明建设战略的重要结合点。良好的生态环境是农村最大优势和宝贵财富。

  前不久,中国地质大学逸夫博物馆作为科普场馆类入选2023年“国家自然资源科普基地”。

  政府工作报告提出,“加强健康、养老等民生科学技术研发应用”“制定未来产业高质量发展规划,开辟量子技术、生命科学等新赛道”。

  无论是颠覆性技术自身的创新突破,还是利用颠覆性研发技术新产品、实现新产品的大规模应用,不可能一蹴而就。大力推进颠覆性技术创新,创造更多新产品,催生更多新业态、新模式,发展新质生产力的新动能会更加强劲。

  闫建斌是中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员,围绕紫杉醇生物合成及相关工作,他带领团队钻研了近10年。

  相关研究成果日前以《单分子自由基中量子自旋转换的调控》为题发表于《自然·纳米技术》。

  如何进一步打通区域协调发展“经络”?如何充分的发挥各地区比较优势,按照主体功能定位,积极融入和服务构建新发展格局?本刊特邀请代表委员进行探讨。

  “新质生产力是创新起主导作用的先进生产力,特点是创新。从AI、工业互联网到大数据,纵观近年来全球经济稳步的增长的新引擎,无一不是科学技术创新引领推动生产力革新突破,进而催生新的产业形态。”中国科学院院士、兰州大学校长严纯华代表在接受本报记者专访时说。

  当前,大模型和人工智能生成内容技术的商业应用正在加速落地,已成为数字化的经济领域的新兴起的产业之一,但与之相配套的政策仍不完备。建议政府、产业界、学术界和社会公众共同参与,构建安全完备的AI治理政策体系。