2017年年底,日本三菱综合材料数据造假事件突发,在新闻发布会上,公司高管向全社会鞠躬道歉,以回应大众激烈的抨击。三菱综合材料承认他们对不合格的产品篡改数据,以达到使产品顺利流出的目的,而且这些问题产品流向了航空、汽车和机电等众多行业,最严重的是,日本关西电力公司旗下的两座核电站,核反应堆使用了来自三菱的造假“密封圈”,这导致两座核电站直到现在仍有潜在的安全风险。

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十三年前,秦山核电站针对核反应堆的密封垫片部件,对外展开了一次招标工作,当时一家名为“宁波天生密封件”的公司,以极大的优势在与美国企业的周旋中取胜。但谁也没有想到,随后秦山核电站直接更改了中标结果,还是决定采用来自美国企业的零件,而这种结果,不仅让宁波天生的高级工程师励行根感到气愤,而且秦山核电站的工作人员也感到憋屈,因为这家美国企业以“不再提供C型密封环”为由,强行要求秦山核电站采用他们的密封垫片等零件。

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在当时如果C型密封环被卡脖子,对于秦山核电站或者全中国的核电站来说,无疑是致命的打击。当时除了美国外,中国乃至全世界没有一家企业能够生产这个“小铁环”,在长达半个多世纪里,我国也一直依赖进口,那么C型密封环到底是什么,为什么核电站离不开它呢?

核泄漏一直是困扰各国核电的一个世界难题,目前核电站反应堆都设置了三道安全屏障,首先第一道防护是燃料包壳,它将铀、钚等核燃料用金属锆包裹起来。第二道防护是压力容器,它是用来存放核燃料棒堆的。第三道防护便是核电站的钢铁混凝土厂房,厂房“内安全壳”由6毫米的钢衬和超1米厚的混凝土构成,外安全壳也是混凝土浇筑而成,用于防止外力的撞击。这三道安全屏障便是防止核泄漏的关键所在。

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而第二道屏障、放置核燃料堆的压力容器,可以分为上方的筒盖和下方的筒体两部分,而筒盖和筒体的结合面,就必须用到C型密封环进行密封。当核反应堆运转时,会释放出大量的热量,使得容器内产生高温高压,当容器膨胀时,这时筒盖和筒体就会发生分离,此时C型密封环也会受到拉伸。当关闭核反应堆时,筒盖和筒体恢复原状,此时C型密封环还要具备记忆功能跟着恢复原状,最终达到防止核泄漏的效果。

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可见直径长达数米的金属密封环有多难造,在长达半个多世纪里,C型密封环的加工工艺一直被美国少数企业垄断,这种关系到核电站安全运行的重要部件,我国一直被迫高价进口,这严重影响了国产核电设备的自主化进程,也使得开始美国企业有着举足轻重的谈判筹码。当时任宁波天生密封件工程师的励行根,在知晓美国企业的做法后,向在场的人员保证:

“五年内,我一定要将这个密封环攻克下来,即使是倾家荡产”。

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也正是在当年,励行根带领天生公司的研发团队,开始着手O型密封环和C型密封环的研发,在数年时间内,励行根团队对密封环的密封机理、材料选择和制造工艺,进行了无数次研究试验,直到2011年励行根团队终于在技术上取得了突破。

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2015年国产第一个C型密封环,从励行根手中、从宁波天生密封件公司中,走进了秦山核电站方家山的1号核电机组,中国国产C型密封圈开始投入到商用。从2015年12月至2016年9月的一个使用周期内,国产C型密封环的成败还尚未可知,当1号机组换料停堆时,在中核核电、天生公司等一大批企业的见证下,国产首个C型密封环被缓缓取出,在专家组的验证过后,C型密封环内环和外环没有任何破损,完全符合核电站的运行标准,水平达到世界先进,部分指标处于全球领先,这标志着中国成为继美国后第二个能造C型密封环的国家。

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随着国产C型密封环的商用,这类尖端部件的单套售价,已经从10年前的三四百万元,降低到了现在的30万,降幅直接达到了90%,而且在工艺成熟、性能、质量和寿命上,国产密封环已经符合华龙一号的密封环设计要求,这极大推进了中国核电装备的国产化进程。

励行根为研制密封环已经花去了三十多年的时间,他也因此获得了国家科技进步二等奖。如今秦山核电站、连云港核电站和广东核电站70%以上的设备,都装载上了国产密封圈,作为核电站一级设备的关键零件,C型密封环是防止核泄漏的重要保障。随着我国核电步入第三代,在核心部件上补齐短板,中国核安全才能不受制于人。