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口述核史丨著名的“196堆”诞生记

以下文章来源于中国核工业 ,作者中国核工业

口述核史丨著名的“196堆”诞生记

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中国核工业

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◎ 刘聚奎 口述 核动力院宣传部 整理

1963年3月至1969年8月14日,是我国第一座核潜艇陆上模式堆(即“196”反应堆)总体结构方案论证、辩论和确定技术方案的时间,距今已经过去50来年了。回顾当初参加我国“196”反应堆研发的一些往事,依旧历历在目。

口述核史丨著名的“196堆”诞生记

口述核史丨著名的“196堆”诞生记

早期实验室

“196堆”曾有三个技术方案

1962年8月,我从哈尔滨军事工程学院毕业后被分配到北京第715所。经过考核,我和同班同学杨栋、沈抗、柯小宁被分配从事潜艇反应堆结构设计研究工作。1963年3月,组织派我到401所47-1室反应堆结构研究室从事“196”反应堆结构方案的设计与论证工作。“196”总体方案论证工作在彭士禄领导下统一进行,潘系人具体安排布置,包括反应堆一回路和二回路系统。

我和柯小宁为一个小组,杨栋、沈抗为另一个小组,张汉周为第三个组。三个反应堆总体结构论证小组虽然各有不同的技术方案,但总体技术要求是一致的。“196”反应堆总体技术要求是经当时的有关领导和技术人员对国内生产能力和工业水平调查研究后确定的,包括艇推进功率反应堆热功率、反应堆冷却剂流量、反应堆冷却剂工作压力、主蒸汽压力和温度、压力容器内径、材质和壁厚、核燃料及浓度、堆芯235U装载量、堆芯工作寿期、堆化冷却剂流程、艇壳直径、燃料元件几何尺寸与包壳材料等。

遵照统一技术要求,提出了以下三种堆结构总体方案:我和柯小宁提出束棒控制燃料组件堆芯下底板锁紧方案,称做组合控制棒议案;杨栋、沈抗提出“片系”堆芯控制方案;张汉周完成方形燃料组件,十字形控制方案。经民主讨论,当时的“片系”控制堆结构难以实现,十字形控制棒需要增加跟随体,使堆高过大,艇体容纳不下,组合控制棒堆芯不均匀系数小,满足总体要求,最后确定组合控制棒为“196”堆结构主攻主案。

我们在方案论证时敢想敢干、敢于创新

“196”反应堆结构方案论证工作的胜利完成,为关键设备研制和“196”工程上马创造了必要条件。适应当时国内经济与生产条件,“196”堆满足了装料少、燃料浓度低等条件,使工程得以很快上马。

在“196”反应堆结构方案论证期间,国内核技术水平较低,核电尚属空白,参考资料主要有美国希平港核电站、美国“萨瓦娜”核商船、教科书格拉斯登“核工程原理”以及苏联“列宁号”破冰船的一些零星信息,以及几篇国外公开发表的资料。虽然重视国外资料的消化、吸收及其转用,但“196”反应堆问题是复杂的,因此,在如何满足总体要求的思想指导下,必须敢想敢干,敢于创新。在1963~1964年期间,我们独立提出的一台控制棒驱动机构拖动多根细棒控制棒,比美国“杨基诺”核电站束棒控制公开发表早两三年,而束棒控制使压水堆功率输出增加20%~30%,是压水堆发展史中的一个里程碑。这充分体现了当时青年工作者们的勇气和创新精神,也体现出技术指挥者的英明与果断。

“196”反应堆方案论证历时不到两年,其后的技术方案进展顺利,无根本颠覆性问题,归其原因主要有四点:一是调查研究深入充分,根据国情确定了总体技术要求,在技术上有困难,但可以克服,技术指标基本现实可行;二是充分发扬技术民主,谁提出的技术先进合理,就采用谁提出的方案,而且采取大辩论大民主的方式确定议案;三是组织指挥集中统一,管理层次简单有效,核动力一、二回路重大技术问题由彭士禄总师拍板定案,大大减少了文山会海造成的人力、财力和时间的浪费;四是继承了自1958年以来的研究工作,压力容器铜材与核燃料等的研制都是提前安排在国内有关科研院所经刻苦攻关完成的。

我绘制了“196堆”第一张结构总图

“196”反应堆结构方案论证期间,在彭士禄、潘系人直接领导下,我和同事们共同提出了总体技术方案,得到大家赞同和组织领导的采纳,同时领导指派我负责绘制出第一张反应堆结构总图,供大家对方案讨论和改进。1965~1970年期间,我在燃料元件组(即202组)从事“196”燃料组件结构总体论证与初步设计工作,此间完成的主要工作是编制燃料组件总体结构论证书并绘制出首张燃料组件总图,在试验研究基础上与沈阳弹性元件厂合作,研制出满足要求的特种形状弹性燃料元件定位格架。20多年的经验表明,我们的独创元件定位结构性能可靠,与国外的改进结构是基本一致的。

“196”反应堆结构方案的论证与确定,已经过去50年了,是值得回忆和纪念的往事。在当时国外资料很少、国内技术水平较低、又无经验的情况下,我们用不到两年时间,成功地论证并确定了“196”反应堆结构方案,这是一件了不起的大事,为“196”工程快速上马,以及为工程进一步开展技术设计、重大设备研制、关键技术突破和实验验证、“909”基地建设等,确立了基本依据和必要条件,是我国核动力历史发展中值得总结、继承和纪念的一个历史丰碑。

(刘聚奎,1962年8月毕业于哈尔滨军事工程学院,被分配到北京第715所,从事潜艇反应堆结构设计研究工作,1963年3月派到401所47-1室反应堆结构研究室从事“196”反应堆结构方案的设计与论证工作。在彭士禄领导下参与了我国第一座潜艇核动力装置总体方案论证工作,从此终生致力于我国潜艇核动力技术研发。)

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