核電廠穩(wěn)壓器先導(dǎo)式安全閥是核心關(guān)鍵核電裝備，也是重要的“卡脖子”設(shè)備之一，極大限制了我國(guó)核電建設(shè)和核電出口的自主性。中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院在數(shù)十年技術(shù)積淀的基礎(chǔ)上，在中核集團(tuán)統(tǒng)籌與支持下，瞄準(zhǔn)產(chǎn)品全生命周期中的關(guān)鍵問題，通過集團(tuán)外、集團(tuán)內(nèi)、院內(nèi)、所內(nèi)等多層次、多專業(yè)、多角度的協(xié)同攻關(guān)，攻破各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，成功完成核電廠穩(wěn)壓器先導(dǎo)式安全閥研制開發(fā)，并通過產(chǎn)品鑒定。

 

問題與挑戰(zhàn)

 

核電廠穩(wěn)壓器先導(dǎo)式安全閥用于反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)，對(duì)核電廠的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，是核電廠安全等級(jí)最高、重要性最大的閥門之一，也是核級(jí)閥門行業(yè)公認(rèn)的國(guó)產(chǎn)化難度最大的設(shè)備。其主要技術(shù)難點(diǎn)體現(xiàn)在：先導(dǎo)式安全閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析技術(shù)、高精度先導(dǎo)閥的設(shè)計(jì)技術(shù)、關(guān)鍵件加工檢測(cè)、密封面研磨及裝配技術(shù)、先導(dǎo)式安全閥綜合性能鑒定試驗(yàn)技術(shù)、高性能電氣附件設(shè)計(jì)技術(shù)等。

 

這些技術(shù)難點(diǎn)涉及不同的專業(yè)化團(tuán)隊(duì)。例如：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析需要反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計(jì)方開展詳細(xì)的分析和評(píng)估;先導(dǎo)閥設(shè)計(jì)需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé);零部件加工制造需要產(chǎn)品制造方開展技術(shù)攻關(guān);鑒定試驗(yàn)需要設(shè)計(jì)驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)根據(jù)需求和規(guī)范要求搭建相關(guān)裝置和回路;電氣附件需要外部相關(guān)廠家配合開展專用部件的研發(fā)和鑒定。此外，用戶方需要及時(shí)反饋運(yùn)行使用的需求，不同專業(yè)團(tuán)隊(duì)間需要互相提供技術(shù)支持，以確保多方團(tuán)隊(duì)技術(shù)狀態(tài)的互相匹配。因此需充分調(diào)用內(nèi)外部相關(guān)資源和技術(shù)人員，系統(tǒng)把控、總體協(xié)調(diào)、分工協(xié)同、及時(shí)高效地開展研制攻關(guān)工作。

 

主要舉措

 

一是圍繞產(chǎn)品全生命周期組建產(chǎn)品經(jīng)理團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建研發(fā)負(fù)責(zé)人的“朋友圈”。項(xiàng)目立項(xiàng)之初，便充分考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)方、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方、產(chǎn)品制造方、核電用戶方的多方協(xié)同的必要性，為推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、使用、檢修全生命周期的統(tǒng)一化管理，經(jīng)集團(tuán)公司組織策劃，組建了由多方單位/部門負(fù)責(zé)人共同參與的產(chǎn)品經(jīng)理團(tuán)隊(duì)，任命了產(chǎn)品經(jīng)理和副經(jīng)理，靠前指揮，扁平管理，充分發(fā)揮了產(chǎn)品研發(fā)的集群優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)集團(tuán)內(nèi)不同單位、核動(dòng)力院內(nèi)不同部門之間的研發(fā)資源快速橫向流動(dòng)，打破行政壁壘，切實(shí)高效地加快產(chǎn)品研發(fā)，促進(jìn)科研產(chǎn)品向市場(chǎng)轉(zhuǎn)化。

 

二是積極調(diào)動(dòng)外部研發(fā)力量，擴(kuò)大產(chǎn)品研發(fā)的“交友圈”。先導(dǎo)式安全閥屬于典型的閥組系統(tǒng)，除安全閥本體的研發(fā)攻關(guān)外，還涉及連續(xù)式閥位指示器、雙穩(wěn)態(tài)電磁閥、雙聯(lián)電磁閥等電氣附件，且都屬于國(guó)內(nèi)未能完成攻關(guān)的設(shè)備。因此需要充分調(diào)動(dòng)外部專業(yè)廠家的科研力量，形成“強(qiáng)核心·大協(xié)作”的相關(guān)附件產(chǎn)品研發(fā)格局，圍繞相關(guān)關(guān)鍵部件開展國(guó)內(nèi)首臺(tái)相關(guān)樣機(jī)樣件的試制和研發(fā)，為整機(jī)研發(fā)掃平阻礙。另一方面，先導(dǎo)式安全閥鑒定試驗(yàn)的性能考核要求嚴(yán)苛且復(fù)雜，此前國(guó)內(nèi)不具備完整的鑒定能力。核動(dòng)力院積極與外部單位溝通，搭建形成了多功能安全閥綜合性能試驗(yàn)裝置，為鑒定試驗(yàn)奠定了良好硬件條件。

 

取得成效

 

一是完成國(guó)內(nèi)首臺(tái)核電廠穩(wěn)壓器先導(dǎo)式安全閥研發(fā)。經(jīng)核動(dòng)力院牽頭，聯(lián)合中原對(duì)外工程有限公司、中國(guó)核電工程有限公司、上海中核浦原有限公司、中核蘇閥科技實(shí)業(yè)股份有限公司等單位，陸續(xù)完成了核電廠先導(dǎo)式安全閥演示樣機(jī)、工程樣機(jī)的研制，其中演示樣機(jī)完成核心關(guān)鍵技術(shù)突破，工程樣機(jī)開展鑒定試驗(yàn)并作為模擬件開展民用核安全機(jī)械設(shè)備取證工作。目前已完成樣機(jī)研制和鑒定試驗(yàn)，經(jīng)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)組織并邀請(qǐng)葉奇蓁、孫玉發(fā)院士主持的鑒定會(huì)審查，認(rèn)定產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具備開展工程應(yīng)用的技術(shù)條件。

 

二是完成國(guó)內(nèi)首臺(tái)專用電磁閥和連續(xù)式閥位指示器研發(fā)。經(jīng)核動(dòng)力院牽頭，聯(lián)合鞍山電磁閥有限責(zé)任公司、湖南鐳目科技有限公司，陸續(xù)完成了工程樣機(jī)配套的隔離電磁閥、強(qiáng)制釋放電磁閥、連續(xù)式閥位指示器的設(shè)計(jì)研發(fā)，并完成相關(guān)鑒定試驗(yàn)。其中隔離電磁閥、強(qiáng)制釋放電磁閥由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)與中國(guó)通用機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)組織召開了產(chǎn)品鑒定會(huì)，葉奇蓁院士擔(dān)任鑒定委員會(huì)主任，會(huì)議認(rèn)為產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，其性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品，可以在核電廠推廣應(yīng)用。

 

三是建成國(guó)內(nèi)唯一的安全閥綜合性能試驗(yàn)裝置。經(jīng)核動(dòng)力院牽頭，聯(lián)合國(guó)電成都金堂發(fā)電有限公司，利用電廠的相關(guān)場(chǎng)地和高品質(zhì)蒸汽，在相關(guān)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)一步搭建了多功能安全閥綜合性能試驗(yàn)裝置，是國(guó)內(nèi)首次建成的、能夠完成百萬千瓦級(jí)核電閥門多項(xiàng)重要性能功能試驗(yàn)的綜合試驗(yàn)裝置，在先導(dǎo)式安全閥工程樣機(jī)鑒定會(huì)上，認(rèn)定該試驗(yàn)裝置及其相關(guān)試驗(yàn)方法屬于重要的創(chuàng)新成果。

 

經(jīng)驗(yàn)與啟示

 

一是根據(jù)產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)關(guān)鍵要素系統(tǒng)性謀篇布局。核心關(guān)鍵的設(shè)備、產(chǎn)品，往往涉及較多專業(yè)領(lǐng)域，其研發(fā)過程也橫跨多個(gè)研發(fā)階段，需要在立項(xiàng)之初系統(tǒng)性考慮總體工作，將相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域、研發(fā)階段的關(guān)鍵要素納入科研之中，明確其任務(wù)目標(biāo)，為后續(xù)科研工作掃清障礙。

 

二是建立產(chǎn)品經(jīng)理體系整合優(yōu)勢(shì)資源協(xié)同攻關(guān)。設(shè)備、產(chǎn)品研發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)往往需要多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域、上下游各個(gè)環(huán)節(jié)的研發(fā)人員全方位深度介入，積極參與產(chǎn)品研發(fā)過程中的各種迭代反饋，因此需建立扁平化的科研攻關(guān)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，圍繞產(chǎn)品建立科學(xué)、高效的攻關(guān)決策機(jī)制，破除不同部門、不同單位的信息壁壘，加快研發(fā)、制造中的關(guān)鍵要素流動(dòng)和資源整合，從而加快產(chǎn)品研發(fā)的快速迭代。