ZH-65型蒸汽发生器：镶嵌在华龙一号上的闪耀明珠

2019年10月1日，在中华人民共和国成立70周年华诞的盛大典礼上，搭载着华龙一号模型的四川彩车从天安门前经过。坐在电视机前的中核集团华龙一号蒸汽发生器总设计师张富源激动地说到：“快看，那就这是我们中国自主研发的华龙一号!”四川彩车上华龙一号四个鲜红的大字格外醒目，吸引着全世界的目光。

“契合着国家‘一带一路’的政策，我国自主研究设计，拥有完全自主知识产权的第三代核电站华龙一号应运而生。”谈起华龙一号，从1997年一开始就直接参加了这个项目研究设计的张富源颇为自豪地说，华龙一号的皇冠上有一颗璀璨的明珠，它的名字叫“ZH-65型蒸汽发生器”。这颗明珠，承担着打破国外垄断，助力我国核电“走出去”的重任。

打破垄断 从零开始

了解核电站的人都知道，“蒸汽发生器”是核电站不可缺少的主设备之一，是连接核电站一回路系统和二回路系统的枢纽。堆芯产生的高温、高压且带高放射性的反应堆冷却剂从蒸汽发生器内的U形传热管中流过，加热传热管外的水，产生湿度等符合设计要求的饱和水蒸汽，再被送去发电，所以它又被称为“核锅炉”。

蒸汽发生器结构复杂，由近万个零件构成，价格昂贵，每台动辄就近两亿元。在2007年以前，大型核电站的蒸汽发生器的设计技术及知识产权都掌握在美国、法国等少数几家设计公司手中。国内百万千瓦级核电站的蒸汽发生器都是外国公司负责设计的，不但价格昂贵，而且技术转让条款也十分苛刻，限制了我国核电产业的发展。

“最初设计ACP1000(华龙一号的前身)的时候，也考虑过购买国外的蒸汽发生器技术，但是技术转让条款苛刻，使得我们无法接受。要打破技术瓶颈，促进中国核电产业转型升级，就必须进行自主创新，掌握关键技术。”张富源说，要攻克核心技术、掌握关键技术，就得开展设计技术攻关。要打破外国公司的技术垄断，获得完整的自主知识产权，就必须在技术上创新。到了2010年，中核集团公司很有先见地提出了核电要“走出去”的发展思路。ACP1000要能出口，蒸汽发生器要能走出国门，就需要有“出身证”“路条”，技术自主研发的步伐更加的急迫。为解决这一“瓶颈”问题，以实际行动落实集团公司的发展战略，核动力院及时成立了院级“出口核电站蒸汽发生器自主设计攻关组”，由张富源挂帅，担任院攻关组组长，兼专家组组长，全面主持技术攻关工作。

“ZH-65型蒸汽发生器”自主研发之路正式开启。

攻坚克难 自主创新

“当时决定进行蒸汽发生器自主研发的时候，条件很艰苦，没有经费，也没有试验设备，是院领导拍板，我们院自筹经费也要干起来。”说到当时的科研条件，张富源感慨地说。除了经费不足外，更艰巨的一点是没有试验装置。但是有了院的大力支持，技术人员都充满的激情和干劲儿。最终，通过到全国各地调研，在河南南阳石油开采油田建造了利用油田产高温高压蒸汽做热源的国内首个大型、技术先进的汽水分离装置和管子支承板热态性能试验台架，开始了“ZH-65型蒸汽发生器”的重要试验。

“那时候是冬天，河南下着大雪，我们团队就租了一个集装箱当宿舍，住在油田试验装置旁边，方便我们进行试验。周围什么都没有，吃饭还得骑车到附近的小镇才能买到。”张富源说，为了不耽误油田正常的工作进度，试验大多在半夜或双休日进行，以确保如期完成试验，取得关键试验数据。

在“ZH-65型蒸汽发生器”研发过程中，有一大难点，就是传热管的研发。传热管是蒸汽发生器最关键的部件，每台蒸汽发生器有5835根17.48×1.02(mm)规格的因科镍尔合金U形传热管，总重约60吨。2012年以前，这种规格的传热管全靠进口，费用高达150万元一吨。

“必须把用于华龙一号蒸汽发生器上的传热管靠我们自己搞出来!”这是张富源给攻关组定下的目标。通过两年的努力，团队研究设计出了能抗高温高压、耐腐蚀、传热性能好的传热管，造价降低了一半。

蒸汽发生器的自主化研发就是这么一步一步走过来的。

2015年，经过5年不断地研究、设计、修改和设计验证试验，张富源带领团队成员完成了“ZH—65型蒸汽发生器”自主设计技术攻关任务，获得了该型蒸汽发生器设计技术的完全自主知识产权，拿到了技术出口的“通行证”。

“ZH—65型蒸汽发生器”高约21米、最“胖”的部位直径约4.6米、体重365吨，通体亮白，设计人员都称它为“大白”。

作为国内第一款由中国核电人负责设计、拥有完全自主知识产权、第三代大型压水堆核电站华龙一号专用的蒸汽发生器，“ZH—65型蒸汽发生器”达到并部分超过了国际第三代核电站蒸汽发生器的技术水平，被誉为华龙一号皇冠上的一颗璀璨明珠。

今后，这颗明珠也将被镶嵌到华龙一号批量化工程中，继续闪耀着光辉。