
9月10日上午,火车一声鸣笛,响彻天空,满载着“华龙一号”全球首堆核燃料元件的列车沿着铁轨稳稳奔向福清核电。顿时现场响起了雷鸣般的掌声,在场的人们无不欢呼雀跃……此刻,在福清,我国完全自主知识产权的第三代核电技术华龙一号全球首堆示范工程福清核电5号机组,正在翘首企盼最强“核能芯”的到来。
这声鸣笛,把我们的思绪带到了1989年12月初的那天,中核建中为我国第一座核电站——秦山30万千瓦核电站制造的燃料元件通过出厂验收,也是从这里出发,奔向秦山核电,至此,结束了中国大陆不能制造核电元件的历史,铸就了“国之光荣”。今天,欢欣鼓舞的画面再次上演,然而这一次,中核建中从“国之光荣”到“国家名片”,是对中核建中人半个世纪以来初心与使命的最好诠释,相信待到并网发电时,这一个个整洁笔直,泛着银色光芒的核燃料元件将是点亮“国家名片”的最美火炬。
实现核能强国梦,就要开启反应堆技术与核燃料技术“两手都要硬”的模式。中核建中历经多年的技术积累和不断探索,用“速度与激情”迈上了核燃料制造的领先之路。
自2016年11月26日中核建中与福清核电签署华龙一号示范工程首堆燃料组件采购合同距今的两年多时间,保质保量按时交付华龙一号首堆核燃料元件成为全公司上下共同奋斗的目标。
2018年11月16日华龙一号全球首堆核燃料元件正式启动生产。中核建中党委书记、董事长高海潮在任务之初就特别强调,“要以华龙一号任务为核心,坚持精益生产,优化生产组织和协调机制,按计划完成华龙一号全球首堆燃料元件生产及供货任务,务必确保质量和进度,确保‘零破损’。”
为了打造高质量的华龙一号核燃料元件,中核建中党委专门召开了生产准备会,并在全公司进行动员部署,向干部职工反复强调,华龙一号核燃料元件对于我国核燃料跨入国际市场具有重要意义,并提出了“打造最强‘核能芯’”的响亮口号。号召发出后,开工前的准备工作便紧锣密鼓地开展起来。从指挥中心到机器轰鸣的车间,从机关科室到生产班组,请战书、决心书向雪花似的飞满全厂……打造最强“核能芯”的共同目标把领导干部、职工群众的心紧紧地连在了一起。

生产运行部主任徐建平拿出一张绘制着各个节点进度的示意图。远看玄妙而酷炫,走进便发现上面密密麻麻地标注着华龙一号核燃料元件生产所涉及的不同节点目标的起止时间、完成周期等,密集而鲜亮,令观者精神振奋。徐建平解释到:“这是我们的工作方式,叫‘挂图作战’。”
或许有人会问,中核建中在较短时间内,保质保量保安全地完成了这一项新产品的生产任务,展示了企业在短时间内满足用户需求的综合实力。这样的能力,中核建中是怎样做到的?
翻阅中核建中的光辉历史,一切疑惑就迎刃而解。半个多世纪,中核建中从无到有,从第一块地基的开垦到核燃料元件生产能力达800吨铀/年,至今已累计向秦山一期、秦山二期、大亚湾、岭澳、田湾、红沿河、宁德、福清、阳江、昌江和防城港核电站制造并提供了16000余组高质量的燃料元件,为我国核电站的安全、稳定运行做出了积极的贡献。建中人同心同德、齐心协力、不畏困难,撸起袖子加油干,用激情与汗水树立了又一个辉煌里程碑,在铸就大国重器、助力“华龙”腾飞的过程中做出了积极的贡献。
从中国大陆核电第一颗“粮食”到最强中国“核能芯”,中核建中一心一意打造“核电粮仓”,创造了核工业多个“第一”。
华龙一号机组设计寿命为60年,反应堆采用177堆芯设计,堆芯采用18个月换料,电厂可利用率高达90%以上。因此,反应堆对燃料元件的制造工艺和产品质量提出了更加严苛要求。
没有“金刚钻”,不揽“瓷器活”。要做到燃料元件的主要性能指标达到甚至高于设计技术要求,充分满足用户期待,就不单单是“凭经验”“吃老本”可以做到的。
回顾此次任务,为了适应华龙一号堆芯设计,设计方对核燃料元件进行了适应性优化设计。设计的变化必然带来工艺的变化。工艺是产品质量的基本保证,所以在生产过程中,必须首先保证技术指标优良、工艺过硬、过程受控!

为此,以中核建中技术部负责人杨焕明为代表的工艺技术人员从工艺设计和方案策划入手,从始至终一丝不苟地落实专业职责,开展工艺过程控制及专项监查工作,进行制造工艺过程风险识别,有效保证了产品工艺可靠性和质量稳定性。他们的目标设定从一开始就不单只是要保质保量保进度地完成相关任务,更是要通过任务中的加严工艺技术要求,细化工艺管理等过程,实现公司质量管理、生产运行、工艺控制更上一层楼。
以产品试制工作为例,为了验证现有AFA3G生产线可用于华龙一号全球首堆核燃料元件的适应性,中核建中针对上下管座、中心筒、骨架等变化点开展相应产品试制工作,打造出上、下管座试验件2套,中心筒试验件3套,燃料组件骨架5组和燃料组件5组,并对这些试制件的各种特性做了全方位的测量。这项工作不仅充分验证了生产工艺,固化了工艺文件,而且保证了人、机、料、法、环、测满足批量生产的需要,为批量投产提供了工艺保障。
硼硅玻璃管在堆里起着吸收中子的作用,是组件中的一个重要原材料。硼硅玻璃管为整体式管,管长近四米,对管径、直线度的要求极其严格,生产工艺难度很大。
早年间,中核建中所用的硼硅玻璃管都是从国外供应商手里购买,但现在已经断货。为了打破国外垄断,中核建中协同核动力院,与供应商合作,专门针对华龙一号相关产品重新设计了一种硼硅玻璃管。期间,中核建中专业人员对生产厂家进行现场调研与考察,严格按ISO质量认证体系评价,督促供应商提高供货的技术和质量保障,帮助他们开发产品、试验鉴定、固化工艺,脚踏实地做了大量的技术攻关,成功研制出国产的硼硅玻璃管。
新生产出来的国产硼硅玻璃管接受了权威部门严苛的检测,得到的评价是,直线度、垂直度、打孔相当不错,质量比进口的还优!
中核建中仅仅是针对产品进行的改进设计就有十项,其中三项涉及产品方面,七项涉及工艺方面。此外,通过技术控制要求对比,并依靠长期以来的技术积累,中核建中成功将二氧化铀芯块、格架、燃料棒、相关棒等零部件的39项成熟关键工艺直接运用到了华龙一号组件上。“创新能力”与“厚积薄发”的叠加产生了一加一大于二的效果,有力保障了产品质量和生产进度。最终,这项任务创造了公司从新产品开发到新产品生产所用最短时间、最快纪录。
业主曾用“核电站是铁,核燃料是钢”来形象比喻彼此的关系。无论从核电站安全角度还是市场化角度来看,高质量的产品和优质的服务无疑是中核建中持久发展的生命力,亦是占领市场的唯一砝码。因此,产品质量控制是非常重要的环节。

质量管理部主任唐荣涛,一位清华大学毕业的青年干部,长期在基层一线,每天默默守护着生产线上的燃料元件。“我们的生产都是提前安排,精心策划,全面识别质量风险,精心编制质量控制方案,有条不紊地推进各项质量工作;通过加强员工培训及供应商培育、提高质量意识、加严质量控制标准、细化过程控制方法、强化质量监督等措施,加强内、外部沟通,积极协调,高标准严要求,多渠道、多措施为确保华龙一号燃料组件质量保驾护航。”
“我们通过协同办公系统和生产管理系统实现了核燃料元件生产全过程质量控制的数字化管理,质量管理部梳理了华龙一号核燃料元件生产的全流程工序,细化到每一道工序和每一个岗位,动态管理。”在质量检验科科长廖常书的电脑上,各个工序的检测质量数据都能清楚的看到。
中核建中从每一个环节、每一道工序的精细化加工,都制定了相当苛刻的标准。生产过程中不仅要满足图纸技术条件的要求,还要达到华龙一号产品加严控制的要求,并在落实工艺监督、过程风险识别控制、加严工艺过程控制、加严产品检验标准和工艺试验改进等方面进行了6个大项、30个小项的专项改进提升。
华龙一号核燃料元件的每一个零部件的精度要求很高,基本都精确到微米。人们常说“细如发丝”,一般人的头发丝,直径大约是0.08毫米,这样的加工精度几乎是头发丝直径的几十分之一。“为了确保产品高精度加工的稳定可靠,我们必须提升加工过程的精细度和加工工艺的稳定性,做到各个环节不能有任何不符合项。”零部件制造车间主任盛锋介绍,“车间对2700余只定位格架、300余套上下管座进行加严控制,每个零部件的加工都必须精益求精,感觉不仅是做工业品,更是工艺品。”
正是这些严苛的质量管理措施,全力保障着华龙一号高质量核燃料元件生产任务的圆满完成。

“功不唐捐,玉汝于成”。为华龙一号打造最强“核能芯”点亮这张新时代的“国家名片”是一种信念,产生着神奇的力量,将全公司干部职工的干劲拧成了一股绳,中核建中人一幅幅热情奋斗的背影,一幕幕感人的画面,都将定格在核工业人滋滋奋斗的史册上。


