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中国能源报 2020年01月06日 星期一

老乔的“世纪工程”(匠人匠心)

■石海萍 《 中国能源报 》( 2020年01月06日   第 24 版)

  2018年1月的一个夜晚,大亚湾核电站核燃料厂房水池边,身穿全套白色防护服,头戴碘面罩的乔素凯手持一根4米长杆,全神贯注操作着水下4米处直径仅14毫米的螺丝。长杆每旋转一圈就是螺丝1毫米的前进距离,每拧完一颗螺丝,他都会长长出一口气。

  乔素凯正在进行的,是国内核电发展史上一项前所未有的操作——核燃料组件水下整体修复。264根核燃料棒已在核反应堆经受了辐照,修复它们,相当于在水下重新组装一个燃料组件。4000多道操作工序,其中50%以上不可逆,一个极小的失误都可能导致修复失败。与核燃料打了十几年交道,虽然对它们早就有熟稔的手感,但乔素凯面对的是受损组件,必须保证整个过程无任何卡涩。

  这一幕,十年来曾无数次出现在乔素凯的梦里。

  2008年,大亚湾核电站发现8组燃料组件定位格架外围条带发生卷曲变形,这会直接影响核燃料可靠性和核电运行安全。等待这些组件的,是永久不可用或者维修后再服役。一个组件价格近1000万,8个组件不可用,意味着损失近亿元。

  看着静静待在水下的8个组件,乔素凯心里不是滋味,他觉得核燃料有生命,只要精心呵护,都能健康地运行。“我能干好燃料操作,就不信干不了燃料修复!”他主动请战修复组件。

  了解到法国核电厂曾修复过受损组件,且再入堆后运行良好,他第一时间向外方派驻电站的顾问取经,但得到的答复却是:无法单独提供图纸,只能提供设备和服务。

  “这个设备很贵,你们可能买不起。”“有多贵,总有个价吧?”“550万欧元。”听到回答的乔素凯陷入了两难:采购外方现成的设备和服务虽是捷径,但报价太高;自主研发,但没图纸没经验,又没有外方支持,怎么办?要知道,在受损组件上“动手术”,任何微小操作失误或数据超差都可能导致失败,轻则组件报废,花费几倍的财力物力进行后处理,重则威胁核燃料包壳完整性,一旦造成放射性气体释放,后果不堪设想。

  “世上无难事,只怕中国人!”想起大亚湾核电站投产以来,从外方主导换料到中方独立装卸料操作,再到换料机维修完全自主化的经历,乔素凯下定决心:“就搞自主化!”经过充分论证,电站最终决策,自主研发国产化燃料组件整体修复设备,掌握燃料组件修复核心技术,实现受损燃料组件再利用。

  五年研发中,仅燃料棒夹爪材料一项试验,团队就做了上万次。关键部件设计也是几易其稿,等部件加工好了,调试安装又出了问题,只好重新设计图纸重新加工……

  2017年元旦前,修复设备运抵大亚湾。乔素凯带领团队,前后历时一年,最终完成所有设备调试和数十次模拟演练。

  2017年年底,项目组正式开始水下修复一组缺陷组件。一切都在按模拟演练时的情景进行着,但就在安装组件新骨架下管座时,出现了问题:下管座定位用的适配器和固定组件的吊篮之间突发卡涩,两次尝试脱开未果。焦灼之际,大家把目光投向了乔素凯。

  根据多年经验,乔素凯判断,继续脱开,万一误碰到燃料,后果不堪设想。他反复查看模拟组件水下操作录像,当看到适配器操作时一个短暂停顿时,突然喊道:“停!倒回去!”通过复查加工图纸上的允许误差,结合适配器两次卡涩都在同一高度的情况,他最终认定,是导向销和吊篮定位孔发生了卡涩。之后的受力分析,证实了这一判断。

  彼时,正值2018年元旦,乔素凯一边紧跟脱扣工具图纸的设计,一边跑到加工厂跟进制作,反复试验工具可用性,确保万无一失。“‘世纪工程’绝不能就此宣告失败!”他暗暗告诉自己。

  组件骨架修复现场工作中断3周后,项目组正式开始处理适配器卡涩。作为主操作员,乔素凯将脱扣工具小心翼翼安装到指定位置,不断调整角度,并用辅助工具持续震动脱扣工具,经过两个小时努力,适配器突破卡涩点,与吊篮瞬时脱开,恢复到水平状态。当负责水下检查的同事告知燃料组件安然无恙后,在场的人默默举起手,向乔素凯做出了“V”字手势。

  卡涩难题的解决给了大家巨大的信心,接下来的操作进展顺利:1月24日,1组辐照后组件的水下重新组装成功完成;5月26日,经检测后的组件重新入堆,国内首套“压水堆核电站燃料组件水下智能装配系统”历经十年攻关,在国内核电站首次实现应用。

  经检测,新组件各项数据均优于国际设计标准,填补了国内核电站在役燃料组件维修技术领域的空白。修复系统拥有完全自主知识产权,系统智能化、安全性及可靠性较高,领先国际同类技术,而且总成本费用仅为外方设备报价的1/3。

  今年3月1日,站在中央电视台“大国工匠年度人物”颁奖典礼现场,乔素凯不由得想起一年前组件修复开始前和组件重新“上岗”时,自己同样心潮起伏。

  乔素凯的徒弟华先锋至今记得组件重新入堆那一夜的情景:已是深夜,师父早早来到反应堆厂房,目送那组看上去有点不一样的组件被缓缓装入堆芯指定位置。换料机夹爪脱开燃料组件上管座那一刻,师父的眼睛有点湿润。而乔素凯回头时,发现团队成员都来到了现场,大家一起默默见证了“世纪工程”创造奇迹的时刻。

  (作者供职于中广核核电运营有限公司)

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