从获得经济收益的角度讲,核动力院在1980年代前七八年的“军转民”过程中几乎什么事都没做成(连汽水厂都倒闭了),但仍然得到了长远意义上的收获。
第一,“军转民”的经验使核动力院为用户设计产品的能力大大提高,为后来的秦山二期中标打下基础。第二,完成了组织整合。核动力院的队伍是在909工程大会战中从全国调来的,这样建立起来的组织往往长期存在内部隔阂的问题,但在生存危机的压力下并经历了“孔雀东南飞”之后,核动力院逐渐成为一个同舟共济的组织——能走的都走了,不能走或不想走的就永远留了下来。除了与上级行政主管部门的隶属关系,院里的人不再与北京或其他地方的任何机构存在什么组织上的瓜葛。于是,核动力院的独特组织文化也逐渐形成。
在工作态度上,他们吃苦耐劳,习惯于自己动手,一些核电运营商对核动力院人员的评价是,“山里来的人就是朴实”;在技术上,他们具有极强的解决问题的能力,什么外国技术都敢改,原因非常简单:以核潜艇动力系统为起源,他们所有的产品都是自己做出来的。
直到1980年代末,被困在夹江山区的核动力院仍然在“流血”,每年都有很多技术骨干流失。1988年10月,当钱积惠接替任和主持核动力院工作时,他所感受到的是形势越来越艰难。在他当院领导的头两年,核动力院面临的最严重的问题就是人才流失,每年都要有200多名技术骨干从山沟里跳到待遇和条件更好的单位去。钱积惠坐不住了,如果这样下去,多年培养起来的核动力技术力量用不了几年就走光了。
钱积惠注意到,虽然此时国务院决定把核动力院列入三线调整计划,部分科技力量迁进成都市,但国家规划计划部门并没有认识到自主发展核动力的重要性。1991年5月2日,钱积惠上书江泽民。他在信中直言国家对核动力基础研究的忽视以及核动力研究基地所面临的困境,并呼吁:中国作为一个发展中国家中的核大国,作为一个已经拥有核潜艇并还要进一步发展自己的军用舰船核动力的国家,理应也有能力走自主发展核电的道路。
江泽民收到了钱积惠的信,并于当年6月15日对信作出批示,赞同支持核动力骨干实验装置的建设(江泽民参与过09工程在机械工业系统的项目,对09工程有很深的情结)。此后,国家计委批准对核动力院投资1.8亿元,在成都建设一批军民核动力骨干试验装置,同时依托这个项目实现了核动力院从夹江到成都的搬迁(涉核的部分仍然留在夹江)。这一项目被称为“615工程”。
615工程建设的试验手段对于开发核反应堆是至关重要的。该工程从1992年8月开始初步设计,1995—1998年完成大部分试验装置的安装。在核动力院反应堆试验研究所,18台(套)复杂的试验装置分布在巨大的厂房里,它们涵盖了几乎所有的反应堆工程试验研究:控制棒驱动线冷态水力试验装置、堆芯整体水力模拟试验装置、AC600非能动余热排出系统试验装置、氟利昂热工装置、大型热工试验装置、6m×6m地震模拟试验台、水化学试验装置、动力设备综合试验装置、舰船核动力主设备支撑抗冲击试验装置、舰船核动力主泵试验台……有些装置据称世界仅有。所有这些试验装置全部是核动力院自己设计的,为后来的秦山二期核电站压水堆的自主设计和建造,以及新一代核潜艇的开发,作出了“不可替代的贡献”。
试验手段是主要的研发工具,而包括设施和经验在内的试验能力则是核动力院的特质资产。产品开发是一种工程创造,其首要环节是设计,但设计的可行性只有经过从材料、元件到整机样机的一系列试验才能被证明。因此,像核动力装置这样的复杂产品的开发,通常要经过几十轮次试验的反馈与修正,解决成百上千的问题,才能推进。可以说,自主研发反应堆(以及其他复杂产品)的大部分投资、风险和技术能力都集中在工程试验阶段。因此,试验手段和试验能力决定产品开发能力。
仅以在核电技术上拥有知识产权的关键环节之一——反应堆燃料元件、组件的设计开发为例:第一,由于这个系统是在核辐射的条件下工作(在这种条件下工作的系统还包括控制棒驱动机构和压力壳等设备的材料),所以其必须在工具堆内经受辐照的考验——属于带核的试验。第二,必须在大型热工试验装置上进行临界热流密度试验(俗称烧毁试验)——属于非核的试验。原因在于,当燃料组件上的热流密度达到一定程度,(冷却剂)流体就带不走热量,积累起来的热量就会导致堆芯融化、烧毁,造成核事故。但在不允许反应堆内的燃料元件烧毁的同时,又必须使堆芯功率尽可能地升高以保证核能的经济性。要达到这个双重要求的目标,就必须确定烧毁的极限点。虽然有理论公式可以计算这个问题,但公式对不同结构的适用性不同。因此,准确找到极限点只能通过临界热流密度试验(即获得经验公式)。不同的组件会有不同的烧毁点,所以烧毁试验是开发新的燃料组件的必要条件。
[注:临界热流密度试验的步骤是:加热——确定什么时候热量传不出来(既要找临界点,又要求不能烧毁,这里有操作上的诀窍)——在传热恶化瞬间停下,避免实际烧毁,减小试验代价。]
核动力院的试验手段——工程试验堆(工具堆)、大型试验台架以及众多的专用仪器仪表——全部是自主设计开发出来的,本身就是该院产品开发平台所产出的另一类特殊产品。设计开发这类产品必须依靠在产品开发中长期积累的经验,因为试验台架(包括所有的功能机构)的设计取决于对试验方法的掌握(以帮助设计者决定要什么、不要什么),而试验方法则包括了大量来自经验的诀窍。因此,试验台架的效能还取决于使用这些设备的经验知识。
615台架所体现的试验能力就是三四十年持续产品开发经验积累的结果。以水化学试验台架为例,设计这个台架的难点在于要掌握缩小比例试验的模拟技术,因为该台架在缩小了流程比例之后,就要考虑在实际反应堆运行中无须考虑的绝缘与密封问题,才能保证水流量、传热特性与实际反应堆的运行状况一致。核动力院所掌握的模拟技术是一套模拟准则——这些准则起源于核潜艇陆上模式堆的开发并经过不断修正而获得。