“驗(yàn)收合格，準(zhǔn)許設(shè)備出廠！” 5月10日，在四川成都玲龍一號堆芯測量系統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)場，簡單的一句話，引發(fā)了一陣熱烈的掌聲。

玲龍一號衡芯®系統(tǒng)成功通過出廠驗(yàn)收。

“這是核動力院具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核反應(yīng)堆堆芯測量系統(tǒng)在多堆型應(yīng)用上的重大突破，衡芯®品牌又打了一場漂亮仗。”中國核動力研究設(shè)計(jì)院堆芯測量系統(tǒng)供貨項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)畲鞑┘拥卣f道。目前，衡芯®品牌已經(jīng)成功應(yīng)用于福清5、6號、漳州1、2號、海南昌江3號機(jī)組。

由核動力院自主設(shè)計(jì)研制的堆芯測量系統(tǒng)，取名衡芯®。 “衡”來自于《禮記》“猶衡之于輕重也”，取稱量、測量之意;“芯”則代指反應(yīng)堆堆芯。衡芯®主要用于實(shí)時(shí)測量堆芯中子注量率、壓力容器關(guān)鍵點(diǎn)液位等參數(shù)，同時(shí)在線計(jì)算燃料組件功率密度和堆芯功率分布等信息，對反應(yīng)堆安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，被譽(yù)為反應(yīng)堆心臟的“守護(hù)者”。

黨的十九大明確提出，我國要加快培育具有全球競爭力的世界一流企業(yè)，國資委要求要進(jìn)一步加強(qiáng)品牌建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略部署，努力培育“中國品牌”，核動力院堅(jiān)決貫徹落實(shí)黨中央有關(guān)部署，在集團(tuán)公司的組織領(lǐng)導(dǎo)下，大力推進(jìn)品牌建設(shè)，在“中核集團(tuán)”“中國核動力”主品牌框架下，逐步培育了“華龍一號”“玲龍一號”“龍鱗”等一批具有行業(yè)影響力的子品牌，其中，歷時(shí)10年自主研制的衡芯®系統(tǒng)，打破了國外壟斷，形成了在國內(nèi)核電領(lǐng)域的自主品牌。

初生——衡芯®從何而來？

二十世紀(jì)末，國際上提出了三代核電技術(shù)的概念，并迅速取得了全世界的共識，隨后，美、中、法、俄等國陸續(xù)在三代核電技術(shù)上持續(xù)進(jìn)行攻關(guān)。作為三代核電反應(yīng)堆一回路重要系統(tǒng)的堆芯測量系統(tǒng)，相比前代產(chǎn)品，對堆芯狀態(tài)的測量提出了更及時(shí)、更精準(zhǔn)的要求。

“按照三代核電的設(shè)計(jì)要求，用于堆芯溫度測量和中子測量的堆芯測量系統(tǒng)應(yīng)從頂部貫穿進(jìn)入堆芯，這決定了三代核電堆芯測量系統(tǒng)與二代核電堆芯測量系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和設(shè)備方面有著根本的區(qū)別。”核動力院堆芯測量系統(tǒng)產(chǎn)品項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉艷陽說。

彼時(shí)，國內(nèi)還沒有科研單位或者企業(yè)開展過三代核電的堆芯測量系統(tǒng)的相關(guān)研究，一切都需要“摸著石頭過河”。一份三代核電先進(jìn)堆芯測量技術(shù)自主研發(fā)立項(xiàng)建議書，六易其稿，終被采納，于2010年成功立項(xiàng)。

立項(xiàng)僅僅只是第一步，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還有重重難關(guān)要闖。安全級儀控設(shè)備部分軟件尚未國產(chǎn)化、燃料組件功率密度和堆芯功率分布等重要參數(shù)無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、中子探測器的采集精度不足……“第一個(gè)‘吃螃蟹’的人，總會遇到難以想象的困難，我們無懼。” 劉艷陽堅(jiān)定地說。

其中，最為棘手的問題在于中子探測器的采集精度。“確保高精度是堆芯測量系統(tǒng)的前提條件，沒有精度，談何測量。”劉艷陽說，為確保在堆芯強(qiáng)干擾環(huán)境下探測器電流信號的穩(wěn)定測量和可靠采集，研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過反復(fù)推敲，研制出樣機(jī)設(shè)備，多次在試驗(yàn)堆上運(yùn)行試驗(yàn)，采集出探測器的實(shí)際信號并進(jìn)行分析。通過多次迭代，最終研制出了可穩(wěn)定采集多路微弱電流信號的儀表系統(tǒng)。

2012年到2015年，僅僅用了3年時(shí)間，研發(fā)團(tuán)隊(duì)就完成了系統(tǒng)工程樣機(jī)研制、鑒定試驗(yàn)及驗(yàn)證和安全級儀控設(shè)備取證等多個(gè)重要目標(biāo)，并于2015年達(dá)到了堆芯測量系統(tǒng)設(shè)備工程應(yīng)用的全部技術(shù)條件。

衡芯®系統(tǒng)的成功研制，打破了國外在這一技術(shù)領(lǐng)域的壟斷局面，突破了被國外設(shè)備“卡脖子”的困境，也彰顯了我國在核能技術(shù)領(lǐng)域自主創(chuàng)新的決心和實(shí)力。

趕考——衡芯®品牌華麗亮相

2015年5月，華龍一號全球首堆工程福清5號機(jī)組正式開工建設(shè)，確定了以核動力院自主研發(fā)的衡芯®系統(tǒng)作為華龍一號首堆堆芯測量設(shè)備，衡芯®系統(tǒng)初次踏上了“趕考之路” 。

“衡芯®系統(tǒng)在華龍一號首堆工程中屬于典型的‘三新’設(shè)備，供貨周期剛性，對首次工程應(yīng)用帶來了巨大挑戰(zhàn)。”楊戴博說，不同于樣機(jī)科研，對于大規(guī)模精密測控設(shè)備供貨來說，充足的人力資源、科學(xué)的管理程序和細(xì)則、生產(chǎn)設(shè)備等缺一不可，如何在確保首堆工程進(jìn)度的同時(shí)，又能保證產(chǎn)品質(zhì)量，是衡芯®系統(tǒng)供貨要突破的“考題”。

“對技術(shù)本身我們是有信心的，難點(diǎn)就在于大規(guī)模生產(chǎn)，從零開始，我們能做的就是把每一件事做深做細(xì)。”楊戴博說，從項(xiàng)目開工、設(shè)計(jì)審查、中試樣機(jī)、制造開工到模塊完成、板卡完成、機(jī)柜完成，再到軟硬件集成、測試和驗(yàn)收，細(xì)化每一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)計(jì)劃，嚴(yán)格把控工程進(jìn)度。

2018年，華龍一號全球首堆堆芯測量系統(tǒng)產(chǎn)品成功交付，也正式擁有了自己的“大名”——衡芯®，衡芯®品牌華麗亮相，備受關(guān)注。

隨后，漳州1、2、3、4號機(jī)組、昌江3、4號機(jī)組、三門5、6號機(jī)組等紛紛向衡芯®品牌發(fā)來了“邀請函”。2017年12月，漳州1、2號項(xiàng)目委托書正式生效，衡芯®系統(tǒng)正式邁入批量化供貨之旅。

跨越——衡芯®系統(tǒng)多樣化堆型應(yīng)用

2021年，全球首個(gè)陸上商用模塊化小堆玲龍一號堆芯測量系統(tǒng)項(xiàng)目供貨也正式簽訂。新的挑戰(zhàn)開始了。

“與華龍一號相比，玲龍一號衡芯®系統(tǒng)的信號處理柜在輸入的工況信號、數(shù)量上都有著明顯的區(qū)別。”楊戴博說，這使得原有的專測設(shè)備及軟件不再適用，為了及時(shí)滿足小堆機(jī)柜檢驗(yàn)和測試的需要，必須立即對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行硬件改造和軟件升級。

經(jīng)過一番分析討論后，決定增加專測設(shè)備的電廠工況通道數(shù)量以及輸出信號的精度測試與校準(zhǔn)功能。與此同時(shí)，為適應(yīng)硬件改造內(nèi)容，專測設(shè)備的操作顯示軟件升級工作也在緊鑼密鼓地進(jìn)行。

通過近3年的研制攻關(guān)，玲龍一號衡芯®系統(tǒng)成功通過出廠驗(yàn)收，這也再次證明了衡芯®系統(tǒng)在多堆型核電站的應(yīng)用是成功的、可靠的。