高妍 紀(jì)杰

中國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站反應(yīng)堆堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理創(chuàng)新之路

核電，能以很少的核燃料，產(chǎn)生大量的電能，且運(yùn)輸壓力小，幾乎零排放。其巨大的經(jīng)濟(jì)效益、清潔性以及可持續(xù)性，對(duì)于滿足經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不斷增長(zhǎng)的能源需求、緩解環(huán)境污染、節(jié)能減排具有非常重要的意義，吸引了世界各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)者、研究者、能源工業(yè)界和公眾的目光。

反應(yīng)堆堆芯是核電站的心臟。先進(jìn)的反應(yīng)堆堆芯設(shè)計(jì)、堆芯燃料管理及燃料技術(shù)的應(yīng)用是核電站最核心的技術(shù)，也是核電站實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)核電技術(shù)自主化必須要解決的首要難題。

迄今為止，我國(guó)有15臺(tái)核電機(jī)組在運(yùn)行，其中百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站是主流。經(jīng)過20多年的引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新，我國(guó)在百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站（M310、CPR1000、CPR1000+、ACPR1000等）的堆芯設(shè)計(jì)和燃料管理改進(jìn)與創(chuàng)新管理實(shí)踐中取得了令國(guó)內(nèi)外矚目的成績(jī)：低中子泄漏高富集度堆芯設(shè)計(jì)、延伸運(yùn)行設(shè)計(jì)、18個(gè)月?lián)Q料堆芯設(shè)計(jì)、高燃耗1/4換料堆芯設(shè)計(jì)、首爐一體化含釓燃料18個(gè)月?lián)Q料堆芯設(shè)計(jì)、從AFA-2G（第2代先進(jìn)燃料組件）到AFA-3G/MSMG（帶半跨距中間攪混格架的第3代先進(jìn)燃料組件）、從AFA-3G到全M5 AFA-3G（M5合金包殼及骨架材料的第3代改進(jìn)型先進(jìn)燃料組件）等。這些創(chuàng)新項(xiàng)目均實(shí)現(xiàn)了從概念、理論到實(shí)際應(yīng)用的跨越，水平在國(guó)內(nèi)遙遙領(lǐng)先，有的甚至世界第一，且已經(jīng)在中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中廣核集團(tuán)”）的大亞灣核電站、嶺澳核電站、寧德核電站等得到應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

為了深入再現(xiàn)和發(fā)掘中國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站核心技術(shù)創(chuàng)新的寶貴經(jīng)驗(yàn)，本刊特別采訪了取得這些業(yè)績(jī)的主要實(shí)踐者和當(dāng)事人—肖岷。

肖岷，中廣核集團(tuán)中科華核電技術(shù)研究院副總工程師（反應(yīng)堆工程設(shè)計(jì)與燃料管理研究中心首任主任），國(guó)家級(jí)專家，長(zhǎng)期從事反應(yīng)堆堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理研究，所取得的技術(shù)創(chuàng)新成果和創(chuàng)造的效益得到了核電行業(yè)和國(guó)家的認(rèn)可，是我國(guó)該研究領(lǐng)域的優(yōu)秀代表人物之一。

30年核工業(yè)戰(zhàn)線的工作經(jīng)歷，20年在中廣核集團(tuán)堅(jiān)守燃料管理崗位，風(fēng)雨不移。讓我們通過肖岷的經(jīng)歷，回顧中國(guó)核電在核心技術(shù)領(lǐng)域不平凡的發(fā)展變遷，回望那條既艱難又卓有成效的創(chuàng)新之路，同時(shí)展望中國(guó)核電的未來。

寧德首爐一體化含釓燃料18個(gè)月?lián)Q料開創(chuàng)世界首例

2012年，中廣核集團(tuán)在百萬千瓦級(jí)核電站堆芯設(shè)計(jì)核心領(lǐng)域獲得又一重大科技創(chuàng)新成果：在寧德核電站首爐18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目核燃料裝料在即的時(shí)刻，“中國(guó)壓水堆核電站百萬千瓦機(jī)組首循環(huán)堆芯裝載方法”獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利授權(quán)。

該發(fā)明的特點(diǎn)是首次將一體化含釓可燃毒物燃料組件用于百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組的首循環(huán)18個(gè)月?lián)Q料堆芯裝載，其工程應(yīng)用將大大增強(qiáng)核反應(yīng)堆的反應(yīng)性控制能力，提高機(jī)組安全性能，并減少放射性廢物，有利于環(huán)境保護(hù)。該發(fā)明專利是百萬千瓦壓水堆核電站首爐堆芯設(shè)計(jì)的重大創(chuàng)新的一個(gè)突出標(biāo)志，而且相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在寧德核電站首循環(huán)堆芯設(shè)計(jì)中獲得工程應(yīng)用，項(xiàng)目完成后，將建成世界上首例在首循環(huán)批量使用一體化含釓可燃料毒物燃料的百萬千瓦級(jí)商用反應(yīng)堆核電站。同時(shí)，相關(guān)信息刊登在了國(guó)資委2012年9月《央企要情》上。

記者經(jīng)過專利查詢了解到，以“中國(guó)壓水堆核電站百萬千瓦機(jī)組”冠名的國(guó)內(nèi)外核電發(fā)明專利僅有兩例，另一例是“中國(guó)壓水堆核電站百萬千瓦機(jī)組18個(gè)月?lián)Q料方法”，主要發(fā)明人也是肖岷。

肖岷是寧德核電站首爐18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目的策劃者、發(fā)起人和組織者。據(jù)他介紹，在寧德核電站之前，我國(guó)的商用百萬千瓦壓水堆核電站首爐堆芯設(shè)計(jì)幾乎都是翻版設(shè)計(jì)，采用分離式硼玻璃可燃毒物組件，產(chǎn)生大量的高放廢物，且是12個(gè)月?lián)Q料。在大亞灣核電站于2001年成功實(shí)施18個(gè)月?lián)Q料及嶺澳核電站于2007年成功實(shí)施高燃耗先進(jìn)燃料管理（1/4換料）以后，中國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站的堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理改進(jìn)開始轉(zhuǎn)向新建的改進(jìn)型壓水堆核電站。目前幾個(gè)百萬千瓦級(jí)反應(yīng)堆堆芯及燃料組件的重大設(shè)計(jì)改進(jìn)項(xiàng)目及新建核電項(xiàng)目都在按照既定計(jì)劃向前推進(jìn)，寧德首爐一體化含釓燃料18個(gè)月?lián)Q料堆芯設(shè)計(jì)是其中最突出的一個(gè)。

那是2006年，當(dāng)時(shí)的中廣核工程公司已經(jīng)與國(guó)內(nèi)承擔(dān)新建核電站反應(yīng)堆核島與堆芯設(shè)計(jì)的某研究院設(shè)計(jì)院按翻版設(shè)計(jì)（12個(gè)月?lián)Q料）簽訂了合同，首爐18個(gè)月?lián)Q料自主創(chuàng)新本來已經(jīng)失去了機(jī)會(huì)。這也就意味著中廣核乃至中國(guó)，將失去在新建的改進(jìn)型百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站中實(shí)施先進(jìn)堆芯設(shè)計(jì)和燃料管理自主創(chuàng)新的良機(jī)（后續(xù)同類核電機(jī)組將按同一模式批量設(shè)計(jì)建造）。

想在這種情況下扭轉(zhuǎn)局面，其難度和風(fēng)險(xiǎn)可想而知。要么根本不可能扭轉(zhuǎn)局面，要么即使扭轉(zhuǎn)局面也存在很大困難和風(fēng)險(xiǎn)：若處理不好，有可能危及設(shè)計(jì)進(jìn)度，影響項(xiàng)目的安全審評(píng)進(jìn)度甚至造成工程進(jìn)度延誤。然而機(jī)不可失、時(shí)不我待。基于大亞灣、嶺澳等核電站實(shí)施先進(jìn)燃料管理的成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程判斷，寧德核電站是實(shí)施首爐18個(gè)月?lián)Q料千載良機(jī)的信念在肖岷心中始終沒有動(dòng)搖。

但來自各方面的壓力使得這一想法的實(shí)現(xiàn)異常艱難。原本按照12個(gè)月?lián)Q料的設(shè)計(jì)已經(jīng)向國(guó)家核安全局提交了安全審評(píng)和建造申請(qǐng)，若要實(shí)施首爐18個(gè)月?lián)Q料，除了在法律手續(xù)上要進(jìn)行復(fù)雜的執(zhí)照申請(qǐng)變更外，已經(jīng)完成的設(shè)計(jì)文件和分析論證，都要在十分有限的時(shí)間內(nèi)更新甚至重新分析論證，由此涉及到的堆芯設(shè)計(jì)、燃料管理、熱工水力分析、核島系統(tǒng)分析、安全系統(tǒng)分析、設(shè)備容量分析等方面的系統(tǒng)超過百個(gè)，文件成千上萬份。

除此以外，由于12個(gè)月?lián)Q料的翻版設(shè)計(jì)合同已經(jīng)存在，實(shí)施寧德首爐18個(gè)月?lián)Q料還要另外花錢重新設(shè)計(jì)，寧德業(yè)主公司為此吃了只“大螃蟹”，在核島堆芯設(shè)計(jì)上花了兩倍的代價(jià)。

功夫不負(fù)有心人，在集團(tuán)公司大力支持下，工程公司、設(shè)計(jì)公司、寧德業(yè)主公司及中科華核電技術(shù)研究院共同協(xié)調(diào)配合，經(jīng)過肖岷及其團(tuán)隊(duì)的不懈努力，成功實(shí)現(xiàn)了寧德核電站首爐堆芯設(shè)計(jì)合同的重大變更和替代。最終由中廣核自主設(shè)計(jì)的首爐一體化含釓燃料18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目取代了原簽約的12個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目，并得到各方面認(rèn)可。

2008年，寧德首爐18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目分析論證和核燃料采購(gòu)正式啟動(dòng)，再?zèng)]有退路。肖岷帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在時(shí)間緊迫的情況下克服了難以想象的困難，完成了所有的分析論證和新文件體系的建立，并經(jīng)過了國(guó)家核安全局組織的歷時(shí)4年多、累計(jì)8次的正式審評(píng)對(duì)話會(huì)以及若干專題對(duì)話會(huì)。2011年12月，通過國(guó)家核安全中心核安全專家委員會(huì)嚴(yán)格地最終審查，寧德首爐18個(gè)月?lián)Q料獲得了國(guó)家核安全局正式批準(zhǔn)。這標(biāo)志著寧德首爐18個(gè)月?lián)Q料完成了項(xiàng)目論證和執(zhí)照審評(píng)工作，是寧德核電站裝載核燃料的重要里程碑。

該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了18個(gè)月?lián)Q料的直接、快速過渡。經(jīng)過國(guó)家核安全局批準(zhǔn)后，工程已于2012年10月2日完成了核燃料裝料。該項(xiàng)目不僅是國(guó)內(nèi)首個(gè)新建的百萬千瓦級(jí)核電站的首爐一體化含釓燃料18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目，而且是世界上首個(gè)同類項(xiàng)目。中國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站的先進(jìn)堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理已早于三代核電站投入應(yīng)用。法國(guó)設(shè)計(jì)的三代歐洲先進(jìn)壓水堆核電站EPR首爐也采用一體化含釓燃料18個(gè)月?lián)Q料，預(yù)計(jì)2013年底，世界首臺(tái)EPR將在臺(tái)山建成。

寧德首爐一體化含釓燃料18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目改寫了寧德核電站初始堆芯設(shè)計(jì)的歷史，也開創(chuàng)了中國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站自主化先進(jìn)堆芯設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用的新歷史和新格局。此外，作為示范項(xiàng)目，寧德首爐18個(gè)月?lián)Q料還為中廣核在后續(xù)新建的百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組（如ACPR1000等）中推廣首爐一體化含釓燃料18個(gè)月?lián)Q料設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

項(xiàng)目的成功離不開中廣核領(lǐng)導(dǎo)層令人欽佩的高遠(yuǎn)見識(shí)和運(yùn)籌帷幄的決策能力，離不開以提高核安全水平與運(yùn)行業(yè)績(jī)?yōu)閷?dǎo)向的良好核安全文化傳統(tǒng)。而作為反應(yīng)堆設(shè)計(jì)與燃料管理團(tuán)隊(duì)代表的肖岷，能夠在如此復(fù)雜、具有如此先進(jìn)水平的技術(shù)和項(xiàng)目中游刃有余，也絕非偶然，而是來自于他們數(shù)十年如一日的勤奮與堅(jiān)持，來自在中廣核20多年不斷的基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)、消化吸收再創(chuàng)新與項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。

“黃金人”學(xué)成歸國(guó)技術(shù)實(shí)力初顯

早在30年前大學(xué)畢業(yè)之后，肖岷就投入核電事業(yè)，在中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院從事核電站設(shè)計(jì)研究，在積累一定的工作經(jīng)驗(yàn)之后，又繼續(xù)攻讀碩士學(xué)位。1988年，肖岷師從我國(guó)反應(yīng)堆與傳熱領(lǐng)域著名前輩和專家陳學(xué)俊院士，攻讀與反應(yīng)堆堆芯密切相關(guān)的兩相流不穩(wěn)定性及傳熱領(lǐng)域博士學(xué)位，1991年以優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)后到大亞灣核電站工作。

1992年，為系統(tǒng)學(xué)習(xí)和掌握壓水堆核電站反應(yīng)堆堆芯設(shè)計(jì)技術(shù)，中廣核集團(tuán)派出4人前往位于美國(guó)賓夕法尼亞州匹茲堡市的西屋電器公司總部接受為期一年的在崗培訓(xùn)，內(nèi)容主要包括壓水堆堆芯設(shè)計(jì)、熱工水力設(shè)計(jì)、燃料管理和安全分析。肖岷就是4人中的一位，而且也是迄今唯一一位在中廣核20年如一日始終堅(jiān)守在堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理領(lǐng)域的“黃金人”。

之所以被稱作“黃金人”，是因?yàn)楫?dāng)年集團(tuán)派他們出去學(xué)習(xí)，成本非常高，堪比黃金價(jià)值（運(yùn)行人員在法國(guó)培訓(xùn)，堆芯設(shè)計(jì)在美國(guó)培訓(xùn)）。也正是當(dāng)年在美國(guó)對(duì)反應(yīng)堆與燃料管理技術(shù)較為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，為他后來一系列的技術(shù)創(chuàng)新打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1993年，肖岷學(xué)成回國(guó)。從那時(shí)起至今的20年間，肖岷一直致力于將美國(guó)西屋公司的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于大亞灣和嶺澳核電站M310、CPR1000、CPR1000+、EPR和ACPR1000等的反應(yīng)堆燃料管理、堆芯設(shè)計(jì)、安全分析與換料安全評(píng)價(jià)等核心技術(shù)工作，策劃、組織并發(fā)起了一系列重大設(shè)計(jì)改進(jìn)項(xiàng)目，并成功實(shí)施，使大亞灣和嶺澳核電站的核燃料堆芯管理水平、核燃料運(yùn)行業(yè)績(jī)達(dá)到或超過了世界先進(jìn)水平。

大亞灣核電站安注系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)和應(yīng)用

1996年，經(jīng)過獨(dú)立分析，肖岷發(fā)現(xiàn)大亞灣核電站的重要安全系統(tǒng)之一—高壓安注濃硼系統(tǒng)原始設(shè)計(jì)不合理，存在安全隱患：21000ppm（百萬分比濃度）的硼濃度極易造成硼結(jié)晶而堵塞管道，影響安注系統(tǒng)的可用性乃至核電站運(yùn)行的可靠性和安全性。但作為中國(guó)首座百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站，大亞灣核電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)主要是照搬和學(xué)習(xí)法國(guó)技術(shù)，要想獨(dú)立對(duì)法國(guó)M310核島安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出改進(jìn)，并得到核電站業(yè)主和國(guó)家核安全局的認(rèn)可，是十分困難和難以想象的事情，重大改動(dòng)甚至須征得法方的同意。因此，對(duì)大亞灣核電站安注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行改造需要魄力，更需要實(shí)力。盡管如此，肖岷仍然堅(jiān)持提出對(duì)高壓安注濃硼系統(tǒng)進(jìn)行重大自主改進(jìn)設(shè)計(jì)。

在隨后的兩年間，經(jīng)過可行性研究、獨(dú)立分析計(jì)算和執(zhí)照審評(píng)，終于得到核電站決策者和國(guó)家核安全局的認(rèn)可，方案經(jīng)過國(guó)家核安全局批準(zhǔn)后成功實(shí)施，最終將21000ppm濃硼系統(tǒng)降低為7000ppm。這一舉措，不僅節(jié)約了幾百萬美元的改造資金，更重要的是在保證安全的前提下，大幅度提高了大亞灣核電站安注系統(tǒng)的可用率、核電站的可用率和安全性。這一重大設(shè)計(jì)改進(jìn)超越了法國(guó)同類機(jī)組，同時(shí)，其WANO可靠性指標(biāo)由改進(jìn)前的低于世界平均水平，提升到了世界先進(jìn)水平并保持至今。

此項(xiàng)設(shè)計(jì)改進(jìn)還獲得國(guó)防科技成果獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明專利，并已成為我國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站安注系統(tǒng)新的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

大亞灣核電站18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目

1998年起，在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，肖岷作為主要組織者之一，策劃和組織了大亞灣核電站18個(gè)月?lián)Q料工程的堆芯設(shè)計(jì)論證和新型核燃料組件的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同談判，以及18個(gè)月?lián)Q料工程的實(shí)施。該項(xiàng)目摒棄了之前的年度換料，采用了若干先進(jìn)的堆芯設(shè)計(jì)先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)燃料組件，使大亞灣核電站的核燃料管理達(dá)到世界先進(jìn)水平，并實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)核燃料組件從AFA-2G到AFA-3G的升級(jí)換代，提高了核燃料經(jīng)濟(jì)性和電廠可用率，使每年經(jīng)濟(jì)效益新增加約3000萬美元。大亞灣核電站18個(gè)月?lián)Q料已經(jīng)成功運(yùn)行12年，至今仍是國(guó)內(nèi)唯一實(shí)施了18個(gè)月?lián)Q料的核電站，年發(fā)電量從實(shí)施前的130億千瓦時(shí)左右提高到了150億千瓦時(shí)以上，累計(jì)經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)超過數(shù)十億元人民幣。

該項(xiàng)目獲得國(guó)防科技成果獎(jiǎng)，“中國(guó)壓水堆核電站百萬千瓦級(jí)機(jī)組18個(gè)月?lián)Q料方法”也獲得國(guó)家發(fā)明專利。

嶺澳核電站先進(jìn)燃料管理項(xiàng)目（1/4換料）

1998年起，作為核電站燃料管理的基層干部，肖岷全面負(fù)責(zé)包括嶺澳核電站在內(nèi)的整個(gè)廣東核電核燃料管理工作。他將大亞灣核電站燃料管理的成功經(jīng)驗(yàn)快速應(yīng)用于嶺澳核電站，提出了混合堆芯、提高燃料濃縮度和延伸運(yùn)行的一攬子改進(jìn)方案，并分析論證、推動(dòng)實(shí)施，使嶺澳核電站燃料管理水平在較短的時(shí)間內(nèi)得到了較大的提高，節(jié)約了大量成本。

2000～2004年，開展了嶺澳先進(jìn)燃料管理改進(jìn)的策劃與可行性研究。根據(jù)嶺澳核電站的技術(shù)特點(diǎn)和廣東的特點(diǎn)，提出了不同于大亞灣核電站的先進(jìn)燃料管理（AFM）策略，并首次采用了3D堆芯功率能力分析和3D彈棒事故分析等先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)，經(jīng)過近6年的努力（可行性研究、項(xiàng)目論證和執(zhí)照審評(píng)），于2007年成功實(shí)施，使嶺澳先進(jìn)燃料管理改進(jìn)的實(shí)施步伐比大亞灣快了3～4年。嶺澳核電站先進(jìn)燃料管理項(xiàng)目每個(gè)燃料循環(huán)僅更換1/4的核燃料（普通燃料管理每次換料更換超過1/3的燃料），每批燃料在反應(yīng)堆中要使用4個(gè)循環(huán)，采用全M5 AFA-3G，批卸料燃耗達(dá)近50GWd/tU（燃耗率。燃耗越高，單位燃料在反應(yīng)堆里發(fā)出的總能量越大），最高組件燃耗為57GWd/tU，是目前國(guó)內(nèi)唯一的，也是燃料組件燃耗最高的堆芯設(shè)計(jì)項(xiàng)目，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

嶺澳先進(jìn)燃料管理（1/4換料）在保證發(fā)電量的前提下，既減少了新燃料，又減少了乏燃料，做到了高效的節(jié)能減排。項(xiàng)目的實(shí)施使嶺澳核電站的燃料經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到每年2000萬美元以上，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益上均超過法國(guó)同類核電機(jī)組。該項(xiàng)目是迄今為止國(guó)內(nèi)外同類型核電站唯一的高燃耗1/4先進(jìn)燃料管理，被法國(guó)核電巨頭AREVA公司譽(yù)為“國(guó)際參考設(shè)計(jì)”，成為國(guó)際樣板。該項(xiàng)目獲得中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科技成果獎(jiǎng)，“壓水堆核電站百萬千瓦機(jī)組四分之一換料”也獲得國(guó)家發(fā)明專利。

經(jīng)過一步步的創(chuàng)新，中廣核具備了根據(jù)不同情況因地制宜地實(shí)施多種先進(jìn)燃料管理的能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。中廣核的后續(xù)新建核電站，如紅沿河核電站、陽江核電站、防城港核電站等，都將實(shí)施先進(jìn)堆芯設(shè)計(jì)和燃料管理。中廣核在堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理的創(chuàng)新實(shí)踐也輻射到國(guó)內(nèi)其他核電站，秦山二期核電站（65萬千瓦）和田灣核電站等的18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目，將分別在2013～2014年開始實(shí)施。

嶺澳核電站的堆芯設(shè)計(jì)模式也在不斷發(fā)展，目前18個(gè)月?lián)Q料的分析論證與安全審評(píng)工作已圓滿結(jié)束，預(yù)計(jì)2013年開始實(shí)施。

大亞灣核電站嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則（SAMG）開發(fā)與實(shí)施，CPR10000嚴(yán)重事故導(dǎo)則研究及嚴(yán)重事故IVR試驗(yàn)室建立。

核電站的建設(shè)和運(yùn)行安全可控，是發(fā)展核電的首要前提。早在1998年，肖岷就首次提出了大亞灣核電站在嚴(yán)重事故管理方面的改進(jìn)計(jì)劃。隨后的幾年間，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了大亞灣核電站嚴(yán)重事故管理的可行性研究報(bào)告，完成了嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則（SAMG）的研制和緩解嚴(yán)重事故工程改進(jìn)的分析論證。該項(xiàng)目于2004年實(shí)施，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)核電站在SAMG研制和實(shí)施方面的技術(shù)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，得到了國(guó)家核安全局和國(guó)際同行的好評(píng)，是國(guó)家核安全局在嚴(yán)重事故管理方面的首個(gè)示范項(xiàng)目。

2007年，在大亞灣核電站SAMG成功實(shí)施的基礎(chǔ)上，肖岷又策劃組織了二代改進(jìn)型百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站CPR1000嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則的研制和推廣。結(jié)合CPR1000的設(shè)計(jì)改進(jìn)，對(duì)嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，進(jìn)一步增加了非能動(dòng)的氫氣復(fù)合器，并經(jīng)過分析計(jì)算得到了安全殼的失效概率曲線，該失效壓力大大高于安全殼的設(shè)計(jì)壓力，為嚴(yán)重事故下安全殼的過濾排放奠定了理論基礎(chǔ)。嶺澳核電站的嚴(yán)重事故管理導(dǎo)則開發(fā)已經(jīng)完成并于2011年成功實(shí)施。該項(xiàng)目獲得中國(guó)電力科技成果獎(jiǎng)，“改進(jìn)型百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站嚴(yán)重事故處理方法”也獲得國(guó)家發(fā)明專利。

同時(shí)，肖岷還策劃建立了國(guó)內(nèi)首個(gè)嚴(yán)重事故研究所，并策劃建立了國(guó)內(nèi)首個(gè)壓力殼嚴(yán)重事故下的堆芯內(nèi)熔融物滯留熱態(tài)試驗(yàn)裝置（IVR），為嚴(yán)重事故的進(jìn)一步預(yù)防和緩解研究打下基礎(chǔ)，該IVR試驗(yàn)裝置已經(jīng)于2011年建成。

嶺澳核電站延伸運(yùn)行項(xiàng)目

延伸運(yùn)行是在燃料循環(huán)末，通過降低一回路冷卻劑溫度等技術(shù)措施，使核電站繼續(xù)滿功率運(yùn)行的技術(shù)，有利于加深燃料燃耗，更重要的是有利于調(diào)節(jié)不同核電站的大修停機(jī)時(shí)間窗口。但在技術(shù)上比較復(fù)雜，涉及到系統(tǒng)參數(shù)變更、保護(hù)定值的調(diào)整、安全分析論證和設(shè)備能力驗(yàn)證等。經(jīng)過充分的可行性研究，肖岷提出在嶺澳核電站實(shí)施延伸運(yùn)行的立項(xiàng)并得到批準(zhǔn)，他組織和帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展分析論證，使嶺澳核電站的延伸運(yùn)行項(xiàng)目得到國(guó)家核安全局的批準(zhǔn)，在第二循環(huán)順利實(shí)施，顯著提高了核電站運(yùn)行業(yè)績(jī)和經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)目獲得國(guó)防科技成果獎(jiǎng)。

除此之外，鑒于我國(guó)的核能政策是燃料閉式循環(huán)，肖岷還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員在可持續(xù)發(fā)展的燃料循環(huán)、后處理工藝、MOX燃料、焚燒堆等燃料循環(huán)及后處理研究方面進(jìn)行了廣泛深入的研究。他還積極開展、參與先進(jìn)燃料循環(huán)領(lǐng)域的國(guó)際研討會(huì)，加深國(guó)際交流，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。2007年，第51屆國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)大會(huì)期間，肖岷曾作為中國(guó)代表團(tuán)選定的唯一專家，向時(shí)任國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)總干事長(zhǎng)巴拉迪系統(tǒng)地介紹中國(guó)核電的發(fā)展。

2009年10月，第一屆“中法核燃料循環(huán)國(guó)際研討會(huì)”在北京舉行，參會(huì)人數(shù)達(dá)200人，會(huì)議就核燃料循環(huán)的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了深入交流，引起國(guó)內(nèi)業(yè)界廣泛關(guān)注。該會(huì)議的策劃者正是肖岷。

而肖岷也因貢獻(xiàn)突出，得到業(yè)界和國(guó)家認(rèn)可，先后被評(píng)為“深圳十大杰出科技工作者”、“深圳市杰出專家”、首屆中國(guó)“新世紀(jì)百千萬人才工程”國(guó)家級(jí)專家、深圳市認(rèn)定的“國(guó)家級(jí)人才”，成為中央組織部管理專家，享受國(guó)務(wù)院政府津貼。

以實(shí)際應(yīng)用為目的促進(jìn)研究開發(fā)應(yīng)用一條龍發(fā)展

2007年，中廣核中科華核電技術(shù)研究院成立，同期，以參與大亞灣核電站18個(gè)月?lián)Q料改造項(xiàng)目、嶺澳核電站1/4換料項(xiàng)目的骨干技術(shù)人員為班底的反應(yīng)堆工程設(shè)計(jì)與燃料管理中心（以下簡(jiǎn)稱“反應(yīng)堆中心”）正式成立。肖岷任反應(yīng)堆中心首任主任。

反應(yīng)堆中心從成立初期就將緊密服務(wù)于新建核電項(xiàng)目和在運(yùn)核電站作為技術(shù)研發(fā)、開拓創(chuàng)新和提高核心能力的出發(fā)點(diǎn)及最終目的。無論是已成功實(shí)施的大亞灣18個(gè)月?lián)Q料、嶺澳高燃耗1/4換料項(xiàng)目，還是2012年10月完成裝料的寧德首爐18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目、嶺澳一期18個(gè)月?lián)Q料，無一不是以實(shí)際應(yīng)用為最終目的，研究開發(fā)應(yīng)用（產(chǎn)學(xué)研）一條龍為共同特點(diǎn)。

肖岷介紹，之所以做這樣一個(gè)定位，是因?yàn)樗宵h中央在新時(shí)期對(duì)科技創(chuàng)新的定位—企業(yè)是創(chuàng)新的主體，而創(chuàng)新的根本目的和生存基礎(chǔ)在于實(shí)際應(yīng)用。這也是中廣核可持續(xù)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新的切身體會(huì)。反應(yīng)堆中心承擔(dān)的絕大部分研發(fā)工作，基本都是以具體的工程應(yīng)用項(xiàng)目（市場(chǎng)）為依托的，這使科技研發(fā)工作目的明確、計(jì)劃性強(qiáng)，保證所有改進(jìn)和創(chuàng)新都直接服務(wù)于和運(yùn)用到核電機(jī)組的生產(chǎn)中。

嶺澳核電站18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目，是中廣核首次全面自主承擔(dān)設(shè)計(jì)論證的百萬千瓦級(jí)核電站18個(gè)月?lián)Q料重大設(shè)計(jì)改進(jìn)項(xiàng)目；寧德核電站首爐18個(gè)月?lián)Q料項(xiàng)目更是集團(tuán)首次獨(dú)立承擔(dān)初始堆芯的工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，是檢驗(yàn)中廣核在新建百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站中全面承擔(dān)自主化堆芯工程設(shè)計(jì)的標(biāo)志性工程。這些實(shí)際應(yīng)用的創(chuàng)新項(xiàng)目都是對(duì)反應(yīng)堆中心技術(shù)能力和項(xiàng)目管理能力的磨練和考驗(yàn)。通過這些項(xiàng)目，也能夠進(jìn)一步推進(jìn)技術(shù)能力的提升和科技創(chuàng)新能力的發(fā)展。

這樣一條研發(fā)與應(yīng)用理念和體系的建立，極大地促進(jìn)了反應(yīng)堆中心堆芯設(shè)計(jì)核心能力和駕馭工程實(shí)踐能力的提升，同時(shí)也在實(shí)踐中為后續(xù)項(xiàng)目積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，核心技術(shù)與能力亦得到很好的驗(yàn)證。

中科華研究院成立以來，經(jīng)過不斷發(fā)展，已具備了先進(jìn)燃料管理和堆芯設(shè)計(jì)能力、熱工水力設(shè)計(jì)和安全分析、燃料設(shè)計(jì)、嚴(yán)重事故管理等多項(xiàng)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)水平與資質(zhì)，在百萬千瓦級(jí)核電站的堆芯設(shè)計(jì)和燃料管理上實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)重大突破。反應(yīng)堆中心也由最初20余人的小團(tuán)隊(duì)，發(fā)展為目前超過100人的精干，有實(shí)力，掌握關(guān)鍵技術(shù)的堆芯設(shè)計(jì)、燃料設(shè)計(jì)和安全分析隊(duì)伍，為承擔(dān)的后續(xù)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作做足了人才準(zhǔn)備。

走引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新之路持續(xù)提升技術(shù)創(chuàng)新能力

實(shí)施“高起點(diǎn)起步”，走引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新之路，不僅是中廣核多年核電建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)所得，同時(shí)也是集團(tuán)在堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理領(lǐng)域的良好實(shí)踐結(jié)果。這條路就是中廣核在堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理方面發(fā)展的路線圖，也引領(lǐng)了我國(guó)先進(jìn)燃料管理和燃料技術(shù)的創(chuàng)新方向。

過去的20多年間，中廣核集團(tuán)在堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理領(lǐng)域度過了一段在實(shí)踐中成長(zhǎng)的黃金時(shí)期。在這段時(shí)間里，中廣核由最初的配合國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)單位開展換料堆芯設(shè)計(jì)和燃料組件設(shè)計(jì)，到逐步全面接手百萬千瓦級(jí)的堆芯設(shè)計(jì)、燃料管理、燃料設(shè)計(jì)、換料安全評(píng)價(jià)和安全分析等研究設(shè)計(jì)工作，最終自己掌握了核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理的自主化、國(guó)產(chǎn)化，并通過創(chuàng)新和實(shí)踐最終與國(guó)際接軌。

在提升自身燃料管理水平和加速實(shí)現(xiàn)先進(jìn)堆芯設(shè)計(jì)與燃料管理應(yīng)用的同時(shí)，通過系統(tǒng)性地實(shí)施改進(jìn)堆芯設(shè)計(jì)和燃料管理項(xiàng)目，推動(dòng)了上游核燃料生產(chǎn)領(lǐng)域、工藝技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的升級(jí)和改造。在國(guó)家國(guó)防科工局的大力支持下，他們與國(guó)內(nèi)核燃料制造企業(yè)（中核建中核燃料公司）聯(lián)合攻關(guān)，通過引消吸和再創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)燃料制造水平跨越式發(fā)展，推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)燃料組件制造技術(shù)的迅速升級(jí)，完成了從AFA-2G到AFA-3G的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以及AFA-3G和全M5 AFA-3G的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)創(chuàng)新，及時(shí)滿足了我國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站先進(jìn)堆芯設(shè)計(jì)和燃料管理的需要，該項(xiàng)目獲得國(guó)家國(guó)防科技成果一等獎(jiǎng)及中國(guó)核工業(yè)科技成果一等獎(jiǎng)。

有核心技術(shù)才能在先進(jìn)反應(yīng)堆堆芯設(shè)計(jì)中占有一席之地。創(chuàng)新項(xiàng)目的成功實(shí)施和發(fā)明專利的取得是核心技術(shù)的主要載體。肖岷及其團(tuán)隊(duì)從1990年代開始就在引進(jìn)、消化和吸收的基礎(chǔ)上，通過一個(gè)又一個(gè)堆芯設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)踐，研究并開發(fā)了百萬千瓦級(jí)核電站在堆芯設(shè)計(jì)、燃料管理和燃料組件設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新技術(shù)，并獲得了若干重要（頂層）的國(guó)家發(fā)明專利技術(shù)。僅在反應(yīng)堆堆芯設(shè)計(jì)方面，就有“中國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站首爐堆芯設(shè)計(jì)及燃料裝載方法”、“中國(guó)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站18個(gè)月?lián)Q料設(shè)計(jì)方法”、“非對(duì)稱軸向釓棒燃料組件設(shè)計(jì)”、“壓水堆核電站百萬千瓦機(jī)組四分之一換料”等，這些自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站的進(jìn)一步完善和創(chuàng)新奠定了重要的基礎(chǔ)。

雖然中國(guó)在百萬千瓦級(jí)核電站堆芯設(shè)計(jì)和燃料管理方面取得了突出的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新業(yè)績(jī)，但這絕非終點(diǎn)，而是新的起點(diǎn)。中國(guó)的百萬千瓦級(jí)核電站還要運(yùn)行40～60年，要保證這些核電站長(zhǎng)期、安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行絕非易事，其中必然充滿挑戰(zhàn)，但也正是技術(shù)創(chuàng)新的用武之地和市場(chǎng)機(jī)會(huì)之所在。技術(shù)進(jìn)步永無止境，繼續(xù)創(chuàng)新和改進(jìn)的空間是巨大的。如何利用我們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和已經(jīng)取得的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，去開發(fā)新的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，應(yīng)用到在運(yùn)核電站和新建核電站中，從而滿足新的核電安全標(biāo)準(zhǔn)要求，是未來必須回答的問題。

燃料組件是核電站的心臟。美國(guó)西屋公司在RFA燃料組件之后又開發(fā)成功了NGF（下一代燃料組件），是又一次跨越式創(chuàng)新。該組件進(jìn)一步創(chuàng)造性地改進(jìn)了中間攪混格架，使得熱工裕度在RFA的基礎(chǔ)上大幅度提高。面對(duì)西屋推出NGF，中國(guó)有沒有對(duì)策？中國(guó)是否永遠(yuǎn)跟著別人走？

值得一提的是，早在2008年，中國(guó)國(guó)家專利局接受了來自肖岷團(tuán)隊(duì)的“新型半夸距流動(dòng)攪混格架燃料組件”的發(fā)明專利申請(qǐng)，并于2012年5月予以批準(zhǔn)。該燃料組件發(fā)明專利與西屋公司最新推出的NGF理念一致，如出一轍，屬于頂層設(shè)計(jì)專利（即整體結(jié)構(gòu)特征專利），因此上述燃料組件發(fā)明專利就是中國(guó)的“下一代燃料組件”，這是燃料組件知識(shí)產(chǎn)權(quán)上的跨越。如果中國(guó)的下一代燃料組件開發(fā)成功并投入應(yīng)用，中國(guó)的百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站（157堆芯或177堆芯，在運(yùn)或新建的）可進(jìn)一步大幅度提高安全裕度和運(yùn)行性能。

中國(guó)能否實(shí)現(xiàn)燃料組件開發(fā)上的超越，使專利變成產(chǎn)品，研制出屬于中國(guó)的下一代燃料組件？值得我們共同期待！

緊抓核電發(fā)展黃金時(shí)期持續(xù)改進(jìn)核電安全，迎接新的挑戰(zhàn)

中國(guó)正在走向大國(guó)復(fù)興之路。在全面建設(shè)小康社會(huì)的關(guān)鍵時(shí)期，在我國(guó)重要的發(fā)展機(jī)遇期，核電作為可以大規(guī)模利用的高科技清潔能源，能夠有效緩解化石能源枯竭帶來的危機(jī)，其可持續(xù)性將成為我國(guó)能源發(fā)展和能源安全的重要支撐，成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)高效平穩(wěn)發(fā)展的巨大動(dòng)力。

對(duì)于核電發(fā)展來說，安全問題是最大考驗(yàn)。去年福島核事故再次敲響安全警鐘，減緩了各國(guó)的核電發(fā)展速度。但肖岷認(rèn)為，這也不完全是壞事，因?yàn)椤懊恳淮问鹿屎螅藗兌紩?huì)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采取改進(jìn)措施，全球的核電安全技術(shù)水平都會(huì)提高一大步”。這也充分證明：人類的智慧完全可以做到在核能應(yīng)用中控制好風(fēng)險(xiǎn)。而各主要核電國(guó)家，也都表示將會(huì)繼續(xù)發(fā)展核電，中國(guó)政府也已在2012年10月24日批準(zhǔn)了《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》，重新開啟核電站建設(shè)。

肖岷指出，從世界核電發(fā)電應(yīng)用情況來看，法國(guó)核電發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的比例超過70%，日本（福島事故前）超過30%，韓國(guó)超過1/3，美、英約20%，俄羅斯約16%；而中國(guó)僅僅2%，遠(yuǎn)低于世界平均水平17%。從這個(gè)角度來說，中國(guó)發(fā)展核電的潛力和市場(chǎng)是巨大的。而先進(jìn)核技術(shù)的不斷發(fā)展，將成為未來能源發(fā)展美好藍(lán)圖實(shí)現(xiàn)的最有力支撐。

目前，中廣核在運(yùn)核電機(jī)組發(fā)電能力占全國(guó)核電總發(fā)電能力的約50%，在建核電機(jī)組占全球的26%，在助力中國(guó)核電實(shí)現(xiàn)騰飛的路上，任重道遠(yuǎn)。

當(dāng)前，世界核電技術(shù)創(chuàng)新速度快，技術(shù)自主創(chuàng)新之路異常艱辛。如何更高效組織資源，在堆芯設(shè)計(jì)、燃料管理理論與實(shí)踐方面保持國(guó)內(nèi)的領(lǐng)先地位，是中科華核電技術(shù)研究院和中廣核集團(tuán)面臨的新挑戰(zhàn)。

作為在堆芯設(shè)計(jì)、燃料管理等領(lǐng)域堅(jiān)守20余年的學(xué)科帶頭人，肖岷認(rèn)為未來機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。他指出：“未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，我國(guó)將有幾十座在運(yùn)的百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站，確保這些核電站的安全運(yùn)行并不斷改進(jìn)、提升其性能使之滿足新的安全標(biāo)準(zhǔn)，是重要而艱巨的任務(wù)和社會(huì)責(zé)任。進(jìn)一步提升反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、燃料組件設(shè)計(jì)、堆芯研發(fā)的技術(shù)水平和能力，保障核電站在安全的基礎(chǔ)上不斷提高經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于提升百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站（CPR1000+、ACPR1000等）對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)和提升核電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力起著至關(guān)重要的作用。應(yīng)抓住過去20年百萬千瓦級(jí)壓水堆核電站工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理及改進(jìn)創(chuàng)新中所奠定的重大基礎(chǔ)，抓緊核電發(fā)展的黃金時(shí)期，以提升安全性和經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，在項(xiàng)目開拓上著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，在研發(fā)領(lǐng)域及研發(fā)方向上既要密切跟隨國(guó)家核電發(fā)展的總體規(guī)劃，又要繼承和發(fā)揚(yáng)已有的成果和寶貴經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)才是集團(tuán)在反應(yīng)堆堆芯設(shè)計(jì)及燃料管理領(lǐng)域保持國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的關(guān)鍵。提出創(chuàng)新并不難，關(guān)鍵是創(chuàng)新是否符合客觀規(guī)律并能否經(jīng)得起實(shí)踐和市場(chǎng)的檢驗(yàn)。中廣核的創(chuàng)新項(xiàng)目尤其要符合中國(guó)國(guó)情及中廣核的實(shí)情，才能科學(xué)決策、正確決策?？傊?，始終堅(jiān)持實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。

讓小小原子產(chǎn)生巨大能量。反應(yīng)堆中心就像中廣核集團(tuán)事業(yè)宏偉發(fā)展過程中的一粒原子，一如他們所從事的堆芯設(shè)計(jì)工作，始終在高速旋轉(zhuǎn)中，迸發(fā)著巨大的能量。而它的未來，定將如中國(guó)核電發(fā)展史上那些曾令人矚目的輝煌過往，成為一道壯麗迷人的風(fēng)景。