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核能科技奖丨掌握技术 积累经验 培养人才 ——记上海核工院 “核工程结构设计研究创新团队”
时间:2021年06月04日 来源:《中国核能》 作者:上海核工院 杨杰 银汉 点击量:899 分享:

创新路上的靓丽风采

2020年,中国核能行业协会科学技术奖评定出科技进步奖共76 项,其中,一等奖 6 项、二等奖 19 项、三等奖 51 项;技术发明奖 2 项,其中,一等奖 1 项、二等奖 1 项;企业技术创新工程奖 2 项;创新团队奖 4 项( 其中 2 项并列第三 );青年优秀创新人物 5 名。 

为进一步弘扬科学家精神和大国工匠精神,宣传核能行业创新工程、创新团队、创新人物,展示核能行业笃行务实、追求卓越的精神,协会《中国核能》杂志从2021年第一期开始对核能科技奖部分获奖的创新集体和创新个人进行综合报道,以飨读者。

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▲团队与西屋专家讨论相关问题


2020年12月,国家核电( 上海核工院 )( 以下简称“上海核工院” )“核工程结构设计研究创新团队”荣获2020年中国核能行业协会科学技术奖创新团队奖。这是一支有着三十余年核工程结构设计研究经验的专业化团队,由中国核工业勘察设计大师葛鸿辉、公司总经理王明弹领衔,组建于中国大陆第一座核电站——秦山核电站的建设过程当中,并伴随着我国核电事业的开拓和技术的进步不断成长壮大。

50年前,周恩来总理亲自主持中央专委会审定“七二八”工程( 秦山核电站 )建设方案,并高瞻远瞩地指出要以此“掌握技术、积累经验、培养人才”。“核工程结构设计研究创新团队”的成长之路,可以说是中国核工业人不负总理嘱托、践行自主创新的一个缩影。

起步·秦山

建设秦山核电站之时,基于当时的国家工业基础、国际技术封锁形势,以及核电建设的高标准要求,每个专业领域几乎都面临“拓荒”的考验,都是“从无到有”的创举。安全壳作为核电厂反应堆厂房的围护结构,是核安全的最后一道屏障,其设计荷载的多样性和结构构造的复杂性,集中体现了核工程结构设计的最高水平。

夏祖讽是“核工程结构设计研究创新团队”初创时期的领军人物,也是秦山核电站反应堆安全壳的主要设计人。与其他“七二八”工程的建设者一样,实现我国自主设计建造核电站的初心,支持着他一路白手起家、筚路蓝缕。为了掌握核电站反应堆安全壳设计技术,夏祖讽在上海市图书情报所一“泡”就是两年,潜心钻研国外公开资料,在集中集体的智慧后,确定了预应力混凝土安全壳的技术路线,并历经各项艰巨的试验挑战,最终创造性地将安全壳的“蓝图”变为现实,在国内率先形成了一套完整的预应力混凝土安全壳设计体系。匠心孕育硕果。团队主要成果“秦山核电站工程预应力混凝土安全壳的结构研究和设计”于1995年获国家科技进步二等奖。

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▲团队与aci委员开展颈埋件拉拔试验研究

传承·恰希玛

我国首台出口核电项目——巴基斯坦恰希玛核电站,由上海核工院设计总包。和大部分核电站建在坚固的岩石上不同,恰希玛地处沙漠地带,不但地震多发,而且地表还覆盖着超过200米的砂性沉积层。软土地基上的建筑容易发生不均匀沉降,造成建筑物倾斜,而核电站由于工艺上的要求对不均匀沉降导致倾斜的控制极为严格。在恰希玛这样的厂址上建造核电站,面临的挑战是史无前例的。

这时,葛鸿辉和王明弹已经成长为“核工程结构设计研究创新团队”的骨干力量。他们和团队其他成员开展了大量的核岛结构布置、设计及科研工作,充分吸收秦山核电站技术经验,研究施工快捷、力学性能优越的土建结构布置,探索软土地基上的核岛结构分析技术,开创了国内核工程土—结构相互作用分析的先河。团队成员千淘万漉、集可靠的经验和创新的智慧,解决了种种难题,最终突破了核电厂布置在非岩性地基上及承受较大地震荷载等关键技术问题,核岛抗震性能从秦山一期的地震加速度0.15g提升到0.25g。团队在国内核电设计领域首创的整体筏基底板技术,有力保障了恰希玛核电厂核岛结构的整体沉降控制。团队的主要成果“恰希玛核电工程技术研究设计”于2007年再次获得国家科技进步二等奖。

在这个过程当中,“核工程结构设计研究创新团队”也逐渐成长为上海核工院的一支科研创新的“铁军”。前辈的示范、团队的培养、精神的传承交相辉映、相得益彰。王明弹在谈到此前团队的负责人、自己的恩师夏祖讽时,景仰之情跃然:“甘为人梯提携后人,精心指导毫无保留,为人师表实乃模范。没有他的耐心指导和帮助,我们不会有今天这样的业绩。”

跨越·三代

2006年,党中央、国务院决定实施三代核电自主化战略。上海核工院作为三代非能动核电“引进消化吸收再创新”的技术主体,开启了从“二代”到“三代”的跨越之旅。

对于技术转让,“核工程结构设计研究创新团队”有一个共识,就是技转是个好事情,但绝不能把自己的思维禁锢在西屋的框框里,否则,便是“一直在学习,永远无法超越”。葛鸿辉的一句话是对这种共识的最好概括:“尽信‘屋’不如无‘屋’。”

在这种共识的指引下,“核工程结构设计研究创新团队”坚持在消化吸收的基础上进行自主创新,安排了周密的技术复现及校核计划,发现问题及时与西屋沟通,并负责回复国家核安全局的安全审评问题,有力地支撑了全球首批4台三代非能动核电机组的建设。

美国“911” 事件后,公众对大型飞机撞击包括核电厂在内的国家重要设施开始广泛关注。国内外核安全监管部门随即要求新建核电厂对抵抗大型商用飞机恶意撞击进行评估。“核工程结构设计研究创新团队”以“国和一号”核电厂抗飞机撞击问题为研究对象,成功攻克了核电厂抗飞机撞击整体效应、局部效应、振动效应和燃爆效应等关键分析评估技术,形成了完整的核电厂抗飞机撞击评估准则,达到了国内领先、国际先进水平。

同时,团队在三代核电核岛抗震分析与隔震设计、结构模块化设计、钢制安全壳设计等关键技术领域也开展了深入研究,获得了多项原创性成果,建立了完整的三代非能动核电核工程结构设计研发技术体系,为“国和一号”示范工程建设提供了关键支撑。自力更生、自主发展的初心和精益求精、创新创造的匠心一直在传承和延续。

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▲国家核电(上海核工院)核工程结构研究创新团队

团队·未来

能聚人者以一当十,善带人者合百为一。核能事业的发展需要一代代人的传承和接力。葛鸿辉、王明弹不仅是团队的管理者、技术的带头人,也是充满人格魅力的“导师”,潜移默化地影响着团队的成员。葛鸿辉每天的时间安排得满满当当。即使工作繁忙,他也时常来到年轻设计人员中间,和大家一起讨论项目中的问题。王明弹经常鼓励年轻员工“不断创新,以最优的设计确保核能安全性及经济性” 。

其身正,不令而行。团队成员在葛鸿辉、王明弹等的影响下鼓足了干劲,积极面对各种挑战。近年来,团队在取得一项项科技成果的同时,逐步建成了理论与实践相结合、科研与工程相结合、传帮带与自我钻研相结合的“三结合”人才培养机制,队伍不断壮大,培养了一批技术骨干,搭建了技术人才梯队。团队与上海交通大学等高校联合成立试验中心,承接国际原子能机构(IAEA)等国际机构的研究项目,与美国机械工程师学会(ASME)等专业学会、协会紧密合作,“产学研用”水平和国际影响力显著提升。

“核工程结构设计研究创新团队”的成长伴随着中国核电从无到有、从“跟跑”到“并跑”的发展历程。三十余年来,他们一步一个脚印,上下而求索,以匠心致敬初心。新的历史发展时期,他们将继续不忘初心,坚持以最优的设计确保核能安全性及经济性,走进核能新时代,走向核能新未来。

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