今年3月15日，我国国产三代核电“华龙一号”全球首堆福清5号机组堆内构件完成交付。伴随着车间大门的缓缓打开，有着“华龙”“龙骨”美誉的堆内构件在聚光灯前终于揭开神秘的面纱，正式迈出了它在国产核电和关键设备研制舞台上亮相的最美一步。

　　该堆内构件由中国核动力研究设计院负责研发设计，由上海第一机床厂承担制造，是“华龙一号”关键设备大家庭中的重要一员。它满足国内和国际最先进的核电法规标准，具备完整自主知识产权。它的正式验收，将有效保障“华龙一号”全球首堆项目的稳步推进，为“华龙一号” “走出去”以及中国制造走向世界奠定坚实基础。而在这一重大成就的背后，凝结了几代核动力院人长达数十年的智慧结晶。

　　赳赳壮志，展示自强决心

　　堆内构件位于反应堆一回路主设备压力容器之中。在核反应堆的所有设备里，堆内构件属于关键中的关键。如果把核岛中大大小小的设备比作“华龙一号”巨龙身体里的各个器官，那么堆内构件就是这条龙躯之中包络脏腑、支承龙腾的“龙骨”。整个核电运行的核心、不竭动力的源泉——核燃料组件，就安装在“龙骨”里。

　　作为三代核电技术特征的典型设备，堆内构件不仅要为堆芯和压力容器提供重要的保护功能，还具备独特的二次支承功能：当遇到极端事故时，堆内构件能够有效地防止堆芯跌落，降低反应堆出现熔融、放射性物质从压力容器中泄露的风险。此外，堆内构件还为反应堆内用于参数测量和数据监控的导线提供支承和导向作用。

　　然而，堆内构件的研发可不是简单的几张图纸或几篇论文就能实现的。在相当长的一段时间里，由于我国的整体工业水平较为落后，材料、技术、工艺均不成熟，国产核电用堆内构件的研发在从理论到实践的道路上走得异常艰难。

　　改革开放以来，核动力院的科研设计人员通过深入学习国外30万千瓦、60万千瓦和百万千瓦级压水堆核电技术，逐渐掌握了二代和二代加核电堆内构件的技术特点。随着研究的深入，科研人员渐渐发现，中国人自主研发的堆内构件完全可以登上世界核电的舞台与各国的成熟技术一较高下。

　　在核动力院设计所副所长曹锐的心里，创新研发国产百万千瓦级压水堆堆内构件的那些日子，是他人生中最为难忘的一段记忆。

　　1996年，国家计委提出了“以我为主，中外合作，引进技术，推进国产化”的核电发展方针。中核集团也随之启动了百万千瓦级压水堆核电厂（CNP1000，后更名CP1000）的概念设计。为了积极响应这一重要方针，实现百万千瓦级压水堆的国产化目标，在反应堆物理屏蔽、热工水力、力学等专业人员的共同努力下，当时担任堆内构件专业组组长的曹锐和组里同事何大明、李燕等人提出了堆内构件创新设计方案。当时，我国在建的百万千瓦级压水堆核电站，多数都是从法国引进的M310堆型。该堆型有个典型的特征，就是堆芯部分排布有157组燃料组件。而曹锐等人提出的方案则增添了20组燃料组件，这也意味着堆内构件无论是外形还是细节，都要进行全新的设计，正可谓牵一发而动全身。为了保证新堆内构件的安全可靠，团队的成员们立即展开了科研攻关，提出了多个新的结构设计方案。

　　2010年，中核集团在CP1000的基础上，启动ACP1000重点科技专项研发，即“华龙一号”。在这次专项研发中，堆内构件科研团队积极引入了三代核电“非能动”的相关概念，重点关注了在事故工况下反应堆总体和堆内构件的安全性能。日本福岛核事故后，堆内构件科研团队又充分吸收了福岛事故的经验教训，提出了全新的堆内构件优化设计方案，助力国产三代核电技术在全球核电发展的“寒冬期”焕发出了全新的生命力。

　　拳拳初心，履行设计重任

　　对于现任堆内构件专业组组长李燕来说，“华龙一号”堆内构件就像是她的另外一个孩子，她倾注了自己的青春和芳华，对其悉心哺育、用心呵护。

　　2009年，CP1000示范工程堆内构件的初步设计刚刚完成，李燕就带领团队提前开始了堆内构件的工程设计，并将设计细化到了每一个零部件。凭借着充分的准备，团队在一年以后的ACP1000堆内构件专项研发中事半功倍，在短期内取得了重大进展。

　　2012年，“华龙一号”被确定以福清核电厂5、6号机组作为目标工程后，李燕再次带领团队成员快马加鞭，经过十个月艰苦奋斗，完成了初步安全分析报告（PSAR）及整套堆内构件施工设计图纸，并顺利通过了次年由中国核能行业协会组织召开的ACP1000初步设计评审。与会专家一致认为：ACP1000是具有中国人完全自主知识产权的三代压水堆核电技术。

　　如何将研发团队的最终方案打造成钢筋铁骨的实物？如何将图纸上的理论尺寸转换为现场制造的工艺参数？堆内构件团队迎来了全新的挑战。专业室负责“华龙”项目的副主任余志伟调动起专业室最强大的技术支持，完成了海量的技术文件和图纸的审核工作。核动力院“华龙一号”项目的副总师钟元章用丰富的工程经验解决了许许多多的技术难题，帮助整个团队少走了许多弯路。在团队骨干胡朝威的努力下，堆内构件的关键性间隙计算和现场对中超差分析得以顺利完成，整个设备结构的精细化程度再次提高。大学毕业不久的李宁承担了专业组里堆内构件材料技术要求的编制工作。团队成员蒋兴钧和王庆田两人合作默契，各类棘手的材料、焊接等技术问题被迅速解决……

　　作为三代核电技术，“华龙一号”堆内构件有一个典型的技术特征：所有的堆芯测量装置都从堆内构件的上方引入。密密麻麻的导管需要在堆内构件上部不大的空间内布置的井然有序、互不干涉，其难度堪比一台复杂的内科手术。为了完成这项挑战，设计团队的李娜、饶琦琦、舒翔等始终坚持着“5+2”工作模式，一周七天全部扑在了这项工作。在他们的巧手雕琢下，“龙骨”上的每一根“筋脉”和“神经”最终都精确无误地衔接在了一起。而在流致振动现场实测试验工作中，“华龙一号”新型的结构和流场对流致振动提出了更高的要求。专业组成员赵伟、胡雪飞、王仲辉积极投入相关设计，克服任务重、进度紧、担子重的困难，圆满完成实验的设计和制造工作，为堆内构件通过验收添上了浓墨重彩的一笔。

　　从2014年投料准备到2018年堆内构件验收，核动力院团队共计完成图纸581张、文件207份，回复传真1049份。在近四年的时间里，设计团队向制造厂派驻现场服务人员的工作从未间断，有关“龙骨”成长的第一手信息，每天都源源不断地传回千里之外的成都。眼瞅着堆内构件不断成型，大伙儿对这个“钢疙瘩”都产生了深厚的情谊。功夫不负有心人，在全体团队成员的共同努力和见证下，“华龙一号”全球首堆福清5号机组堆内构件终于完美亮相！（胡雪飞 王庆田 李燕）