編者按：

2021年1月30日，“華龍一號”全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行。這標(biāo)志著中國打破了國外核電技術(shù)壟斷，正式進(jìn)入核電技術(shù)先進(jìn)國家行列。

長風(fēng)破浪會有時，直掛云帆濟(jì)滄海?！叭A龍一號”采用我國和國際上使用經(jīng)驗最豐富、安全紀(jì)錄最好的壓水堆堆型，其研發(fā)是在繼承我國30年核電技術(shù)發(fā)展成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新，形成“華龍一號”這一值得中國人自豪和驕傲的重大成果。

《中國核能》推出專題報道，展現(xiàn)“華龍一號”的研發(fā)和建設(shè)者們數(shù)年執(zhí)著堅守，把責(zé)任扛在肩上，攻堅克難，嘔心瀝血，潛心鉆研，終于打造出閃耀著中國人智慧的“大國重器”和“國家名片”的精彩故事。

李紅鷹（左二）等技術(shù)人員在福清5號機(jī)組核島廠房前合影

30年只做一件事，你會做什么？

中國核動力研究設(shè)計院（以下簡稱“核動力院”）“華龍一號”項目副總師李紅鷹給出了他的答案：“做我國自主研發(fā)設(shè)計的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)?！?/p>

從無到有，從有到強(qiáng)，從ML-A型到ML-B型，我國自主研發(fā)的控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)如今已經(jīng)搭乘“華龍一號”，漂洋過海，走向世界。

這個橫跨30年的故事，注定是中國核電事業(yè)歷史長河中濃墨重彩的一筆。

入行：“臨危受命”擔(dān)重任

控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)是反應(yīng)堆中惟一運(yùn)動的部件，承擔(dān)著反應(yīng)堆的啟動、功率調(diào)節(jié)、保持功率、正常停堆和事故停堆等功能。其設(shè)備性能直接關(guān)系到反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性和可靠性，是反應(yīng)堆的主設(shè)備之一。

“八五”期間，核動力院艱難地開啟了反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的自主研發(fā)之路。當(dāng)年，僅21歲的李紅鷹以優(yōu)異的成績從華東化工學(xué)院化工機(jī)械專業(yè)畢業(yè)，來到核動力院設(shè)計所二室從事各類控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計和研制工作。這一堅持就是近30年。

剛工作時，李紅鷹就參與了秦山二期60萬千瓦核電站控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計和研制。在課題負(fù)責(zé)人李金賢的帶領(lǐng)下，經(jīng)過6年攻堅，先后完成了控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)電磁驗證樣機(jī)和原理樣機(jī)的設(shè)計和研制。1997年，ML-A型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)完成了設(shè)計要求的280萬步熱態(tài)壽命考驗試驗。1998年，在控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)完成試驗后，李金賢因健康原因，不能正常上班，課題負(fù)責(zé)人的工作便壓到了李紅鷹的頭上。

“ML-A型驅(qū)動機(jī)構(gòu)是我們第一次自主研發(fā)控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)，當(dāng)時在工藝和材料上存在很多不足。雖然完成了熱態(tài)壽命試驗，但是我們還有很多后續(xù)工作要做，如原理樣機(jī)失效分析、秦山二期的施工設(shè)計、產(chǎn)品樣機(jī)的研制等等，都是亟需解決的問題。李老師身體不好，課題負(fù)責(zé)人的擔(dān)子壓到我身上，很多技術(shù)問題需要我來決策，而我當(dāng)時的知識儲備不足以擔(dān)此重任，壓力巨大，只能拼命學(xué)習(xí)，疲于應(yīng)對，感覺都要被逼瘋了?！睂Α芭R危受命”的李紅鷹來說，1997年是他人生的一個重要轉(zhuǎn)折點。

主持控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研發(fā)工作，對剛工作幾年的李紅鷹來說，是一次巨大的挑戰(zhàn)。有一次，李紅鷹去和一個廠家進(jìn)行技術(shù)交底，結(jié)果廠家提出的一些技術(shù)問題，他卻答不上來?！皶皽?zhǔn)備時，只是搞清楚了技術(shù)條件的具體要求，哪知道別人會問你為什么提出這些要求，實現(xiàn)不了怎么辦？結(jié)果被問得啞口無言，當(dāng)場臉都紅了。”回憶起那次經(jīng)歷，李紅鷹如是說。這也讓他回院后下定決心，一定要把控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)都摸透。

不懂的問題怎么辦？首先，向前輩請教。李紅鷹每次去看望病中的李金賢老師，談得最多的總是工作上的事；其次，自己查資料，不斷積累；然后下工廠，去廠里跟技術(shù)人員和加工師傅現(xiàn)場請教學(xué)習(xí)。剛剛主持研發(fā)工作的那兩年，李紅鷹每年幾乎有一半的時間都泡在工廠里，學(xué)習(xí)相關(guān)的制造工藝。因為經(jīng)常往工廠跑，后來李紅鷹跟廠里的技術(shù)人員、電工、焊工、鉗工等關(guān)系都非常好。“作為一個課題負(fù)責(zé)人，就不能只懂設(shè)計，生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都必須懂，這樣才能發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題。改進(jìn)設(shè)計，解決問題，才能統(tǒng)籌全局。”李紅鷹感慨地說。

1999年3月，ML-A型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)品樣機(jī)完成了300余萬步的壽命考驗試驗，通過了原中國核工業(yè)總公司組織的驗收鑒定，標(biāo)志著我國自主設(shè)計研制的秦山二期核電工程控制棒驅(qū)動系統(tǒng)取得了成功，實現(xiàn)了大型核電站控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的國產(chǎn)化，并且在技術(shù)上達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，為我國大型核電站成套設(shè)備國產(chǎn)化做出了重大貢獻(xiàn)。2000年7月，秦山核電二期工程1號機(jī)組控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)品順利出廠。2000年11月，該項目因其在核電國產(chǎn)化進(jìn)程中的卓越貢獻(xiàn)被評為國防科學(xué)技術(shù)一等獎。2004年1月，該項目獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。目前，ML-A型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國自主設(shè)計的二代加核電站。

李紅鷹在三門核電核島電氣廠房內(nèi)工作

立誓：堅定不移做自主

“國外的技術(shù)很成熟了，我們可以直接引進(jìn)，沒必要花那么多人力、物力來做自主研發(fā)。”上世紀(jì)八九十年代，我國制造業(yè)水平不高，很多核電設(shè)備都要依賴外國進(jìn)口。當(dāng)時許多人并不看好自主研發(fā)。

但控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)課題組的科研人員并不這樣想。他們認(rèn)為我國核電產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，實現(xiàn)自主化是必然之路，核心關(guān)鍵技術(shù)不能永遠(yuǎn)受制于人?！白灾餮邪l(fā)控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)，很難，但是也必須干，而且必須干成。”他們?yōu)榇税l(fā)下了“狠誓”。

秦山核電二期工程兩個機(jī)組多年的實際運(yùn)行，證明我國自行研制的控制棒驅(qū)動系統(tǒng)的各項性能完全滿足設(shè)計要求。但是，ML-A型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的成功，并沒有讓李紅鷹滿足。

他說：“當(dāng)時做ML-A型的時候，雖然設(shè)計實現(xiàn)了自主，但是幾個關(guān)鍵材料和零部件還是需要從外國進(jìn)口，這樣我們還是要受制于人。而且隨著核電的發(fā)展，對控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的性能要求也越來越高。研發(fā)更先進(jìn)的控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)，是必然選擇?！?/p>

針對三代核電站對驅(qū)動機(jī)構(gòu)提出的更長設(shè)計壽命—— 設(shè)計壽命由40年提高到60年；更高抗震等級——由0.15g提高到0.3g；更高可靠性——減少事故發(fā)生和焊縫泄露的概率 等設(shè)計指標(biāo)，核動力院又開始了適用于三代核電站的ML-B型驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研發(fā)工作。

但是，要研發(fā)更高性能的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，并實現(xiàn)完全國產(chǎn)化，并不是那么簡單的事，過程中充滿曲折和辛酸。

在設(shè)計上，ML-B型驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研制不僅僅是在ML-A型驅(qū)動機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計指標(biāo)的翻版，研發(fā)有太多的變化：整體式驅(qū)動桿行程套管、一體化密封殼和雙齒鉤爪等新型設(shè)計理念都站在當(dāng)今世界驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)計的最前沿；采用ANSOFT軟件進(jìn)行精確電磁分析，采用LMS Virtual Lab軟件進(jìn)行三維運(yùn)動仿真分析和干涉分析都代表著當(dāng)今世界驅(qū)動機(jī)構(gòu)最先進(jìn)的設(shè)計手段。從2005年課題立項，到2008年完成ML-B型驅(qū)動機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)，李紅鷹和他的團(tuán)隊奮戰(zhàn)上千個日夜，經(jīng)過上百次的試驗驗證，才有了這些難得的變化。

實現(xiàn)完全國產(chǎn)化，更是難上加難。做ML-A型驅(qū)動機(jī)構(gòu)時，因當(dāng)時國內(nèi)工藝水平不達(dá)標(biāo)，鉤爪、驅(qū)動桿原材料、可拆接頭原材料等關(guān)鍵零部件、材料需要從國外進(jìn)口。但是進(jìn)口材料的價格非常昂貴，一套鉤爪就需要1萬多美元。

“當(dāng)時我們每臺驅(qū)動機(jī)構(gòu)才70多萬元，進(jìn)口這幾個零部件和材料就要花近20萬元，大部分的利潤讓外國賺走了?！崩罴t鷹說，大家辛辛苦苦研制的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，不僅讓外國把錢賺走了，還要受制于人。這種感覺很不好受。

為了解決這些難題，李紅鷹不辭辛勞，認(rèn)真參與調(diào)研。寧江機(jī)床廠、資陽車輛廠、五糧液普仕集團(tuán)、東風(fēng)電機(jī)廠、一重、上海寶鋼、中科院金屬所等眾多單位都留下了他的足跡。每到一個地方，深入車間，看設(shè)備，查工藝，了解技術(shù)實力，與協(xié)作單位專家進(jìn)行技術(shù)研討并洽談合作意向。他身兼數(shù)職，既是技術(shù)專家，同時也是商務(wù)談判能手。

通過幾年的努力，與國內(nèi)研發(fā)機(jī)構(gòu)合作，攻克了驅(qū)動桿原材料、可拆接頭原材料生產(chǎn)難關(guān)。通過與工廠合作，改進(jìn)焊接技術(shù)，突破了鉤爪堆焊的技術(shù)難關(guān)，實現(xiàn)了鉤爪制造的國產(chǎn)化。至此，最終實現(xiàn)了ML-B型驅(qū)動機(jī)構(gòu)100%的國產(chǎn)化設(shè)計和制造。2013年11月，ML-B型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)品樣機(jī)順利完成650萬步熱態(tài)壽命考驗試驗和0.3g抗震試驗。此后又完成了熱態(tài)極限壽命試驗，最終累計行程達(dá)到1512萬步，創(chuàng)造了控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)試驗運(yùn)行的世界紀(jì)錄。

因其超高的性能和安全性，我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電福清5、6號（“華龍一號”）核電機(jī)組決定采用ML-B型驅(qū)動機(jī)構(gòu)。2014年底，福清5、6號（“華龍一號”）核電機(jī)組，巴基斯坦卡拉奇K2、K3核電機(jī)組控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)制造合同簽訂，均采用ML-B型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)，標(biāo)志著我國完全自主研發(fā)的控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)正式走向世界舞臺。

這時的李紅鷹，露出了幸福的笑容，多年的執(zhí)著追求終成現(xiàn)實。

進(jìn)?。河啦煌Ｐ哪_步

從1998年主持驅(qū)動機(jī)構(gòu)研發(fā)工作開始，李紅鷹便從一個單純的技術(shù)人員變成了一個統(tǒng)籌全局的技術(shù)管理人員。這要求他不僅要懂得多，更要想得多。

2005年ML-B型驅(qū)動機(jī)構(gòu)課題立項后，李紅鷹便一頭扎進(jìn)了技術(shù)創(chuàng)新里。在攻克技術(shù)難關(guān)的同時，他開始思考，為什么核動力院不能把驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計和制造結(jié)合起來呢？這樣不是更能促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化嗎？！他提出了一個大膽的想法，將科研課題與設(shè)備制造廠的產(chǎn)品研發(fā)結(jié)合起來，以CNP1000控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)樣機(jī)為契機(jī)，爭取院里自主制造，實現(xiàn)科研成果產(chǎn)品化。

剛開始，很多人都不理解，認(rèn)為這樣做一是風(fēng)險太大，二是無疑會給自己增添很多工作量，不值得。面對眾多懷疑的目光，面對擺在面前的諸多困難和壓力，他沒有退縮，更沒有放棄。為了更好地實現(xiàn)這個想法，李紅鷹多次打報告，征求院、所領(lǐng)導(dǎo)的意見，并與老專家們共同探討論證?！澳菚r候還年輕，在會上討論的時候，還跟人吵了起來。”李紅鷹笑著說，在這個過程中，他的想法也逐步完善，越趨成熟，最終得到了院所領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)同和大力支持，為控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的科研與產(chǎn)品一體化開辟了一條新路。

李紅鷹（右）在“華龍一號”首堆福清5號機(jī)組控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)密封出廠儀式上與華都技術(shù)人員合影

2012年，核動力院以技術(shù)入股的方式，聯(lián)合四川華都核設(shè)備有限公司開始ML-B型機(jī)構(gòu)產(chǎn)品樣機(jī)研制，并逐步實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。2018年3月22日，“華龍一號”全球示范工程（ 福清核電5號機(jī)組 ）ML-B型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)正式通過出廠驗收。

在技術(shù)創(chuàng)新上，李紅鷹也始終追逐著科技的最前沿。李紅鷹帶領(lǐng)團(tuán)隊，在“華龍一號”示范工程經(jīng)驗反饋的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)領(lǐng)域的前沿技術(shù)，研制出ML-C新型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)。ML-C型機(jī)構(gòu)在設(shè)計上采用440級耐高溫線圈、耐磨損鉤爪以及一體化全鎳基密封殼等關(guān)鍵技術(shù)，大幅提升了其耐溫性能和運(yùn)行壽命，整體技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。

2020年4月30日，ML-C型控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)在完成1200萬步熱態(tài)壽命考驗試驗的基礎(chǔ)上，順利通過0.3g抗震試驗。這標(biāo)志著該型驅(qū)動機(jī)構(gòu)研制取得成功。“ML-C型驅(qū)動機(jī)構(gòu)順利完成了1200萬步熱態(tài)壽命試驗和抗震試驗，我們還將繼續(xù)進(jìn)行熱態(tài)壽命試驗，目標(biāo)是完成1800萬步的壽命指標(biāo)，讓驅(qū)動機(jī)構(gòu)壽命更長，安全性更高?！崩罴t鷹說，ML-C型驅(qū)動機(jī)構(gòu)計劃用于“華龍一號”改進(jìn)堆型。

當(dāng)問到未來的工作計劃時，李紅鷹笑著說：“現(xiàn)在第三代控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)也做完了，下一步只能朝著四代奮進(jìn)了！”

李紅鷹滿懷激情，又踏上了新的征程。