图为秦山核电站。
在计划经济的部门管理体制下，行政主管部门对于下属单位的管理方式是按行政隶属关系和行政分工。在秦山一期开始建设后，核工业部把核动力院当作一个专门从事09工程的机构和试验基地，不考虑它在核电发展中的作用。其实，核动力院早就开始参与核电技术开发，只不过是在上级行政部门的安排下，扮演提供技术服务的角色。例如，按照二机部安排的任务，核动力院于1977年6月研发成功秦山一期30万千瓦核电站的燃料元件制造工艺。1978年11月，二机部要求核动力院重视60万千瓦核电站的研究设计工作。1981年4月，核动力院将赵仁恺等人《关于中国建造60万千瓦标准型压水堆核电站的建议》正式上报二机部，此后又完成60万千瓦和90万千瓦标准型压水堆核电站的方案设计。1981年9月，二机部正式邀请核动力院参加秦山一期核电站一回路主循环系统及辅助系统、安全系统的工艺设计审查，这是主管部门第一次让核动力院介入核电的实际开发过程。1983年7月，核动力院针对45万千瓦和90万千瓦压水堆方案，决定进行17×17燃料组件的研制（本段的信息来自2006年6月我们对核动力院院史资料的记录）。这段时间正是政府内部主张引进的部门以30万千瓦核电站容量太小为理由，要求下马秦山核电工程的时候。二机部在仓促应对这种主张时的这些部署，准确无误地反映出中国核动力的技术之源在哪里。
2008年11月1日，建设中的秦山核电站方家山核电工程。
秦山核电站安装时的反应堆堆内构件。
在国家层次上，当时占据了主导地位的引进政策没有考虑如何利用中国的技术基础来发展核电。在1980年代有关中国核电发展道路的争论中，各方都以核工业主管部门作为核动力技术的体现，而包括决策者在内的大多数人都不清楚中国核动力技术的承载体到底在哪里。21世纪的第三轮引进路线以改革为名，提出实行军民分开的方针，其实质是想让在行政隶属关系上属于军工部门的中国核动力技术基础，不再“干扰”购买外国核电站的“战略部署”。于是，核动力院的道路注定曲折。
核动力院曾经在1980年代初制订了一个十年发展规划，规定该院要参与核电建设，但基本上沦为纸上谈兵。于是，一支四五千人的中国核动力技术主力队伍被“遗忘”在四川夹江的山区。随着改革开放带来的松动，核动力院也开始经历“孔雀东南飞”，人员，特别是技术骨干大量流失。那时的两任院长不得不把这支队伍的生存当作首要任务。
1980年代前半期，在中央政府牢牢控制的核电之外似乎出现了另一个核动力的市场。一些大型石油化工企业对建设小型核热电站表现出浓厚的兴趣，纷纷要求核动力院对“以核代油、节油换汇”的可行性进行研究，对能否提供工业蒸汽和一般供热进行论证。
【注：核热电站是以核裂变产生的能量为热源的城市集中供热方式之一，和普通热电站原理相似，只是用核反应堆代替矿物燃料锅炉。核热电站反应堆工作参数高，必须按照电站选址规程建在远离居民区的地点，从而使它的发展在一定的程度上受到限制。】
核动力院根据用户的要求开展了数年的研究设计。但是，由于地方政府缺乏资金，这些设计工作没有能够继续下去。除了核热电厂，还有对小型核电厂市场的探索。核动力院曾经应邀在四川、海南岛和西藏调研建设小型核电厂的可能性，但由于经费和风险等问题也不了了之。
1988年接任院长职务的钱积惠⑦后来回忆这段历史时说：“最困难的时候，我形容我们老院长（任和⑧）像个叫花子，北上吉林，东到上海，南到海南岛，西到西藏，拄着拐棍‘讨饭吃’，全国都跑遍了，领着一批专家去求人家、找项目，风尘仆仆，跑了好几年”，“当时大家在山沟里，拿着仅有的一点工资，但热情还是很高，我们当时上上下下最常说的一句话就是‘我们要搞核电’”。
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*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。
【注：进行水化学试验的原因是：反应堆系统一回路中的水是带有放射性残留的，而且传热介质的结垢会影响传热，所以必须检验水质和材料的可溶性，要求水质达到不腐蚀、传热好、不能有水垢)。】
设计试验台架之难往往比设计终端产品（如反应堆）还难，难就难在需要大量只能经验性获得的缄默知识。在核动力院的实验室里，很多模拟、密封、测试和控制的技术诀窍都是前辈技术人员从长期经验中摸索出来的，并依靠老工程师手把手教给年轻工程师而传承。由于试验手段封装了更多的缄默知识（技术“黑匣子”），所以对于其他组织来说，这些技术是无法模仿的，甚至无法通过逆向工程来理解。因此，这些试验手段是高度组织特定的，离开了开发出这些工具的组织就没有任何用处。例如，任何人想使用615试验台架，只能委托核动力院的技术人员来进行试验，否则谁也无法让这些台架实现预定的功能。
对试验手段的分析可以充分证明引进路线的谬误：对于声称通过购买外国核电站可以实现核电技术的“消化、吸收、再创新”的说辞，说轻了是无知，说重了则是谎言。引进核电技术充其量是购买核电站的设计，而要想在外国设计的基础上再创新，则必须具有试验能力，否则没有人能够甚至敢于去修改、变更原设计。但试验能力（包括硬件和软件）是长期自主开发的结果，与产品开发平台互为因果。引进路线可以从市场上购买产品和产品设计，但永远不可能从市场上购买到试验手段。因此，声称买了外国核电站就获得了核电技术，无异于声称从粮店买回家一袋米就获得了培育稻种和种植稻子的技术。
最后需要指出，有形的试验手段（如试验台架）必须随着产品开发的目标要求而更新。例如，核动力院在夹江的第一批试验台架是为了开发核潜艇陆上模式堆而建的，615试验台架则支撑了秦山二期核电站和第二代核潜艇的开发，而新一代的产品开发将要求新一代的试验台架。但正如前面已经分析的那样，设计和使用下一代的试验台架必须依靠过去积累起来的经验知识——没有什么例子比这更好地说明，虽然有形的产品会经常发生非连续性的变化，但产品开发平台及其所体现的技术能力却永远是连续的。
在最困难的阶段，核动力院始终坚持着对核潜艇动力堆的研究，一直坚持到1990年代末中国上马第二代核潜艇工程。
讲一下第一位新型反应堆总设计师刘聚奎的经历。刘聚奎从1960年代中期就在715所参与设计核潜艇动力堆的总体结构方案。1967年，他受命研究下一代潜艇核动力技术。当715所搬迁到909基地时，他只身从北京来到四川夹江。在设计建造核潜艇陆上模式堆（196堆）的过程中，刘聚奎是燃料组件总体结构论证课题组的负责人，也是研制燃料棒定位格架等重要部件的创始人之一，为解决燃料棒定位问题立下汗马功劳。他和同事们创造出来的束棒型控制棒在当时是世界首创，使堆高降低约一米，使堆舱和主机舱得到较好的匹配。
196堆建成后，刘聚奎继续从事新型反应堆的研究设计。1970年代末，在“军转民”的大势下，研究陷入停滞状态。为了争取项目立项以使研究持续下去，项目组每年都要与有关部门开协调会，论证、争辩甚至争吵。1979年秋的一天，赵仁恺把刘聚奎等几个参加论证会的人拉上，花10元钱在北京动物园附近的一家餐馆里请大家吃了一顿狗肉。那是一顿伤心饭，因为回到基地后，项目组就基本解散了。在随后的几年里，科研人员因为无事可做纷纷调走，刘聚奎也找好了接收单位，准备一走了之。他说：1960年代搞潜艇动力堆时，条件那么艰苦，大家都没想过离开；但没有任务、没有方向，不走又能怎么办？
是核动力院参与核电的努力把刘聚奎留下了——他参加了吉林化工公司、辽阳化工总厂和上海金山石化总厂建设小型核热电厂的可行性论证工作，又参加了秦山二期工程的早期方案演练和总体方案设计工作。在从军用核动力转向核电研究的过程中，他忘我地学习新领域的知识，但也从来没有放弃对新型动力堆的研究。
刘聚奎三十年如一日，坚信新型反应堆的可行性，而这三十年恰恰是中国核潜艇工程的断档期。在没有项目背景、没有国家经费投入，几十年辛辛苦苦的追求有可能付诸东流的情况下，他没有丝毫的动摇。他是参加了“八五”“九五”“十五”军用核动力预研规划的“三朝元老”（退休后还被邀请参加“十一五”规划），目光始终盯着世界先进水平和发展方向。正是因为有了这样的人，核动力院才能够在极其困难的条件下，哪怕是自筹资金，也坚持了对新型反应堆的长期探索研究。
1992年，停顿多年的新型反应堆预研工作又提上议事日程。刘聚奎被核动力院任命为第一任新型动力装置的总设计师。他上任后任劳任怨，以无私的奉献为工程奠定了坚实的技术基础。把这个火种保存下来并最终点燃的刘聚奎总设计师早已退休；但同时，新型反应堆的工程也已经上马，而装备这种动力之源的新型核潜艇必将为捍卫中国的国家安全和领土完整做出重大贡献。
3
“华龙一号”的技术源头
“华龙一号”的设计基础是秦山二期核电站。
核动力院在秦山二期中标并非偶然，完全是凭技术实力赢得的。【注：关于核动力研究设计院中标秦山二期的过程参见《新火》第二章上篇。】这种实力不但来自建造核潜艇陆上模式堆、高通量工程试验堆这样的国家项目，而且来自开拓核动力市场以及为核电建设提供技术支援的经验，更来自在长期技术研发中形成的创造性。
在“军转民”的困难时期，核动力院仍然保持着技术研发的“冲动”，在国家下马的项目基础上建成了乏燃料堆（岷江堆），以利用高通量堆使用过的乏燃料。更典型的项目是被称为核动力院“第三个里程碑”的脉冲堆，它的上马过程完全是自下而上推动的。脉冲堆是使用铀氢锆燃料元件、具有脉冲运行能力的小型池式试验堆（热中子反应堆）。1957年，美国通用原子公司（Gulf General Atomic Corporation）开发出世界上第一个脉冲堆，一直独家垄断技术和市场。1975年，核动力院的技术人员从报刊上获得脉冲堆的信息后，开始研究并向院里提出建堆的建议。1979年4月，核动力院把研究人员提出的概念设计方案上报二机部。虽然很快得到批准，但它只是一个没有列入国家计划、没有经费的项目，只能靠院里东拼西凑地自筹资金。
图为 1991年1月，我国第一座脉冲反应堆建成。
1981年担任脉冲堆研制组技术负责人的夏祥贵，在项目一度因人员调走、经费减少而前景黯淡的条件下，坚持了整整10年。脉冲堆的特性主要取决于其特殊的燃料元件，承担开发燃料元件任务的四所是一支吃苦耐劳的队伍。经过几年的努力，课题组用自己独创的氢化工艺实现了渗氢，于1988年4—9月正式生产铀氢锆燃料元件。为了省钱，从1986年4月开始正式安装的脉冲堆建在一个废弃的厂房。现场总指挥李达忠对当年最深的回忆就是“真是太累了”。工程组副组长丁家祥出身工人技师，1969年从上海调到909基地。他在上海时参加过中国自主开发的第一台12.5千瓦双水内冷汽轮发电机组的建设，到四川夹江后又参加了陆上模式堆和高通量堆的建设。他在工作中从来都自己动手，因长期劳累患上劳累型心脏病。1990年7月22日，中国脉冲堆首次达到临界。在举行建成庆典的时候，总设计师夏祥贵却因操劳过度住进了医院。
在10年的时间里，核动力院动员了几百名科技人员和技术工人，完成技术攻关和科学试验上百项，自己开发非标准仪器设备上百项，连施工也完全是自己*。脉冲堆以独特的设计获得了国家专利，还获得了核工业科技进步一等奖和国家科学技术进步二等奖。1993年，核动力院向军方提供了一座功能更加齐全的脉冲反应堆，在中国签署禁止核武器试验条约后用于模拟核爆试验。
有意思的是，美国通用原子公司闻讯后不相信中国人能开发这种技术，认为核动力院“盗窃”了它的技术。1992年初夏，双方代表在深圳会谈。中方说明了核动力院攻克铀氢锆元件的独特工艺路线——低压渗氢（比通用原子公司的高压渗氢更为简单和先进），并向美方展示了有关低压渗氢的设备外形照片。不到一个小时，美方代表就被事实说服。谈判在友好的气氛中结束，美方还提出了合作的设想。
核动力院还是国内最早跟踪新型核电反应堆的研发组织之一。
1987年，设计部总体室成立先进堆技术开发小组，提出以西屋AP600为跟踪目标，结合中国国情开发自己的先进压水堆核电站，定名为AC600。开发小组明确提出以先进堆芯、非能动安全系统和系统及设备简化三项内容作为开发重点。1989年，核动力院还与西屋公司草签了《技术合作与交流意向书》，后来因为某些政治因素未生效。1990年10月，在国际原子能机构的支持和帮助下，核动力院在四川省峨眉山市召开先进压水堆国际会议，20多个国家、地区的专家和学者参加会议，AC600也成为在国际同行中具有一定知名度的堆型。
但到1996年，核动力院关于开发AC600的“九五”规划在国家科委、国家计委和国家经贸委转了一圈之后，被决策者以“没有工程目标”为由下马。10年之后，在AP600基础上改进而来的AP1000，成为中国政府第三轮核电引进的首选堆型。此外，按照核工业部下达的任务，1987年5月核动力院设计部还成立高温气冷堆研究小组，主要任务是调研和学习国外研究开发高温气冷堆的情况和技术特点。1995年，中核总停止了经费支持，核动力院的跟踪任务随之结束。
上述四个项目代表了核动力院在困难时期主动进行技术开发的主要努力，其中两个成功、两个失败。但失败的原因不是技术方面的，它们不同的结果似乎证明了一个规律：凡是能够按照研发组织自己的意愿坚持下去的项目就会成功，凡是仰赖于上级行政部门意志的项目就必定失败。
核工业部虽然总是排斥核动力院参与核电建设，但每次遇到迈不过去的坎儿，就会想起也只能依靠这支能打硬仗的队伍。例如：在秦山一期建设开始后，国家核安全监管规程才有规定，在核电站投入运行之前，必须提供1:1燃料组件高温高压冲刷试验数据，并通过核安全审查。当时，中国没有这样的试验台架，也没做过这种试验。面对这个“突然”的要求，核工业部曾经想把这项试验交给国外做，因外汇问题而告吹。眼看迈不过去这个坎儿，核工业部只好于1987年8月把这项任务交给了核动力院，但条件很苛刻：只有212万元人民币的经费，而且要求在两年内完成，还要尽量往前赶。按照常规，这样一个要从开发设计、建造试验台架再到完成试验的工程至少需要3年时间，何况经费也不够。但是，核动力院坚定地接受了这项任务，以至于核工业部核电局的*也说：“一院是‘明知山有虎，偏向虎山行’。”
需要指出的是，这个台架不但完全是自主开发的，而且开发过程充满了奋斗精神。为了赶进度和节约费用，开发人员甚至修复存放了19年、严重锈蚀的陆上模式堆旧主泵，用于台架的回路主泵。核动力院20多个所、部、室、处直接参加了工程建设，在接受任务时不讲价钱、不谈奖金，而是先谈任务、先干活。
1989年10月30日，高28米、长宽各4米的试验台架本体在夹江绵延群山间的一块洼地上落成。从1990年3月开始，这个试验台架对秦山30万千瓦核反应堆的驱动机构进行冲刷试验。在这个由728院设计的装置中，由于无经验数据可参考，所以控制棒与导向管之间的间隙定得过小，在热态冲刷条件下发生卡棒。这种情况在反应堆实际运行中是灾难性的事故，绝不允许发生，而当时几十台驱动机构装置已经焊在秦山反应堆的堆顶上。核动力院在试验台架上发现问题后，立即主动通过试验来探索什么样的间隙尺寸才是合理的（当时下达的任务书只要求完成规定时间的冲刷试验）。
核动力院不讲价钱，以最快的速度于1990年10月31日圆满完成任务，最后总共花了600万元。此前，核工业部核电局还对是否要花“大钱”抢建一个台架来做这个试验犹豫过；728院还争过把这笔经费投在上海，由他们自己来建这个台架。事后，728院的同行十分感谢核动力院，说亏得把台架建在这里，由核动力院做这个试验。如果秦山30万千瓦反应堆启堆后发生控制棒卡棒，整个电站都得停下来；那时求助外国人，只能被敲竹杠。这个试验台架在完成任务后早已拆除，但这个事例再次说明：起源于披荆斩棘建造核潜艇陆上模式堆的核动力院是一支什么样的队伍。
设计秦山二期反应堆系统是核动力院进入核电领域的里程碑。由于上级规定秦山二期必须参考法国的M310（大亚湾的反应堆），也由于它没有原型堆（引进派特别重视这个概念），所以一些人总喜欢把秦山二期的技术说成是抄袭法国人的。这完全是错误的说法。法国M310的堆芯燃料组件是157盒，秦山二期的则是121盒。敢动反应堆的堆芯，就如同敢动芯片的电路一样；敢提出自己的堆芯，就如同敢提出自己的芯片电路一样。即使一个人看了一眼英特尔芯片的电路，但如果他做出自己不同的电路，你说这芯片的知识产权归谁？核动力院人之所以敢于为秦山二期设计自己的反应堆，是因为他们干过的反应堆全是自己设计的，而且他们有能力对新设计进行试验验证。
笔者至今记得2006年6月在核动力院访谈老工程师时多次发生的场景。为了弄清楚秦山二期的技术来源到底是不是“抄”法国人的，我们经常不厌其详地追问某项技术与法国技术的关系。“老理工男”们开始时确实是循着我们问题的方向回答，但经常说着说着就说不清与法国技术有什么关系了，又不善辞令，最后“被逼”无奈，不止一次恼怒地回答：“这些技术是我们在山里试出来的！”或者“我们在山里就是这么做的！”每当听到这种回答，我们内心就会充满敬佩和骄傲——这就是中国的技术，还有疑问吗？
核工业部于1988年4月被撤销，其原有的政府职能划入新组建的能源部，同时组建中国核工业总公司（中核总），负责管理核工业。在这种“翻牌”行政性总公司的体制下，各个既是法人又自负盈亏的基层单位反倒比在后来的集团体制下有更大的能动空间。这是诞生“华龙一号”原型的背景。
