“燃料棒间隙检测合格,组件轮廓检测合格,清洁度检测合格……”5月7日下午,伴随着一系列检测合格性报告的新鲜出炉,国内首个关键部件采用国产材料生产的AP1000燃料组件在中核包头核燃料组件股份有限公司(以下简称“中核包头”)顺利下线。这意味着AP1000燃料组件的格架、导向管、燃料棒等关键部件用材料在国内的研制成功,同时也为今后AP1000燃料组件全面实现国产化迈出了探索性的一步。
而在成功背后,记录的则是一条技术人员在上千个日夜所走过的探索、实验、求证的科研之路。
从“形似”到“神似”
提起此次AP1000燃料组件中的难中之难,技术人员都会不约而同地谈到格架生产,在中核包头组装车间生产现场,摆在眼前的银灰色格架看似一个很普通的正方体。但只要俯下身细细观察,不难发现在这个格架上均匀分布着289个被称为“栅元”的小方格,其中的264个栅元内壁上还分布着细小的钢凸和弹簧。
就是这些长着钢凸的国产条带,让技术人员经历了尤为艰难的科研历程。由于每种条带上的钢凸形状及分布各异,且条带冲置技术作为美国西屋公司的第三方技术,不在技术转让范围之内,需要国内完全自主研发,这就给前期实验带来了极大困难。为此,中核包头联手中核北方公司压水堆元件厂技术人员,根据条带的外观形貌,从模仿开始,设计冲制磨具,依照样品检测结果再反复调模。在近三年的数千次实验数据摸索中,逐步实现了从最初的“摸着石头过河”到依照技术标准条带冲制成功。
而这仅仅实现了格架制作的第一步。组装车间主任姚俊告诉我们,整个格架是由36条条带纯手工插接而成,且单个格架完整拼接需要近两个小时。期间如果操作人员稍有不慎,极易出现插接不到位等问题,从而影响格架的整体制作。为确保插接的“严丝合缝”,组装车间格架组“自创”了一套检测方法。“一名技术人员进行手工操作的同时,另一名技术人员在旁边进行监督检查,有效提高了格架拼接的准确率。”技术员侯雪介绍道。
不仅如此,在此次格架制作中,为避免未来燃料单棒固定不牢、掉棒等情况的发生,中核包头的技术人员首次尝试手动调整栅元尺寸,力求使每个栅元尺寸标准无误。当调整后的格架放到检测平台进行检测时,屏幕显示一片绿色。“那一刻,感觉终于使产品从‘形似’走到了‘神似’。”中核包头公司技术人员笑言。
知难而后勇
对于中核包头来说,在此次AP1000燃料组件的生产中,将15个格架一次性通过胀接的方式固定在整个骨架上是又一全新亮点。熟悉该工艺的人都知道,骨架胀接很难通过开展试验来保证最终骨架的合格,而是需要根据上一个产品的检测结果来调下一个产品的生产参数。由于此次所用的胀接材料全部首次采用国产材料,在接到任务后,“国产材料进行胀接时骨架因受力而引发的变形量是否和进口材料一致?”“用哪种胀接参数可以最终胀接出合格的骨架”……这一道道难题仿佛难以逾越的沟壑横亘在组装车间骨架制造组技术人员面前。
知难而后勇就必须先要“破难”。为此,中核包头多次组织技术人员召开交流会,通过对以往胀接的骨架检测数据进行详实的分析,总结出一组能够把成品骨架关键尺寸控制在中值的工艺参数。“不仅如此,还多次采用激光仪检测设备实时检测胀接样品,调整参数,确保每一个胀接点的误差都处于可控范围内,真正做到心中有数。”组装车间副主任冯素珍介绍道。
而所有的付出在正式生产那一天得到了完美验证,近4.7米长的骨架一次性胀接成功,长度偏差仅为0.14毫米,完全符合技术要求。那一刻,身在现场的技术员张二梅回忆说,深感压在心中多日的忐忑和担忧一扫而过。
但对于中核包头来说,挑战接踵而至,技术人员需要借助拉棒机使每一根燃料单棒如“穿针引线”般进入到骨架中,而对于燃料单棒行进速度的控制就需要慎之又慎。“每临近其中的一个格架,就要让燃料单棒放缓脚步,在对燃料单棒和所插入孔隙的垂直度进行检测无误后方可放行,以避免燃料单棒被刮伤的情况发生。”技术员杨帆说道。
每一个模拟组件的成功下线,都让中核包头的技术人员经历了一次新的成长,而责任心、细心、耐心……这些看似普通的字眼儿却被技术人员越来越多地挂在嘴边。侯雪告诉我们:“因为很多的制作流程只有一次机会,一旦出现误操作,就会造成无法挽回的损失,所以我们只能朝前走,不能回头。”
而对于中核包头这个国内唯一的AP1000燃料组件生产企业而言,核心技术不仅仅意味着先进的制造技术和先进的仪器设备,还体现在操作经验及能力提升。
“不进则退”这看似浅显的四个字却是中核包头技术人员科研之路的真实写照。“技术每天都在更新,我们必须时刻保持学习的能力,不断提升创新能力,才不会落后于人。”张二梅说道。
无论是组装繁杂的条带、还是在狭小的栅元中手工涂抹钎料……每一个到过格架组现场的人都会对操作场景暗自惊叹,在那些仪器设备无法操作的细节之处,操作人员凭借着“匠人精神”使手工制作在点滴之处趋于完美。
“不管你从事什么职业,只要你有梦想,有永不满足的精神,就能够使自己的技艺在日复一日的磨练中,不断超越短暂的成功,从而获得不断的成长。”中核包头技术人员对此深有体会。