青年突擊隊(duì)“硬核實(shí)力”助力打造“全球首條”

中國(guó)原子能工業(yè)有限公司團(tuán)委

2021年1月9日上午9時(shí)，全球首條工業(yè)規(guī)模、我國(guó)完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高溫氣冷堆核燃料元件生產(chǎn)線首批產(chǎn)品啟運(yùn)。這標(biāo)志著我國(guó)具備了可持續(xù)向電站提供高質(zhì)量球形燃料元件的能力，也標(biāo)志著我國(guó)先進(jìn)核燃料元件研制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從“跟跑”“并跑”到走在世界前列的跨越。在這條生產(chǎn)線上，活躍著一支用青春和汗水譜寫“全球首條”風(fēng)采的青年隊(duì)伍，他們滿懷理想與追求，投身到生產(chǎn)科研中，致力于攻克生產(chǎn)中的“急、難、險(xiǎn)、重”。

2015年5月12日，為打通生產(chǎn)線，高溫堆元件廠團(tuán)總支組織成立了“高溫氣冷堆核燃料元件生產(chǎn)線工藝研究青年突擊隊(duì)”，隊(duì)員平均年齡僅29歲。青年突擊隊(duì)被分成核芯制備調(diào)試、包覆顆粒制備調(diào)試、球形燃料元件工藝試驗(yàn)3個(gè)小組，活躍在生產(chǎn)線上。

“小師傅當(dāng)家”是生產(chǎn)線特有的現(xiàn)象。青年突擊隊(duì)中很多都是剛畢業(yè)幾年的大學(xué)生，他們雖然年輕，卻發(fā)揮著重要作用。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于設(shè)備的操作，突擊隊(duì)員們不局限于掌握基本操作，還主動(dòng)鉆研設(shè)備程序，深入研究設(shè)備結(jié)構(gòu)原理。一些常規(guī)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，在沒(méi)有專業(yè)維修人員的情況下，他們能依靠自身的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)成功解決問(wèn)題，確保生產(chǎn)流暢，充分彰顯青年擔(dān)當(dāng)和主動(dòng)作為。

溶解槽是溶膠凝膠工藝關(guān)鍵設(shè)備，它的穩(wěn)定對(duì)于二氧化鈾核芯的制造至關(guān)重要。清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)線采用的是立式溶解槽。但考慮到臨界安全等工程問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多方研究論證，中核北方?jīng)Q定采用臥式溶解槽，這是國(guó)內(nèi)首次使用臥式溶解槽。設(shè)備改變了，隨之而來(lái)的，溶解工藝也要改變，所有實(shí)驗(yàn)辛苦得來(lái)的數(shù)據(jù)、技術(shù)路線都不能采用。“負(fù)壓溶解改為微正壓溶解，相當(dāng)于一個(gè)逆轉(zhuǎn)的過(guò)程，太難了?！标?duì)員王泊寧說(shuō)到。

溶解溫度要提高、流量控制要精準(zhǔn)、煮膠柱設(shè)備要改造……一系列問(wèn)題等著解決。就拿流量控制來(lái)說(shuō)，由于采用的是球閥，大閥門調(diào)穩(wěn)小流量，考驗(yàn)的是手上力道的把握，只有根據(jù)波動(dòng)隨時(shí)微調(diào)才能精準(zhǔn)控制。每批次分散要進(jìn)行5個(gè)小時(shí)，青年突擊隊(duì)員們就寸步不離閥門，雙眼緊盯流量表，全身處于緊張狀態(tài)，連喝點(diǎn)水都沒(méi)時(shí)間。“臥式的沒(méi)人用過(guò)，風(fēng)險(xiǎn)太大。我們差點(diǎn)就放棄了?！蓖醪磳幗榻B到，“但我們還是堅(jiān)持了下來(lái)，做了大量實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了多次改進(jìn)，最終我們成功了?！?/p>

如今，當(dāng)看著一顆顆晶瑩剔透的凝膠球通過(guò)分散器，形成流暢的線條，如涓涓細(xì)流般在氨水中不斷凝實(shí)、降落，隊(duì)員們臉上盡是暢快與喜悅。

包覆工藝是利用氣相沉積技術(shù)，在每批約400萬(wàn)個(gè)直徑約0.5毫米的核芯顆粒表面依次包覆4層包覆層，就相當(dāng)于給圓珠筆芯那么大的小圓珠，均勻地穿上4層厚度不同的衣服，難度之大可想而知。

包覆燃料顆粒破損率一直是影響包覆燃料顆粒合格率的“罪魁禍?zhǔn)住?，讓人頭疼不已。作為突擊隊(duì)里平均年齡最小的一支隊(duì)伍，他們抱著不氣餒、不放棄的態(tài)度，以實(shí)事求是的科學(xué)精神潛心研究，從每一個(gè)細(xì)節(jié)著手，排查包覆爐溫度、壓力、氣體流量等影響因素，甚至連環(huán)境溫濕度變化、當(dāng)?shù)卮髿鈮旱牟▌?dòng)等因素，都進(jìn)行了深入研究和大量的試驗(yàn)驗(yàn)證。所有人員幾乎沒(méi)有休息日，他們不停地開(kāi)展試驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、改進(jìn)工藝，終于找到影響破損率的關(guān)鍵原因——包覆過(guò)程中顆粒的流化狀態(tài)。通過(guò)努力，突擊隊(duì)員們逐步優(yōu)化軟硬件條件和工藝過(guò)程，最終成功控制住了包覆過(guò)程中流化狀態(tài)的穩(wěn)定性，突破了質(zhì)量大關(guān)，產(chǎn)品合格率達(dá)到了95%以上。

由于高溫氣冷堆核燃料元件生產(chǎn)線是從實(shí)驗(yàn)線轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的，很多操作都是手工操作。但是在生產(chǎn)能力擴(kuò)大之后，再采取“人拉肩杠”的方式，操作難度就會(huì)很大。操作的自動(dòng)化是必然的選擇。但是由于球形燃料元件生產(chǎn)工藝過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)要求高、專業(yè)化強(qiáng)，想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這條路并不好走。

人的感官、柔韌性和生物智能性很高，對(duì)于工藝過(guò)程中需要主動(dòng)控制的因素和環(huán)節(jié)，用機(jī)器怎么去實(shí)現(xiàn)？生產(chǎn)線原本的操作空間就有限，如何設(shè)計(jì)機(jī)器？一場(chǎng)無(wú)聲的戰(zhàn)役在這群人和機(jī)器之間展開(kāi)?！跋茸寵C(jī)器模擬人，人需要的一些操作，都在機(jī)器上逐步實(shí)現(xiàn)，其次對(duì)這些機(jī)器進(jìn)行邏輯上的優(yōu)先級(jí)處理，根據(jù)不同優(yōu)先級(jí)和權(quán)限去判斷先做什么再做什么，防止機(jī)器之間打架……”

為了“馴化”這些機(jī)器，青年突擊隊(duì)員們除了春節(jié)統(tǒng)一放假，一直扎根一線進(jìn)行研究、調(diào)試，就沒(méi)怎么休息。

如今，走進(jìn)燃料球制備車間，你可以看到這條青年人用創(chuàng)新、奉獻(xiàn)打造的幾乎全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，大大小小的機(jī)器人正在有條不紊地進(jìn)行著各項(xiàng)操作。“原先的球坯裝盤，由人工搬運(yùn)，料盤加上90個(gè)石墨球有50多公斤，全靠手工操作，工作強(qiáng)度很大。如今，這個(gè)過(guò)程全部交給了機(jī)器人，日產(chǎn)量由1300個(gè)提升到1800個(gè)。”高溫氣冷堆核燃料元件廠副廠長(zhǎng)鄭越打開(kāi)了話匣子。

高溫氣冷堆核燃料元件生產(chǎn)線上的青年突擊隊(duì)員們多是80后、90后，他們?cè)谏a(chǎn)線的建設(shè)、調(diào)試、生產(chǎn)和工業(yè)規(guī)模轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，展現(xiàn)了團(tuán)員青年敢打硬仗、不畏艱難、樂(lè)于奉獻(xiàn)的優(yōu)良品質(zhì)，用青春譜寫出靚麗的風(fēng)采。如今的他們，也在奮斗中不斷成長(zhǎng)，逐漸成為了推動(dòng)“全球首條”順利運(yùn)行的中流砥柱。2021年9月12日，又傳來(lái)了好消息，國(guó)家科技重大專項(xiàng)——高溫氣冷堆核電站示范工程首次實(shí)現(xiàn)臨界。這支青年隊(duì)伍將繼續(xù)瞄準(zhǔn)國(guó)家科技創(chuàng)新重大戰(zhàn)略需求，踐行“強(qiáng)核報(bào)國(guó)、創(chuàng)新奉獻(xiàn)”的新時(shí)代核工業(yè)精神，不負(fù)韶華，青春建功新時(shí)代。他們的成長(zhǎng)與奮斗一直在路上！