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张森如:“核芯”创新团队的掌舵者
文章来源:mobile.348365365.com资讯宣传中心 日期:2007年10月08日
一个科学的探索者,一个为实现自己心中的梦想而不断拼搏的奋进者,在他儒雅的外表下,潜藏着坚韧不拔、深谋远虑、周密细致、干练果敢等极富个性的特质。
似乎是与生俱来的优秀品质和对技术的近乎偏执,让他在中国核动力的摇篮——中国核动力院里如鱼得水。在他的带领下,秦山二期60万千瓦核电机组、中国先进压水堆AC600、大亚湾M310堆型的设计、研发、或改进中一系列难题被一一攻克,而他还是mobile.348365365.com企业力推的国产化百万千瓦核电机组“CNP1000”的开发人之一。
他就是曾任中国核动力研究设计院副院长的张森如,反应堆最核心的一环路技术领域创新团队的“掌舵者”。
与“核”结缘
2002年2月6日,初春的江南大地还寒气逼人,而地处杭州湾畔的秦山二期核电站工地上,火红的旗帜正迎风招展,工地呈现出一派火热的景象。人们期盼已久的我国自行设计、建造和管理的秦山二期60万千瓦核电站1号机组就要首次并网发电了!
随着按钮的摁下,反应堆在安全壳内提升功率,当核裂变转化发出的强大电流通过高压电线源源不断输入华东电网,1号机组首次顺利并网发电成功时,整个工地沸腾了,人们欢呼雀跃,热泪流淌。我国自主设计建造的第一座商用核电站终于成功了!
出席1号机组并网发电仪式的中国核动力院副院长、核动力院秦山二期核电站第一项目负责人张森如的眼眶湿润了,他的目光紧紧盯着核电厂房控制大厅中反应堆闪烁的仪表。此刻,在他的眼里,这些不断闪烁的仪表比世界上最漂亮的花儿都美,因为,仪表线路连接着的核电站的心脏——核反应堆及反应堆冷却剂系统和相关的仪控系统的设计,便是中国核动力院引进技术消化再创新的成果!
张森如与“核”结缘的日子要推到1959年,那年,他以优异的成绩考入清华大学工程物理系反应堆工程专业,经过6年的学习,1965年毕业时,他毅然放弃了留在清华大学任教的机会,选择了从事核动力尖端科学研究。
他先后在二机部二院、十五所、七一五所和中国核动力院工作,并成为反应堆热工水力、事故分析和安全评价领域国内外知名的专家,担任研究员级高级工程师、博士生导师和清华大学的兼职教授,1993年荣获政府特殊津贴,2003年当选为四川省学术和技术带头人,荣获国家科技进步一等奖一项、部级科技进步三等奖6项。由于在秦山二期核电工程建设中的突出贡献,2004年被国防科工委、核工业集团企业授予劳动模范光荣称号。
但这一切对他而言都不重要,他最大的梦想就是能亲自设计中国自己的核电站。他认为能参加秦山二期核电站的建设是件挺幸运的事,因为能亲自见证我国独立自主建造第一座国产化商用核电站的全过程,并非人人都能有这种人生经历。
如今,梦想变成了现实。秦山二期顺利发电这个成果让张森如既兴奋又感慨!秦山二期项目中经历的一段段艰辛与困苦、探索与拼搏在他心里汇成激流、来回激荡……
临危受命  扭转局面
初春的成都平原,大地铺展着层层新绿。张森如带着一脸的倦容站在成都郊外青城山的石阶上,深吸了一口清新湿润的空气后,紧皱的眉头随即舒展开来。
此刻,如果以为这位睿智的学者,置身于山野之间,进入物我两忘的境地,那就错了——秦山二期反应堆及反应堆主冷却剂系统的设计已到了关键时期,作为项目第一负责人,他已很长时间没休息过了。大量纷繁复杂的事情令他寝食难安、彻夜难眠。因此,他只是借助于登山来调节心绪,并盼望着晚上能睡个好觉。但就在他一步步向山顶攀去时,秦山二期的问题仍然在脑中挥之不去。
     在张森如的潜意识中,“责任”二字如一柄利剑悬在头顶,哪能容他有一丝松懈?当初承担这个重任时的情景,仿佛清晰地浮现在眼前……
1997年7月的一个夜晚,中国核动力院院长杨岐的办公室里灯还亮着。他此刻正因焦虑而眉头紧锁。秦山二期开建初期,由于60万千瓦核电站的许多设备实施多国采购,因资金不到位,有关方不能及时提供设备参数,原本留给设计院一年多的设计时间被一挤再挤。由于秦山二期是参考大亚湾核电站90万千瓦机组来设计的,有大量参数需要重新计算,导致设计图纸远远跟不上现场施工进度。此外,科研试验中部分用于设计验证的重要试验装置还处于建设和安装之中。
这种情况下,一些人对核动力院的能力开始有了疑问。他们认为核动力院是搞科研的,缺少工程设计的经验,在反应堆及反应堆主冷却剂系统的设计上会影响到整个工程。这让杨岐窝了一肚子的火!他发誓绝不让核动力院的设计和科研工作拖秦山二期建设的后腿!
杨岐和院领导班子决定,选拔一位既熟悉秦山二期设计情况,又具备较强管理能力与经验的人担任第一项目负责人——1997年12月,这个重任落在了张森如的肩上。
张森如从1990年起就开始参加秦山二期的设计工作,曾担任中国核动力院设计所6室副主任、主任,1993年任设计所副所长,1994年起担任所长兼秦山二期核电项目第二负责人,其间无论是在科研设计还是管理上,都以敢于创新、严于管理而备受职工推崇。
临危受命,张森如走马上任了。他迅速对反应堆及反应堆主冷却剂系统和控制仪表系统的设计、科研和管理工作进行了彻底的调研摸底,意识到必须建立一套更为严密的管理制度和质量体系,才能扭转当前被动的局面。他从完善项目管理模式、强化质保体系等方面提出了多条强力措施。
随后,他忙碌的身影出现在设计、科研一线和秦山二期施工现场。他抓实行严厉果敢,抓技术精益求精,抓质量一丝不苟,抓进度不留情面,抓协调周密细致。随着措施的推行,各项工作迅速走上程序化、正规化和标准化的道路。
紧张、有条不紊的工作中不断传来喜讯:控制棒驱动机构、反应堆保护系统等国产化设备自主研制成功;堆内构件流致振动实验、反应堆驱动线抗震试验研究、反应堆整体水力模拟实验研究等工程试验任务满足业主要求;1号机组一回路水压试验顺利完成、1号机组汽轮机首次非核蒸汽冲转获得成功;成功完成我国首次堆内构件流致振动现场实测;1号机组首次达到临界,硼浓度测试值与设计值符合很好,达到国际先进水平……
张森如疲惫的脸上露出了欣慰的笑容。核动力院承担的反应堆及反应堆主冷却剂系统和仪控系统的设计,不仅没有影响现场的土建施工、设备安装和调试运行的开展,而且有几项是一次顺利完成,充分展示了核动力院自主设计、自主创新的能力与水平,赢得了上级领导、核电秦山联营有限企业和兄弟单位的高度赞扬。
功力深厚  胆略过人
正确的决断能力,需要以坚实的理论常识、丰富的实践经验和深入周密的调查研究为基础,而决断的意志则需要胆略,尤其是在众人意见不一致的情况下,对重大工程问题作出决策,更需要抛开一切个人得失的勇气。为了实现心中的梦想,张森如与科技人员同甘苦共患难,作出了一个又一个的决策,闯过了一道又一道难关。
1999年春节,秦山二期施工现场正在抢工期,一派火热,但中国核动力院的实验室里却异常安静,张森如的眼睛正紧紧盯着数控装置上显示的数据。
这里正在进行反应堆控制棒驱动机构工程样机考验试验。
控制棒驱动机构是核电站的关键设备之一,它直接控制着反应堆的启动、功率调节及安全停堆,对反应堆的运行和安全起着至关重要的作用。按照“以我为主,中外合作”的方针,这台设备由核动力院进行自主设计研制。
张森如组织核动力院的科研人员不断探索,终于使驱动机构的设计取得重大成果,并在上海先锋电机厂生产出了工程样机。然而,工程样机在上海先锋电机厂进行试验时突然发生意外,控制棒驱动机构在提升和下降时打滑,不按照预定的一分钟72步的速度运行。试验紧急停止,经过仔细的分析、核对与检查,认定不是控制棒驱动机构的问题,而是试验装置出了问题。张森如当即决定,利用中国核动力院的试验装置重新进行试验。
看来,分析是正确的,样机没有问题。试验出奇的顺利,掉棒试验也做得相当漂亮。当跑到300万步时,整个试验非常成功,可以圆满结束了,因为秦山二期核电站对控制棒驱动机构的试验要求是只要达到280万步就符合规定的技术要求。
但这时,张森如却作出了一个出人意料的决定。他果断地对大家说:“不要停止,继续跑!”参加试验的科技人员愣住了,眼里布满疑云,有些同志当即提出不同意见。
张森如有自己的想法,他想一举两得。
在试验中,他发现控制棒驱动机构的整个试验结果、波图和受力情况均出乎想象的好,凭着扎实的理论功底和实践经验,感觉还能跑相当长的时间,但究竟能跑到什么水平,不得而知。而当时,核动力院正在进行国家“九五”科技攻关项目“先进压水堆控制棒驱动机构”的科研工作,如果眼前的试验继续做下去,不仅可进一步检验秦山二期核电站控制棒驱动机构的性能,也能在节约大量经费的前提下,为先进压水堆的科技攻关积累经验。但科技创新从来就与风险相伴,一旦实验失败,不仅不能完成先进压水堆的科研任务,还得重新做工程样机,既延误了时间,还会让秦山二期的业主对控制棒驱动机构的技术性能和质量产生怀疑。
张森如组织科技人员夜以继日地继续试验,连春节也在实验室里紧张忙碌。四个月后,数控装置上的读数已接近800万步。
这时,国家核安全局和秦山二期的专家们闻讯赶来,他们要亲眼目睹奇迹的发生。
“到了!850万步!跑了850万步!”不知是谁惊喜地叫了一声。欢呼声骤然响起,人群中爆发出经久不息的掌声。秦山二期一位专家激动地握着张森如的手说:“奇迹!真是奇迹!你们的成功使秦山二期国产化设备上了一个很高的台阶!”
这件事后不久,张森如在秦山二期1号机组非核蒸汽冲转试验中又作出了一个创新性的重大决策。
秦山二期核电站在很多方面是参考大亚湾核电站的。从法国进口的大亚湾核电站是依靠蒸汽锅炉提供蒸汽,对汽轮机进行首次冲转试验。秦山二期是否也要采用这种方式进行汽轮机冲转试验?
这个问题在当时存在很大争议,因而也产生了两个方案:方案一是沿用大亚湾的方式。而方案二的思路是,中国核动力院设计的一回路水的单位功率容积比大亚湾一回路水的单位功率容积大,蒸汽发生器二次侧的容积也比较大,因此,可以采用稳压器电加热和主泵运转产生蒸汽,实现冲转,这样可为业主节省100多万的锅炉建设费用。
又到考验时,方案一还是方案二?张森如头脑中反复慎密思考着这个问题。他让技术人员进行仔细的计算和充分论证,给他提供所需要的数据。作为国内热工水力瞬态分析的权威专家,凭借多年的经验和科学的判断,张森如作出决定:采用第二个方案!
在外人看来,这可能存在“如果失败,不仅不能节省经费,还会因核动力院决策失误拖延工期”的风险。但在“技术为王”的张森如看来,这没有风险,因为有科学分析为证。
果然,试验取得圆满成功!赞誉像潮水般向中国核动力院涌来,向张森如涌来!
张森如从心底升起一股自豪感,为自己、更为核动力院在秦山二期建设中取得的成就。他放眼向室外望去,天空碧蓝如洗,一群鸟儿正向远方飞翔。
掌舵“核芯”创新团队
英特尔企业创始人、原总裁安迪·格罗夫说过,“惟有偏执狂才能生存。”对技术的近乎“偏执”,让张森如成为了国内权威的核电安全分析专家。他对于国际上的核电技术跟踪得非常紧,眼光紧紧盯着世界的先进核电发展趋势。
由于多年致力于反应堆安全分析,张森如对核电安全性的领悟十分深刻。目前风头正劲的第三代核电技术AP1000,相比第二代核电技术,在安全性方面改进很多。有人这样评价:“说张森如是国内对AP1000技术领悟理解最深刻的人一点都不过分。”
“AP1000的基础是AP600,对于AP600张森如过去研究了接近10年,并且在充分理解吸取了AP600技术的基础上,他提出了中国先进压水堆核电堆型AC600,他是这一技术的倡导者,在国内核电界被称为‘AC张’。”核动力院设计所所长周跃民说。
张森如对核电似乎天生敏锐。他在技术上有着超乎寻常的前瞻性,而且勇于实践。
在大亚湾和岭澳一期引进了法国的4台M310型机组后,核动力院作为国内唯一的核蒸汽供应系统的设计单位,可以接触到M310堆型的部分核心资料。张森如带领核动力院设计团队,硬是一点点啃下了这来之不易的技术图纸,而且对M310技术进行充分消化和钻研,在此基础上进行了大量的创新科研。
“他完全掌握了M310的技术,在这基础上为岭澳二期扩建工程提出了两个自主化改进方案。”据周跃民先容,方案一是把M310的157组燃料组件增加到177组,同时把反应堆安全裕量改进提高到大于15%,这已经接近第三代核电技术水平,后来形成了mobile.348365365.com大力推进的自主化核电技术——CNP1000;方案二是以M310为基础进行小改,也是适度提高安全性,目前方案二已经被岭澳二期扩建堆型所采用。“在引进国外的技术、推进自主化方面,他一直不遗余力。这两个方案都拥有一定的自主常识产权。”
然而在当时,做这些工作的研究经费并不充足。为了推广自主化改进方案,张森如不但在实验室里带领一帮年轻人反复推导演算,而且还亲自南下广东、北上北京,一年中出差多达几十次。“老先生那会儿经常出差,出差的频率比大家乡下人进城还频繁。”他的老伴回忆道。
引进、消化、吸取、再创新,这几个环节在张森如的工作中体现得淋漓尽致。“很多按部就班搞科研的专家不少,但像他这样一直创造性地去思考研究问题的没有几个。从AP600、AC600到CNP1000、M310改进型,张森如一直走在别人的前面。”周跃民言语之中透露出敬仰。
关爱年轻人的“简单”师长
“老头儿性格直,说话直来直去,有时候批评人挺狠的。”“老张性格倔强,有什么说什么。”“他技术上很专,人却比较简单,是技术型的领导。”当与昔日曾与张森如共事过的同志聊起时,大家都一致认为“张森如是一个很有个性的人”。
就如很多获得大成就的科学家一样,张森如也有着与他们共同的特性:性格直率简单,遇事拍板果断,满脑子都是技术,因此身为院领导的他却没有那么多的世俗习气,也不太善于言辞。但正如爱因斯坦的那句话“关心人的本身,应当始终成为一切技术上奋斗的主要目标。”技术型领导的张森如却十分关爱年轻人。
核动力院副院长黄学清给记者讲了一个有趣的故事:张森如任设计所所长时,核动力院当时有一个年轻的技术骨干叫吕华权,其爱人也是一个技术人员,在北京的原子能院工作。夫妻分居两地很不方便,想调到核动力院来,而院人事部门办事有点拖沓,老解决不了。张森如看在眼里,急在心里。
在随后的一次院会上,张森如忍不住了。他激动地说:“大家一个技术骨干,夫妻分居两地,他爱人也是很好的技术人员,想调过来。大家连这个都做不到!大家的工作到底是怎么向科研生产第一线倾斜的?一个男同志带个小孩,你叫他这技术骨干怎么专心搞科研!”说着说着,他竟然动情地流下了眼泪。
这个问题很快就解决了。“现在,这对夫妇都是院里的技术骨干,吕华权担任了高性能燃料组件研发项目的技术负责人,挑起了大梁。”黄学清说。
时光如梭。张森如当年为之付出心血的秦山二期工程1、2号机组经过连续运行,取得了良好的业绩,而其中由中国核动力院承担的反应堆及反应堆主冷却剂系统和相关的仪表控制系统的设计,则成为我国自主建设商用核电站重大跨越中最值得骄傲的成就。
如今,张森如已经退居二线了,成为中国核动力院的专家顾问。采访将结束时,大家看见他桌子上摆着一份厚厚的资料。他说,这是要在一个核电技术论坛上做的发言,他要将其翻译成英文与国外专家进行交流。
心系核电,壮心不已。这个核电创新团队的“掌舵者”,不仅正在秦山二期核电扩建工程和广东岭澳扩建工程中发挥重要作用,还将在中国未来核电装机容量达4000万千瓦的发展规划,在具有中国自主常识产权的CNP1000百万千瓦级核电站的设计,在中国第三代、第四代核电站和先进压水堆核电站的研发中继续释放他的能量。

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