历史性的一步：写在“玲龙之心”就位时

8月10日，全球首个陆上商用模块化小堆玲龙一号反应堆核心模块成功吊装，玲龙一号核岛设备安装关键路径上的第一个里程碑节点顺利完成。

玲龙一号反应堆核心模块主要包括压力容器和蒸汽发生器两个关键设备。“与华龙一号的分散布置相比，玲龙一号最突出的特征就是一体化设计、模块化建造等，这次核心模块吊装就是最好的诠释。”中国核动力研究设计院副院长唐传宝介绍说。

(资料图片仅供参考)

玲龙一号的蒸汽发生器内置在反应堆压力容器里。吊装前，蒸汽发生器就已经在工厂与反应堆压力容器完成了组装焊接，相当于把核电站的“肺”装在了“心脏”里面。

此后，堆内构件、主泵等关键设备也将陆续到场安装，距离揭开玲龙一号“神秘面纱”，我们又更近了一步。

即插即用？

作为全球首个开工的陆上商用模块化小堆，玲龙一号是中核集团继华龙一号后的又一自主创新重大成果，是我国具有完全自主知识产权的多功能模块化小型压水堆，标志着我国在模块化小型堆技术上走在了世界前列。

“传统的大堆我们可以把它看作一个家用的台式电脑，包括了显示器、主机、键盘等，小堆我们可以把它当作一个笔记本电脑，它的显示器、主机、键盘等都集中到一起了。” 中核集团玲龙一号总设计师宋丹戎为小堆的定义给出了通俗的解释。

“玲龙一号最大的创新点，就在于它的一体化设计。” 玲龙一号副总设计师秦忠介绍说，“这一理念体现在玲龙一号设计、制造、运输、安装的全过程。”

在“一体化”的设计下，以往需要在现场进行的大量安装工作都能够在工厂内完成。这样一来，设备的质量得到了进一步的提高，造价将降低，所需工期也将大幅缩短，为核电设备的批量化、规模化生产打下基础。

在核电站设备中，反应堆压力容器是核心设备之一，也是反应堆中唯一不可更换的主设备，被誉为核电站的“心脏”；而蒸汽发生器则被称为“核电之肺”。

相比于传统核电站分散式的设备布置，玲龙一号的研发取消了主管道，直接将蒸汽发生器安装在反应堆压力容器内部，反应堆冷却剂泵直接与压力容器主泵接管安装，从而形成了集成式一体化的设备布置形式，相当于将核电站中的“心肺合一”。

“这是此前从未有过的设计，没有任何可供参考借鉴的经验，我们进入了一个核能领域的无人区，只能摸着石头过河。”秦忠说。

从2010年正式立项开始，玲龙一号的原始设计方案在一次次的实践中被不断修改调整，最后确定的终版设计与最初相比已经大为不同。

“研发过程中所有的环节都由我们自主完成，每一步都是以大量的实验为基础，里面包含了很多的正向设计。”秦忠说，“我们自己定目标，自己研发技术，一边实践一边制定标准。这其间遇到了很多挫折，但自主创新这条路再难也得走下去，必须要将核心技术牢牢掌握在自己手里。”

在安全性方面，玲龙一号也处于三代核电的先进水平，其具有的高固有安全性和完全非能动的安全系统，可以在事故发生时通过重力和自然循环等非能动方式将堆芯热量导出，实现长期冷却。这意味着即便没有外界操作，玲龙一号也能“自己照顾好自己”，确保自身安全。

在此基础上，研发团队还对安全壳做了适当的放大，消除了氢气聚集爆炸的风险，进一步提高了安全性。

“玲龙一号不是谁的翻版，它是一个革命性的集成创新，迈出了历史性的第一步。”宋丹戎说。在玲龙一号的研发过程中，创新精神贯穿始终。“整个团队不断迭代，不断突破，最终形成了一个自洽的方案，在此过程中我们不断提升的设计、制造、安装能力，让图纸一步步变成了现实。”

“以玲龙一号为起点，未来的核电设备将像家电产品一样，流水线生产，即插即用。”玲龙一号副总设计师秦忠总结说。

重构“心脏”

2020年11月，玲龙一号反应堆压力容器设计负责人董元元遇到了一个棘手的难题。

由于其他专业的设计没能跟上，压力容器的制造陷入了停滞。

“原本压力容器预估的生产周期是40个月，团队也早在2017年就开始提前筹备，做足了准备工作。”董元元解释道。令他没想到的是，其他专业的设计和制造进度不及预期，相关实验仍在进行中，使得设备制造的整体进度卡在原地。

眼看着工期节点步步逼近，心急如焚的董元元在半个月的时间里和其他专业的团队吵了好多次架。“我和他们电话里吵，办公室里吵，拍着桌子吵方案，起了不少‘冲突’。”

但问题不是吵架就能解决的，玲龙一号的一体化设计对各个环节都提出了前所未有的新要求。各个团队必须进行大量的新实验，以确保每一个数据扎实可靠。

作为核电站的“心脏”，玲龙一号反应堆压力容器虽“小”，但其内部结构异常复杂。在常规反应堆压力容器的基础上，还增加了支承主泵、包容蒸汽发生器、消除主管道、堆内分流等额外的功能作用。“就像套娃一样，一层包一层。”设计团队如是说。

“反应堆的体积虽然变小了，但功能反而增加了，这就使得设计团队要做出彻头彻尾的改变，对各个环节来说都是巨大的挑战。”董元元说。

由于没有成熟的经验可供借鉴，压力容器设计团队只能摸着石头过河，对初始方案进行分解、论证、三维建模分析，并联合制造厂，完全按照产品的制造要求进行1:1 模拟体的研制，从材料、焊材、焊接工艺、焊接工艺评定要求、产品焊接要求、无损检验和机械加工要求等方面，对该结构的制造可行性进行验证。

“我们在时间上打出了充足的提前量，但其他专业那边的各项参数还在实验论证中，再着急也赶不出来，这给我们造成了近乎无解的难题，”董元元说，“我们只能层层上报，和各方做大量的协调沟通，想尽办法推进度，抢时间。”

最终，在层层协调下，由两个设计团队、两个厂家和采购团队组成的“五方会谈”机制建立了起来。这一新的机制打破了传统的“一对一”对接模式，让各方能够第一时间同步自身项目进展，使得困难及卡点能够得到及时的沟通和解决，让整个制造流程顺畅了起来。

“我们在此基础上，还针对性地设立了一个‘反确认’的流程，从压力容器的角度提前去给其他专业的设计制造提要求，尽可能地提升效率。”为此，董元元拉上了力学、热工、流体等多个团队，预判设计难点，多方协力攻克设计难题，最终成功确保了制造的顺利进行。

“虽然‘吵了架’，但大家的初衷都是为了确保项目的顺利进行，看到压力容器能成功完成，大家都发自内心的高兴。”董元元笑着说。

玲龙一号不仅在设计上走出了一条新的道路，其具体的制造也打破了传统的模式，不仅要求内外部门的通力协作，更有着“牵一发而动全身”的新特点。

“玲龙一号是高度集成的一体化设计，任何设备尺寸、位置、测量方式的微小改变，都会引发一系列的连锁效应，每一个环节我们都要进行反复的论证、确认，以杜绝任何可能的安全隐患。”玲龙一号副总设计师夏欣说道。

以主给水隔离阀的设计制造为例，原本的设计要求需要它能够在5秒内快速关闭，然而制作厂家必须要将隔离阀的尺寸做得更大才能满足这一要求；在隔离阀尺寸变大后，受限于压力容器的尺寸，隔离阀的驱动方式也需要改变，进而使得其吊装方式发生了变化，只能从外部吊装进入，这就需要留出相应的孔洞。更关键的是，由于隔离阀尺寸变大，测量流量的仪表没有了安置空间，只能更改位置，将原定于在支管上进行的一二回路热平衡试验方式全部转移到了主管上。在新的条件下，如何测量？又如何保证测量数据的准确性？分别测量和集中测量产生的数据应该如何换算？这些都需要一一解答。

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