注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

知心的博客

Da Liu's blog

 
 
 

日志

 
 

引用 中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展  

2010-09-30 01:20:56|  分类: 历史回顾 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

 

引用

天使心^_^中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展
中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 赵仁恺,1923年2月出生,两院院士,核反应堆工程专家。1946年获国立中央大学机械工程学士学位。曾任中国核工业总公司中国核动力研究设计院副院长兼总工程师,国家核安全局专家委员会副主席,国家863计划能源领域第二届专家委员会首席科学家。作为技术负责人之一,参加和主持完成中国第一座军用钚生产反应堆的研究设计和试验;作为技术负责人之一,参加和主持中国潜艇和动力堆的研究设计核试验运行。1991年当选为中国科学院院士,1994年当选为动中国工程院院士。

  记者:您最初的专业师机械设计,从机械设计到核动力科研的跨度应当是非常大的,您是如何实现这个跨越的?
   
  赵总:我是1946年从国立中央大学机械工程系毕业的。当时学校里所有的课程都重在打基础,包括数学、物理、化学、材料、结构力学等等方面打基础。因此我们毕业以后工作的范围比较宽,基本上所有机械方面的工作,我们都可以去。比如说飞机、火车、汽车制造厂、电厂、机械厂、纺织厂等等。到了工作岗位以后,再学习那个方面更专业的知识。根据你的工作需要,干什么学什么。我们那个时代的学生的优点,就是哪儿都可以去。核动力工程也属于工程技术,更多地与机械热能动力技术结合,所有与工程机械有关的东西,它都有,唯一的特点是核能。核动力工程,就是核能加机械热能动力工程。看起来,机械工程与核工程差别很大,实际上,它们的差别主要在"核"。用核来做动力。把核动力的原理、应用和辐射防护等各方面的知识补上,就齐了。在学校,机械系和物理系在大一都上物理课,上的是一样的课程。

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 
   
  所以从我来讲,我觉得我自己是比较幸运的,我赶上了时候,机遇比较好。从1946年到1956年,我在南京永利宁化工厂设计科工作。化工厂里面的东西,氮肥设备,是一种高温高压设备,工作压强为300个大气压,此外还有硫酸、硝酸工业,有自己的1500千瓦电厂和锅炉。我1946年到1956年在永利宁厂工作,当时是由中国民族化学工业的科学家侯德榜亲自领导的化工厂,他使用人才、管理工厂是国外的一套办法。
   
  虽然我们是大学毕业生,但到了化工厂,还是新人,要让老人带。他带我们做的第一件事是学写工程字。学了一个星期写字合格之后,再学描图。机械图纸上的字,要写得和印刷体一样,制图更是机械设计的基本功。之后我就都习惯写印刷体一样的字了。完了以后,我们跟着老人去测绘,就是给你一个机器设备,要把它的尺寸、原理、材料逐个测量分析出来。做了半年多以后,再做设计,从简单的设备开始设计,再到复杂的设备。就这样,写字,描图,测绘,小设计到大机械的设计,再进一步,就可以做系统的设计了。当时化工厂进口的锅炉和1500千瓦发电机,整个设备就是主要由我们来完成安装和一些分系统的设计的,在工厂做项目,我们从动工到完成,1、2个月就解决了,经验立刻可以得到反馈,这对技术干部的成长十分有利。在化工厂的这10年,我很有收获。侯德榜先生作为老一辈的民族资本家,眼光是很长远的。永利宁化工厂的技术设计人员比一般的工厂多一倍,化工厂培养的工程设计人员,很多人在建国后成了中国化工工业和机械工业的支柱人才。我在南京永利宁厂设计科的10年,工厂把我培养成一个有实践经验的合格的工程师,这是我的第一个好机遇。

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 

  1953年,我就从化工厂调到化工部工作了。1955年秋天,我去了北京。1956年,我调到核工业部(当时叫建筑技术局),最初是调到核工业设计院(二院),但那时候的设计院尚未组建完成。这时候,正好苏联援助的一个重水反应堆刚开始建造,于是建筑技术局干部司派我去参加重水堆的建设,同时也能让我们获得对反应堆的最直观的印象。当时的原子能院是我国核工业技术的精英聚集地,有钱三强等一批专家在现场指导我们。我们当时对核反应堆的技术一点不知道,能有机会参加建设我国第一座核反应堆,心里十分高兴,但也有一些打鼓。钱三强当时找我们谈话说,我们现在不是研究人员,而是一个工程技术人员,目前的工作是在苏联专家领导下完成反应堆的安装和调试。对于核物理,可以先只搞懂基本概念,其他的知识以后慢慢来。

  我们都是没搞过核的。在原子能院参加建设我国第一座重水堆的2年中,在以钱三强为首的老一辈核物理学家的感召和指导下,我有这种可能和机会努力学习核物理反应堆方面的知识和基础,为我今后从事反应堆工程研究设计打下了"核"方面的基础,这是我的第二个好机遇。
   
  经过近2年的时间,到1958年初,苏联援建的重水堆顺利建成调试。这时国家要搞原子弹,要搞军用钚的生产堆,就把我"抓"出来,去和苏联联合设计石墨生产堆。所谓的联合设计,实际上是苏联人设计,我们跟着学。在苏联撤走专家后,我又回来参加我们自力更生完成石墨生产堆的建设。我有机会能参加到我国第一座重水试验堆和第一座石墨生产堆的建设全过程,为我今后从事核反应堆工程研究设计打下了基础,这是我的第三个好机遇。

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 
   
  记者:石墨生产堆苏联人都给了我们什么程度的技术?
   
  赵总:总体的概念给了我们,但图纸并不完全,设备的核心需要我们解决,附属的设备也需要我们自己做。我们把残缺的部分补起来。
    
  记者:从试验堆、石墨生产堆到核潜艇的动力堆,它们在技术上是否有相关性?
   
  赵总:从原理上来说,它们是一样的,都是利用核裂变的能量。但不同的堆所用的慢化剂是不同的。
   
  1958年秋,生产堆的设计已进行到一定程度,我从苏联回到国内,参加了国内自己的生产堆的建造工作。这时国家要上核潜艇,我又被从石墨生产堆的队伍中"抓"出来,开始了核潜艇的设计和建造。核潜艇工程的设计建造并不是一帆风顺的。从1958年开始到1970年,核潜艇工程的所属单位也在各部委之间不断变动,从设计院、核工业部、国防科工委,到七院,再到海军。但是负责设计建造的队伍没有发生变动。核潜艇工程上马之后进展很快,到1960年,已经有了一个相对完整的设计,但这个时候,中苏关系恶化,苏联专家撤走,以我们自己的力量,原子弹和核潜艇只能同时上一个,于是1962年,核潜艇项目暂停,集中力量保证原子弹工程。核潜艇工程进行过程中的自力更生经验,也融合到了原子弹工程当中去。1964年原子弹爆炸,核潜艇工程重新上马。那时侯,我参加的生产堆项目也告一段落,我再次调回,从事潜艇核动力的研究设计。

  记者:第一代核潜艇的反应堆是否有国外的参考对象?

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 
   
  越总:当时国际上关于压水堆的资料很少。美国当时也刚搞出核潜艇,因此最初设计,我们都是从头开始做,所谓的资料也很有限。核潜艇的研制能比较顺利,一是工程安排比较好,二是当时国家的所有科技精英都投入到了有关的项目中去,不同学科的专家汇聚在一起工作,这就形成了一个温床,不同专业之间的科学家可以相互请教

  原子能院当时把核潜艇作为"元帅",所有的工作都围绕着核潜艇,所有的环节都有相应的科学家在那里出主意。现在看来,我们的核潜艇很特别,一次成功,而且起点很高,这不是偶然的。一直到现在,经验都还是很宝贵的。海军对第一代核潜艇的评价很好,说这核潜艇的动力到现在都很"皮实",海军用起来很放心。
   
  做反应堆,谁也没有搞过,世界各国也刚开始。作为一个反应堆,如何计算,如何把零件弄好,这些东西都没有参照,完全要自己弄。基本的物理概念,基本的分析,然后再通过试验,验证自己的东西。开拓并不是那么简单。很多设备和试验装备,国内根本没有。核燃料全部要从头弄起,从二氧化铀开始弄。因此,核潜艇工程涉及到从化工、机械到最尖端技术的一整个工业体系。
   
  到了1961年,我们就把初步设计做出来了。最初我们的计划,核潜艇1964年要下水。不过后来暂停,给原子弹让路。宋任穷部长拿到了这个初步方案,批文说,还是留有余地好,就叫初步设计草案吧。上报中央批准。有了个草案之后,按中央指示,我们开展了全国科技和工业水平大调查,使设计与我国水平相符,按经过努力可以实现的目标来调整设计。比如反应堆需要用的锆管,我们能不能做出来?除了换单位做子项目,一些设计如果国内无法实现,那么我们就回头修改方案的参数。

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 
   
  反应堆最关键的系统是堆芯,堆芯的关键是燃料元件。堆芯裂变产生能量,反应堆要做的事情,就是把堆芯的能量带出来。此外,核反应堆和锅炉还有一个很大的不同。锅炉你把火熄灭之后,它就不再产生能量了,而反应堆即使在关闭的时候,它的元素衰变也产生能量,这就是反应堆的剩余功率。剩余功率对于反应堆来说是最危险的。反应堆裂变停止以后,冷却系统不能停。万一冷却系统发生事故,那就会把反应堆烧了,造成严重后果。这就是核动力和常规动力最大的不同点。
   
  核潜艇反应堆里面技术难度最大、研制周期最长、要求最高的就是燃料元件。作为燃料元件的研究,必须要有一些基本条件。核材料的基干结构是二氧化铀,还是金属铀?或者别的什么东西?制造出来以后,不带放射性时要进行检测,发生了裂变反应以后,再看它会变成怎样。各个环境下都考验了,都没问题了,才合格。此外就是水怎样冷却,出了事故以后,如何把反应堆的热量带走。在出故障的时候,仍然要保持对反应堆的控制。

  记者:反应堆的蒸汽回路和汽轮机方面在研制时有什么难点?
   
  越总:一般的电厂,蒸汽回路中运行的是过热蒸汽,而反应堆回路中运行的是饱和蒸汽。蒸汽回路对于我们来说,是有把握的。毕竟高温高压的东西我们以前也接触过,化工厂的压强是300个大气压,因此蒸汽回路的难度不如反应堆堆芯方面。

  记者:如何确保核潜艇反应堆的安全?


    

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 
  越总:为了确保反应堆和潜艇的安全,核潜艇必须有一个核安全保证系统。万一管子破了怎么办?需要应急冷却系统。控制棒卡住了怎么办?需要有应急系统。为了确保安全,控制棒要有冗余,我们要保证,有一组控制棒卡住的时候,其余的控制棒仍然可以控制反应堆。
   
  核潜艇和核电站的要求不一样。比如大亚湾核电站,要求的是安全性和经济性为主,而核潜艇要求的是安全性和战斗性为主。我们的核潜艇从服役到现在从未出过核事故。国外有人说,那是我们的核潜艇"跑得不多",实际上我们的核潜艇服役到现在也30、40年了,跑得可不少,但从未出现过事故。在陆上模拟堆试验时,我们就进行了连续长期的运行,后来在核潜艇试航时,我们也搞了同样时间的水下潜航。当然我们的核潜艇不是环球潜航,美国的核潜艇长潜航都是环球航行,出了事可以就近找基地回来。我们没有那么完善的海外基地,所以是在自己的近海绕。我们的核潜艇服役以来,在所有出航训练中,没有一次是因为动力装置故障而提前回来的。
   
  记者:我们当时如何获得国外原子能最新研究成果和信息?
   
  越总:反应堆、核潜艇,当时国内所有人都是第一次搞,国外也刚开始,做得也不多。当时国际上有一个日内瓦原子能会议,我国当时无法派人参加日内瓦会议(直到1980年,我国的科学家才第一次出席这个会议),但会议每次都会发表公开的论文,这些论文就是我们的重要信息来源。这些资料对我们的作用并不是关键性的,但这是当时能够获取的唯一境外信息。
   
  日内瓦文献要拿回国也不容易,我们的工作人员把这些文献拍成缩微胶片带回国。当时我们非常艰苦,没有条件把这些缩微胶片冲印出来,幻灯机也很贵,都要花钱。我们就用放大镜直接看这些胶片,再用纸和笔记录下来,可费劲了。

  记者:看来当时的条件非常艰苦。在核潜艇的研制过程中,您还遇到过什么困难?

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 
   
  赵总:参加核潜艇工程的同志里,我33岁,是年纪最大的,其他同志,很多是刚毕业的,还有几位哈军工的老师,跟我差不多年纪。核潜艇项目上马时,苏联留学的同志还没有回来,我们就自己想办法互教互学,不会就学,不懂就问。我们的办法,是"用集体的力量来掌握全面"。就这样,我们的集体在最短的时间里成长起来了。那时候我们都有一股"原子弹精神",艰苦奋斗,不计较任何东西,以完成国家的尖端国防任务为光荣。

  战略上我们不怕困难,但每个环节都具体严谨,需要论证的就论证,需要做实验的就去做,一步一个脚印。核潜艇项目从上马到最后完成,我们中间没有反复,没有走错路,只有不断的改进。
      1965年核潜艇重新上马,我们把原设计草案的参数、要求重新整理好,在这个基础上面,分析和听取各地单位的反馈意见,重新审核了设计方案,工程也顺利进入陆上模式堆的验证阶段。这时候,刚好是我国开始三线建设的时候。1966年,我就带着设计队伍到四川了。在四川建设模式堆是个特殊情况,骑着驴进山,在还没有基础的山沟里面搞模式堆。从配套设施到生活设施,包括吃饭、住宿的地方,都要从头开始。从大城市一下走到落后农村里,除了设计工作,上山打柴,挑水江米都要我们动手。住宿是最简单的条件,我们找了一所乡村小学,把大礼堂占了,就是我们的宿舍。
    
    由于防空的需要,模式堆建在靠山的隐蔽地方,所有的建筑单楼面积不能超过500平方米,"远看像村庄,靠山隐蔽,傍水进洞",当时我们的厂房都是一个个的平房,散在山沟里,因为地势低,环境非常潮湿。模式堆又是一场新的战斗,大家都很认真,任劳任怨。搞模式堆的时候,到了1970年的4、5月份,模式堆已经安装得差不多了,进行调试,启动。系统一次调试过关,顺利进入下一阶段。
    
     记者:模式堆运行过程中有没有出现什么问题?

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 
    
     赵总:一些小问题有,比如控制系统不灵,在故障冗余允许下的控制棒卡棒,管道故障等等,但没有发现过重大缺陷。在调试过程中出现的问题,都反馈给正在建造的核潜艇实艇。建造模式堆和调试的经验对核潜艇有重要的意义,在模式堆上出现过的故障和问题,核潜艇建造和调试过程中都没有发生过。
    
     核潜艇建成后,每次出航都有我们的技术人员伴随,和艇员一道及时解决艇上出现的故障和问题。在核潜艇试航几年之后,基本上所有的问题都解决了,到最后,我们伴随上艇的技术人员常常都趴在舱里睡觉,已经没有问题需要解决了。

     记者:我国第一代核潜艇有没有参照苏联核潜艇的设计?
    
      赵总:没有。1958年我们到苏联的时候,苏联核潜艇的设计也没有最终完成,所以我们提出和苏联联合设计核潜艇的时候被拒绝了——当时他们也没有东西嘛。我们在苏联参观了"列宁"号破冰船,"列宁"号的核反应堆与苏联第一代核潜艇的反应堆很有关系,可以说它就是苏联第一代核潜艇的模式堆。但是我们参观"列宁"号的时候,苏联方面没有向我们提供任何技术数据。

    记者:从外形看,我国第一代核潜艇更接近美国的核潜艇,我们是否参考了同期美国核潜艇的设计?

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 
    
    赵总:美国、苏联的第一代核潜艇,我们都有所参考,但都只是部分参考,我国的第一代核潜艇没有"原始船型"。它是一个消化吸收的产物,消化的也不是外国的产品,只是外国的概念,具体设计都是我们自己搞的。
    
    第一代核潜艇上没有任何国外买来的东西,全都是中国制造。当然,后来我们有条件的时候,进口了一些国外的仪表安装在自己的核潜艇上,比如性能更好的水压仪、水质分析仪等。但这只是为了追求更好的性能。
    
    记者:苏联早期建造的20多艘核潜艇,在服役期间几乎每一艘都发生过核反应堆方面的事故,您觉得,苏联核潜艇事故异常频繁的原因是什么?
    
    赵总:这个原因苏联方面没有明说,具体是建造质量还是设计方面,现在我们还搞不太清。不过,苏联核潜艇及核能的操作人员在操作时经常比"胆子大",对舰船设备经常有一些不合理操作,这是他们海军的传统,可能这也是苏联核潜艇事故频繁的一个原因。
    
    我在苏联看过他们反应堆的一些方案,概念还是很不错的。构思上大胆,有想象力。比如苏联反应堆的循环回路,他们的水是两次进入回路。两次进入回路,水两次加热,这样反应堆效率高,但也带来了结构复杂和安全上的隐患。苏联人在核潜艇设计方面,肯花本钱,肯放开思想,能够做一般人所不能想的事情。

中国海军记忆(16):赵仁恺谈中国核潜艇反应堆发展 - 天使心^_^ - 那一片深蓝……

 

   记者:现在核潜艇的主流反应堆都还是压水堆,而气冷堆、液态金属堆都未进入实际运用,压水堆对于核潜艇有什么特殊的优势吗?
    
    赵总:压水堆对于核潜艇来说是最适合的。它的介质是水,与海洋的亲和性最好,对人的安全性也相对好。

    记者:压水堆有什么固有的缺陷吗?
    
      赵总:水蒸汽的压力和温度上限是固定的,在这一点上不如其他的介质。但压力和温度的上限也是可以提高的,提高参数,提高效率,提高可靠性。比如蒸汽回路的温度,目前是300℃,热效率20%不到,下一步如果提高到450℃,理论上效率可以达到40%。另外,现在核反应堆一个发展的方向,是"傻瓜堆",无论怎么操作,谁来操作,都不会出事。"傻瓜堆"最先是准备运用在陆上核电站的,现在,核潜艇反应堆也开始提倡这个。

     记者:法国核动力航母的反应堆是核潜艇反应堆移植过来的,但法国现在对"戴高乐"号的动力不太满意,核潜艇反应堆在结构上是否不适合于水面舰艇?
    
    赵总:理论上来说,核潜艇的反应堆也是适合于水面舰艇的,两者的原理相同,水面舰艇上的空间比潜艇更充裕。法国核反应堆存在的问题,是它的移植还不够正规。美国航母所用的核反应堆,结构上与核潜艇堆是相似的,但做了放大。
    
    记者:现在的AIP潜艇设计中,有一种方案是给潜艇加装小型核反应堆,这种模式的前景如何?
    
    赵总:混合动力潜艇并不合适。小型核反应堆作为小艇的单一动力是可行的。
    
    记者:回首看第一代核潜艇,还有什么可改进的地方?
    
    赵总:第一代核潜艇解决了有无。解决了有无以后,我们就不能再慢慢走路了,要跨越。
    
    记者:感谢您接受我刊的采访,祝您健康长寿。

  评论这张
 
阅读(1944)| 评论(18)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017