文 | 四川经济网 廖振杰
稳压器先导式安全阀，是核电厂安全等级最高、重要性最大的阀门之一，也是核级阀门行业公认的国产化难度最大的设备。它的成功国产化，背后是几代科研人员足足40年的艰苦攻关。
在位于四川成都的中国核动力设计研究院的稳压器先导式安全阀试验现场，该院安全阀研制负责人李晓钟感慨万千地表示：“研发它，就像啃一块硬骨头。我们经历了无数次试错、反复积累经验，最终才从‘量变’得到了‘质变’。”
2024年5月8日，由中核集团中国核动力研究设计院联合中核苏阀科技实业股份有限公司共同研发的国内首台核电厂稳压器先导式安全阀，在成都顺利完成全部鉴定试验，此举标志着我国成功掌握该核电阀门关键技术，打破国外技术垄断，具备向核电机组供货的能力，成为世界上少数掌握该技术的国家之一，对提升我国核电项目自主性，加快推动我国核电“走出去”具有重要意义。
当前，该项目正在行业内组织开展成果鉴定工作，一切进展顺利。
岁月展壮志，磨炼显本色。在李晓钟深入浅出的讲述中，国内首台核电厂稳压器先导式安全阀充满挫折却又饱含激情的诞生之路缓缓铺开。
稳压器先导式安全阀（中国核动力设计研究院供图）攻关40年实现“国产” ，攻克核级阀门行业“天花板”级难题
核电厂的结构原理是十分复杂的，非专业人士很难了解其细节，而核电厂稳压器先导式安全阀门是什么、如何工作，普通人亦很难想象。安全阀研发课题组组长王宇翔用一个简单的例子作了一个类比。
“你可以想象一个高压锅，高压锅的锅盖上有一个排气阀门，当高压锅内部的压力值超过预定值，这个阀门就会自动打开，将蒸汽排出锅外，从而保障使用者的人身安全。”他说，“简单地理解，如果把高压锅比作核电站整体，那么稳压器先导式安全阀正是它的‘排气阀门’，不同的是，生产一个高压锅排气阀并非什么难事，但稳压器先导式安全阀原理复杂、结构精密、功能多样、指标严苛，想要攻克技术难关，并非易事。”
难，源于需要对安全阀的压力定值进行精准的控制。王宇翔说：“核电厂投入运行后，其蕴含的能量巨大，对异常工况的管控和处置必须十分精准。因此，要控制好运行压力，就需要核安全级阀门具备极快的反应速度和极高的动作精度，不能有丝毫差错，这也会对阀门零部件的精度提出极为苛刻的要求。另外，要满足要求，又涉及到反应堆系统设计与瞬态分析、核级设备结构设计与动态特性分析、核级设备多学科综合性能鉴定等多个技术领域的交叉融合，是一块名副其实的‘硬骨头’。”
难，在于其是核电厂“最后一道”安全屏障。王宇翔表示，在发生超压工况时，如果稳压器安全阀无法正常开启，或安全阀开启后出现关闭故障，都会对反应堆一回路的稳定运行带来十分严重的影响。而稳压器先导式安全阀正是严防产生这些后果的“钢铁卫士”，因此其在核安全等级、抗震等级和规范等级等各项要求上，均被列为最高等级。
核电厂稳压器先导式安全阀，标志着阀门领域的最高技术水平，是目前少数几个未能国产化的核电关键“卡脖子”设备之一，在很长一段时间内，国内在役及在建的核电厂稳压器先导式安全阀依赖进口，限制了我国核电产业的高质量发展。
深知其难，更要迎难而上。
中国核动力设计研究院对先导式安全阀的自主研发之路，始于上世纪八十年代，取得了一些成果，也积累了一些经验。
2004年，该院瞄准商用核电开展大排量先导式安全阀研发，此后陆续在该阀门的工作原理、结构设计等方面都取得了许多新的重要成果，为最终的成功打下了基础。
2016年，该院成立了“华龙一号稳压器先导式安全阀”研发团队，正式对这块“硬骨头”发起了冲刺。
2019年4月，伴随着轰隆一声巨响，一股白色蒸汽从消音器的排放口喷涌而出，冲向蓝天，十余秒后阀门迅速自动关闭，白色蒸气在天空中冷凝成水滴，就像一阵细雨，飘落在实验外场人员的身上。项目研发迎来了里程碑式的时刻，等比例样机原理验证成功，最核心技术取得了突破！
2024年5月上旬，经历了大量艰苦的攻关工作后，国内首台核电厂稳压器先导式安全阀顺利完成所有的鉴定试验项目。这标志着我国彻底打破了技术壁垒，成为了少数几个完全掌握该项目技术的国家之一。
毫厘之间下足苦工，厚积薄发开启“硬核”创新路
宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。回首来时路，李晓钟感慨颇多：“要攻克任何难题，都不可能一蹴而就，屡战屡败，但屡败屡战，面对挫折永不言弃，成功一定在前方！”
回想稳压器先导式安全阀的国产化研发路之初，上来第一个问题就难住了团队：该阀门的工作原理和结构设计过于复杂，国外各大厂商采取的设计方案均不同，我们的国产阀门该遵循何种思路进行设计？
李晓钟清醒地意识到：各国核电产业发展实际不同，照搬照抄行不通，只有坚持自主设计理念，立足自身产业基础，发扬自身技术优势，因地制宜、实事求是地用现代设计理论开展创新设计，才能收获成功。
此后，课题组从基础出发，认真系统学习和研究了“TRIZ理论”、“模块化设计原理”等现代设计方法，连最基础的理论也一一剖析，把种种知识重新掰开了、揉碎了、嚼烂了，再进行创新性思考，而后在功能分解、模块划分、结构组合等方面思考了多种设计思路，最终创造性地形成了一种既与国外产品全然不同，又充分考虑兼顾已掌握的安全阀技术特点的总体设计方案。
过了“设计关”，算是迈出了成功的第一步。但要让全新的设计从“纸上”落到“地上”，又谈何容易。研发如此精密的设备，在很多细节上，都得当心“失之毫厘，差之千里”。课题组成员郭松讲述了这样一个故事：在试验前期，课题组遇到了安全阀样机不能按照预先设计的条件起跳或关闭的棘手问题。在课题组不断推演动作过程的所有可能后，最终锁定了故障原因——仅仅是因为某个部位上不足一毫米的尺寸“不对胃口”，几百公斤的“大家伙”便闹起了“情绪”。”
诸如此类大大小小的难题，课题组攻克了无数次。每一次他们都从基本原理入手，反复试验、反复分析、刨根问底，一步一步突破最核心、最关键的技术瓶颈。
在成功的道路上，研发团队也收获了不少意外之喜。
“从前，我们使用国外的设备，对许多技术细节往往是知其然，不知其所以然，但随着鉴定试验全部完成，我们不仅攻克了稳压器先导式安全阀的技术关，还打通了一系列别的技术堵点，使我们的技术水平得到了一次大提升、大飞跃。”郭松介绍道。
技术上的大飞跃，也伴随着实验设备的大更新。在攻克稳压器先导式安全阀的过程中，中国核动力设计研究院建成了大型安全阀综合热态性能装置，该装置可覆盖百万千瓦级大排量安全阀热态鉴定试验项目，不仅能为稳压器安全阀提供试验和鉴定支持，还能为其他类型阀门提供试验服务和技术支持。
接下来，该院将召集多方力量，促进技术研发的整体协同，走好成果转化关，尽快实现首台套供货，同时再接再厉，用自身的技术为核技术产业链作出更多更实的贡献。
