紀(jì)實:中核集團成功研制我國最大口徑真空閥門
深秋的一個晚上,太原的一所寄宿小學(xué)里已經(jīng)放學(xué)多時,孩子們都早早被家長接走了,校園里冷冷清清的,只有一個叫琳琳的低年級孩子留宿了,看著這個悶悶不樂的孩子,宿管老師撥通了琳琳家長的電話。
“不好意思,張老師,我和我愛人現(xiàn)在都在外地出差,這幾天就麻煩您多照看琳琳了……”接電話的家長就是中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司機械設(shè)計工程師劉洋。她今年35歲,在公司工作了十幾年,擁有專利技術(shù)20多項。當(dāng)時劉洋正擔(dān)負(fù)著一項重要研發(fā)任務(wù)——DN400轉(zhuǎn)筒真空閥門(目前國內(nèi)最大口徑)的研制,并且該任務(wù)已經(jīng)進(jìn)入最后的攻堅階段——駐場試驗。為了工作而無法陪伴孩子,劉洋不是真空閥門團隊中的唯一一個。這支年輕的科研團隊,為了填補國內(nèi)閥門技術(shù)的空白,已經(jīng)傾盡全力奮戰(zhàn)了多年。
自主投入研發(fā)達(dá)到國際先進(jìn)
近年來,核電技術(shù)的發(fā)展極大地帶動了我國核燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,核燃料加工產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展,離心系統(tǒng)就要擴大,系統(tǒng)升級需要尺寸更大的核級真空閥門設(shè)備。而國內(nèi)還沒有相應(yīng)的核級大口徑閥門,符合要求的產(chǎn)品只能由國外廠商提供,但價格昂貴并且受到采購制約,同時由于技術(shù)的敏感性,無法獲得對方的核心技術(shù)。“我們的責(zé)任就是攻堅克難自主研發(fā),絕不能讓國家仰仗別人家的技術(shù)過活!”這是國內(nèi)核燃料生產(chǎn)科研人員們共同的心聲。
2013年,為了突破大口徑真空閥的關(guān)鍵技術(shù),中核新能自主投入開展了國內(nèi)最大口徑電動、手動真空閥的研制?!癉N400轉(zhuǎn)筒真空閥門”研發(fā)設(shè)計團隊成立,并隨即投入緊張的研發(fā)工作。
“大口徑閥門的關(guān)鍵技術(shù)是在實現(xiàn)快速啟閉的同時保證閥門密封并有效控制閥門振動對管道的沖擊。隨著閥門口徑增大,密封力矩、慣性矩成倍增加,加之啟閉時間的限制,解決閥門振動問題難上加難。找到問題的關(guān)鍵所在及解決辦法不但需要大量的理論分析,更需要閥門多方位安裝,多通道測試的試驗驗證。”劉洋向記者介紹著研發(fā)的難點。
針對閥門口徑增大所帶來的密封、沖擊等技術(shù)難點,研發(fā)技術(shù)團隊通過反復(fù)計算、論證,研究確定了設(shè)計邊界條件,解決了傳動機構(gòu)、密封及閥芯結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)及機制造過程中存在的一些問題,保證了閥門的可靠性和密封性,并通過型式試驗、振動測量試驗驗證了理論分析的準(zhǔn)確性。經(jīng)過三年半的獨立研發(fā)設(shè)計,閥門技術(shù)研發(fā)團隊最終不負(fù)眾望,從無到有,以降低總投資、遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)初的設(shè)計目標(biāo)的結(jié)果完成了研發(fā)任務(wù)。通過500多次各方位啟閉工況考核和現(xiàn)場測試表明,新研發(fā)的DN400電動、手動轉(zhuǎn)筒真空閥密封性能優(yōu)于現(xiàn)有同類閥門,能充分滿足國內(nèi)相關(guān)生產(chǎn)工藝要求。
2017年4月,中核新能組織召開了大口徑電動真空閥帶料工況考核實驗總結(jié)暨現(xiàn)場測試評審會,專家組認(rèn)為,3個月的樣機待料工況考核實驗足以證明該項目已經(jīng)實現(xiàn)了預(yù)期研究目標(biāo)。同年6月,中核集團科技與信息化部針對該科研項目召開科技成果鑒定會。鑒定委員會認(rèn)為,新型大閥門采用防竄動閥芯定位機構(gòu)和主軸動靜結(jié)合的多道密封型式,有效保證了閥門在任意安裝方位密封的可靠性;設(shè)計的柱形撐架限位機構(gòu),優(yōu)化設(shè)計了蝸桿尾部緩沖裝置,提高了閥門的整體抗沖擊性能,保證了啟閉時間;開發(fā)了具有限位功能的半蝸輪傳動機構(gòu),簡化了閥門結(jié)構(gòu)。從這幾個創(chuàng)新點來看,該技術(shù)填補了國內(nèi)空白,并達(dá)到國際先進(jìn)水平。
目前,新型閥門即將投入使用,對提高我國核燃料加工產(chǎn)業(yè)的競爭力具有重要意義。
揮灑青春激情書寫華麗篇章
作為“DN400轉(zhuǎn)筒真空閥門”研制的團隊成員之一,劉洋深知自己肩負(fù)的任務(wù)對自己的團隊、對公司甚至對國家有多么重要。
研發(fā)團隊中,主要研究人員有5人,除技術(shù)指導(dǎo)外,基本都是27到35歲左右的年輕人。項目研發(fā)期間也是幾名主要研究成員即將成家或初為人父母的時候,但為了研發(fā)工作,他們只能暫時把家中的一切拋至腦后。團隊里像劉洋那樣為了工作顧不上照顧孩子的年輕媽媽還有項目負(fù)責(zé)人殷亞芳,出差前一天晚上孩子生病,哭著不讓媽媽走,媽媽卻含淚上了車;范國偉結(jié)婚前的幾天還駐守在項目試驗現(xiàn)場;薛光磊的妻子生產(chǎn)時,正趕上項目鑒定階段,但妻子周六進(jìn)了產(chǎn)房,周日他就又趕回了單位加班……
研發(fā)過程中,團隊成員分工合作,有人負(fù)責(zé)對比分析——分析研究我國自主研制閥門與國外進(jìn)口閥門的差異,點對點地總結(jié)閥門每一處細(xì)節(jié)的優(yōu)缺點;有人負(fù)責(zé)理論推導(dǎo)——建立傳動模型;有人負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)分析——運用運動學(xué)理論分析,合理設(shè)置凸輪機構(gòu);有人負(fù)責(zé)試驗驗證——編制振動測量試驗方案。幾乎每個人都是一面獨立沖鋒的大旗,遇到關(guān)聯(lián)問題時,大家又協(xié)同作戰(zhàn),及時展開討論。
經(jīng)過無數(shù)加班加點的翻閱資料、無數(shù)次思維碰撞、無數(shù)個緊張的白天的測算和難眠的夜晚的思索,討論方案、設(shè)計評審、現(xiàn)場配合……終于攻克難關(guān),大家如釋重負(fù)。
當(dāng)被問及項目隊員們的拼搏精神時,劉洋說:“大家之所以這么拼,一方面是因為年輕人都有一股沖勁兒,渴望事業(yè)上的成就感和為國家貢獻(xiàn)力量的榮譽感,另外就是一種責(zé)任心的驅(qū)使,覺得上級安排的任務(wù)一定要完成?!?/p>
“駐場監(jiān)造期間,幾位同志都很認(rèn)真負(fù)責(zé),任何一個技術(shù)指標(biāo)過不去,都要退回來重做,一定要把問題解決了。工作了解也很透,每次領(lǐng)導(dǎo)去調(diào)研,他們都能把各種問題答得全面而專業(yè),也很受甲方的信任?!毙履芄究偨?jīng)理助理、科技規(guī)劃處處長肖朝陽介紹說。這個團隊正憑借他們的年輕、智慧、勇氣和責(zé)任感邁向新的挑戰(zhàn)。
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