• 提出近20种方案,近5年实验突破关键难题

    他参与打造“华龙一号”能量“芯”


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    □四川日报全媒体记者徐莉莎

    小康见证人
      李权,中国核动力研究设计院设计所五室高级工程师。从川东北山村走出,在清华大学从本科一路攻读到博士毕业。和团队成功研发出具有完全自主知识产权的CF燃料组件,助力中国自主三代核电走出国门。

    小康感言
      今天的幸福生活,是无数革命先烈用鲜血和生命换来的,也是很多老前辈穷尽一生守护来的。比如,我国核潜艇首任总设计师彭士禄院士。我们应传承和弘扬老一辈革命者艰苦奋斗、爱党爱国的奉献精神,用不懈的奋斗守护来之不易的幸福生活,用勤劳的双手创造更美好的明天。我将不忘初心,科技报国,求实创新,一路“核你同行”。
      当地时间5月20日,“华龙一号”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇核电2号(K-2)机组正式商运,标志着中国自主三代核电“走出去”第一站顺利建成,中国核电实现从“跟跑”到“并跑”。
      K-2机组堆芯,装载的是中核集团自主研发的CF系列核燃料组件。作为核燃料组件设计研发者之一,中国核动力研究设计院设计所五室高级工程师李权,在“卡脖子”领域成功突围,助力团队造出“中国芯”。
      近日,谈及与核电站“心脏”有关研究,李权说:“新时代大有可为,只要你愿意奋斗,便会有所为!”

    主动申请从事核燃料自主研发
      李权1990年出生在四川巴中。住在大山深处,他平时上学要翻2座山、走5公里山路。读小学五年级时,随打工的父母到巴中城里读书。艰苦环境中,李权刻苦学习,2008年以优异成绩考入清华大学,攻读物理专业。当时,中核集团在清华大学设有定向班。由于对核电颇感兴趣,李权成为一名定向生。
      在一次实习中,李权接触到核燃料组件,并产生浓厚兴趣。这是反应堆的核心和关键部件之一,是反应堆的动力之源。如果形象地把核反应堆比作烧开水,那核燃料组件就相当于柴火。
      偏偏就是这“柴火”,成为核电领域“卡脖子”技术。2010年前,除秦山一期核电站外,国内核电站用的燃料组件,大多是从国外引进消化吸收的产品,其中以法国AFA-3G燃料组件为主。
      这意味着,每年百亿级的核电燃料市场被国外产品占据。同时,引进消化吸收的燃料组件有严格的技术壁垒,只能在国内核电厂使用。燃料组件,一度成为制约“华龙一号”出口的重大因素。
      为打通核燃料这个“咽喉要塞”,中核集团成立CF系列燃料元件研发两总系统和研究团队。
      “找到了这样一条路,能将个人志趣与国家需要融合在一起!”20岁出头的李权,感受到内心的召唤,主动向中国核动力研究设计院投递简历。通过笔试、面试,李权拿到联合培养博士研究生机会。在联合培养过程中,李权在清华大学上了一年的基础课,2013年来到成都,正式步入核燃料组件自主研发战场。

    近5年反复实验突破关键难题
      8年里,李权所在团队从国外层层专利布局和技术壁垒的封锁中成功突围,蹚出一条我国核燃料自主化发展之路。
      CF系列燃料组件上有一个关键零部件——格架,对燃料组件的热工水力性能有较大影响。这正好是李权所研究的领域。在攻关过程中,李权和团队遇到一个国际难题临界热流密度(CHF),它是燃料组件可传热的极限。他们所要做的,就是提高CHF值,在提高核电站发热效率的同时,保障燃料组件和核电机组安全。
      在设计过程中,李权所在团队提出近20种格架方案,开展筛选和验证实验。每次实验,团队都要从头天凌晨忙到第二天,其间密切关注实验状态。经过近5年反复实验、大量更新迭代,团队终于突破关键难题,确定格架方案和产品形态。他们设计的高性能格架产品,使得我国自主创新的CF燃料组件CHF值,比法国AFA-3G燃料组件高出5个百分点,达到国际先进水平。
      “创新源于生活。”李权介绍,他在团队中,主要采用计算模拟的办法,分析燃料组件定位格架的临界热流密度,为设计提供参考。一次,远眺连绵起伏的山峦时,他联想到学术上的名词“沸腾曲线”,便在分析时引入沸腾曲线形式,成功预测临界热流密度值。

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