董茵:亲历我国核潜艇动力工程峥嵘岁月
编者按:董茵,研究员级高级工程师,1950年毕业于北京师大女附中,1950年至1951年于华北大学工学院(现北京理工大学)学习,1951年至1956年毕业于莫斯科机床工具学院,1956年至1958年,在莫斯科动力学院核反应堆工程及核燃料专修,获硕士学位。董茵在苏联留学结识韩铎,一起克服困难学习攻关,结为夫妻。韩铎在解放军部队中长大,他的三个哥哥韩钧、韩毅刚、韩钦都参加了抗日战争和解放战争。二哥和三哥牺牲在战斗中,1956年获毛泽东主席签字的烈士证书。1956年至1999年,董茵先后在核工业部(现中国核工业集团公司)科技生产局、生产技术局、核燃料局工作,是核燃料局副总工程师,集团公司科技委员会委员。
董茵是中国核动力事业发展的同步参与者,见证了中国核动力事业的发展全过程,在发展的初期关键节点做出了有分量的贡献。本文编辑了2014年8月董茵刊登在《中国核潜艇之路》上的文章,为了正本清源、赓续革命精神,添加了“毛泽东主席访问苏联接见留学生”一节,添加了照片,回顾核潜艇研制历史,纪念从事核潜艇研制的老一辈科研工作者,弘扬核潜艇精神。在此感谢曾参加核潜艇工程的昝云龙等多位元老提供信息和核对本文。


韩铎和董茵夫妇留苏的合影

1952年暑假,在莫斯科机床工具学院学习的中国同学参观阿英罗拉军舰的合影,左起:郑海康、赵世林、苏联水兵、韩铎、董茵、杨尔康、毛海英、苏联水兵、范培义(曾任科学院党委书记)、曾崽林(曾任轻工业部长)、严普强
1956年,祖国正在热火朝天地“向科学进军”,尖端技术发展受到特别重视。
1956年五六月份,韩铎和我正在莫斯科机床工具学院准备答辩大学毕业论文和回国,急切地盼望早日学成回国去参加向科学进军。已经5年没回国了,祖国一定发生了巨变,我们也掌握了一定的有关机械制造方面的专业知识,该回报祖国了。
这时突然接到通知,调韩铎和我转专业去学“原子能”科学,这意味着我们要把学了5年的机械制造专业放下,还要在莫斯科再待几年,而且从机床专业到原子能科学差别很大,困难不少。不过听到国务院“三办”(二机部前身)领导动员说,祖国要搞自己的原子弹、核潜艇,急需科技人才!祖国在召唤,还有什么话说,干吧!下决心转行,硬着头皮到莫斯科动力学院报到。从此,开始了我们从事近50年的研发核潜艇、原子弹的事业。
一、我们开始学“核”专业
1.苏联留学改学核专业
20世纪50年代,美国依仗手中的核武器横行霸道,帝国主义咄咄逼人的核威胁,促使中国要发展核武器。这一时期世界对核能的研究和利用迅猛发展,更增加了中国要迎头赶上的紧迫感。中国核工业创建在1955年至1960年间,曾得到苏联的技术援助。1956年8月17日,中苏两国政府间签订了《关于苏联援助中国建设原子能工业的协议》,规定苏联援助中国建设一批原子能工业项目和一批用于原子能科学技术的实验装置,派遣专家,提供中国仿制的原子弹样品,帮助建设核试验基地,以及为中国培养相应专业技术专家。其中,在莫斯科动力学院(МЭИ)开办与原子能工业主工艺相关专业的特别专家培训班(Сиецкурс),设立“反应堆工程”“重同位素分离技术工程”(铀浓缩)“特殊冶金与核燃料制造技术工程”“自动控制系统工程”四个专业,两年制,招收相近专业大学本科毕业生40人,研究生待遇。
据此,从当年在苏联大学毕业的中国留学生中挑选5人,从国内经培训的大学毕业生中选送35人,参加特别专家培训班的学习。在我的记忆中主要学员有:
反应堆工程:彭士禄、韩铎、董茵、阮可强、华戈旦(该5人为留苏毕业生);周永茂、周平、裘怿椿、陈玉祥、李兆桓、许镜明、张敬康。
同位素分离技术工程:刘广钧、徐德禄、潘恩霖、谢慧琼、王成孝等。
特殊冶金与核燃料制造技术工程:张永禄、朱琴生、刘熙霖、张锡麟等。
自动控制系统工程:蒋滨森、李宏霄、龚云峰、陆曙东、杨志坚、陈恩衡等。
彭士禄为专家特训班(МЭИ)动力学院中国留学生中共党支部负责人。
1956年9月,韩铎和我到莫斯科动力学院的专家培养班报到,学习反应堆工程专业。开学伊始,从学习基础课开始,如数学、理论力学、量子力学等,深感数学底子不够,开始时连量子力学作业题都做不好,形成了白天上课,晚上恶补数学等基础课至深夜的情况。韩铎尤其如此,他从小跟他哥哥在解放军中长大,连正规高中都没念过,其困难可想而知。但功夫不负有心人,经过努力期末考试取得了较好的成绩。

在苏联留学时董茵(前中)与同学合影,后排左起:彭士禄、韩铎、阮可强

1956年留苏中国同学在宿舍合影,前排左起:彭士禄、董茵;后排左起:阮可强(回国后成为反应堆物理、核安全专家,中国工程院院士)、韩铎
我们实习的地点是在莫斯科郊区奥布宁茨克(Обнинск)的“世界第一实验核电站”(5000千瓦石墨水冷、5%低浓铀元件、发电供热反应堆)。当时苏美两国在尖端技术领域进行激烈竞争,苏联1954年宣布世界第一核电站建成后3年,1957年12月,美国以其核潜艇动力堆为技术基础的希平港核电站并网发电。
实习期间,我担任见习反应堆操纵员。为了学习和掌握实际运行经验,在停堆换料时,抓住时机,到堆本体、主回路等一些高辐射维修现场,给师傅打下手。这些经历,让我获益匪浅。虽然只有短短一周的实习时间,却吃了0.30rem(当时辐射剂量单位)的辐射,全年最大允许剂量为0.5rem/y(相当于5mSv/y)。
2.毛泽东主席访问苏联接见中国留学生
1957年11月2日,毛泽东主席率领中国党政代表团访问苏联,参加十月革命40周年庆祝活动。访问期间,中国代表团还参加了在莫斯科召开的社会主义国家共产党和工人党代表会议以及64国共产党和工人党代表会议,并分别在《社会主义国家共产党和工人党宣言》和《和平宣言》上签字。11月17日,在广大学子的一致期待中,毛主席出现在了莫斯科大学的礼堂内。当他出现的那一刻,整个礼堂都沸腾了,雷鸣般的掌声经久不息。原本只能容纳3000人的大礼堂内,挤满了密密麻麻的学生,走廊、过道甚至是礼堂二楼的俱乐部也人头攒动。我们坐在礼堂第6排。


毛泽东主席访问苏联接见中国留学生
《东方红》歌曲的旋律戛然而止,身穿灰色中山装的毛主席走到了台前,向我们留学生挥手致意。“同志们,我向你们问好!”毛主席的话音刚落,台底下又爆发出了雷鸣般的掌声,时间持续了两分多钟。毛主席对我们说:“世界是你们的,也是我们的,但归根结底是你们的。你们青年人朝气蓬勃,正在兴旺时期,好像早晨八九点钟的太阳,希望寄托在你们身上。”毛主席告诫我们应当具备两点宝贵的品质:“一是要朝气蓬勃,二是要谦虚谨慎。”我们永远记着毛主席的话,我们没有一个怕苦怕累!毛主席的教导终生激励我们为核潜艇工程奋斗一生。
1958年上半年是最后一个学期,主要写结业论文——做一个反应堆的理论设计。导师说,早完成编写,早答辩,早毕业。所以,韩铎和我在年初寒假期间就开工了,开学后更是夜以继日地干,我曾为了得到一组理想数据,拉了一个月的计算尺,有时也摇手摇计算机。终于我们相继在1958年3月完成了设计,通过了答辩。
我们尽量压缩回国的准备时间,那时用公款买火车票要预订,得等待一定的时间,但个人用现金买可以短时间购到。我们两人曾打算用几年攒下的钱买一台电视机回去,后来考虑到搞核的都在边远地区,可能没有电视信号,于是决定买一台带有短波的电子管收音机。这样就有了余钱,用自己的这笔钱买了返程火车票,从而得以于1958年3月底率先回到国内,到西苑旅社三机部(后改为二机部)人事部门报到,等待分配工作。韩铎被分配到建工部第三设计院(二机部二院前身),我被安排在二机部二局(生产与科研局)机关工作。
二、我曾参与过的核潜艇动力装置研发工作
1.初启
1958年5月,我正在原子能研究所参加101重水反应堆物理启动工作,奉召回二机部二局,白文治局长带我参加部党组召开的研究启动核潜艇动力装置研发的会议。会议强调:核潜艇在机动性、隐蔽性、续航能力、潜航距离等都优于常规潜艇,因此对海军现代化建设具有重要意义。核潜艇动力装置主要指为核潜艇提供动力的反应堆系统。会议决定:遵照中央部署,二机部启动核潜艇动力装置的研发工作,具体研发任务交给原子能研究所,钱三强、彭桓武所长领导,李毅常务副所长负责具体的组织领导工作。部机关由二局白文治局长主管,董茵负责具体技术管理,包括同海军等外部单位联系工作。
6月,李毅副所长在101重水反应堆大楼地下一层一间办公室(有利于保密)召集连培生、屈智潜、李乐福3人开会,首次酝酿组织开展核潜艇动力装置反应堆的研发工作,传达中央、部党组会议精神,筹备研发设计班子等项工作。董茵作为部主管部门派驻的具体技术组织人员,也参加了第一次筹备会议。随后,在连培生、屈智潜领导下,边调研边筹组研发队伍。为增加对潜艇的概念,李毅在1958年7月曾率领连培生、屈智潜、黄祖洽、董茵等去上海造船厂考察调研03型常规潜艇。
1958年9月部党组决定,由核二院抽调赵仁恺、韩铎等一批技术骨干到原子能研究所,与所内原有人员组成我国首个核潜艇动力装置研发设计组,共18人,下设4个专业小组。
大组长:赵仁恺
反应堆本体组:韩铎、周永茂、姚敏智、訾绍芬、董茵(蹲点、不在编,定期向二局汇报)
一回路组:李乐福、张敬康、周泉通、白国柱
自动控制组:蒋滨森、肖永定、龚云峰、孟繁淑、陈恩衡、曾记直
剂量组:昝云龙、王荣廷。
这是一支年轻有朝气、具有刻苦钻研精神和敢于为我国原子能事业献身的队伍。他们都转行不久或刚刚转行,并且当时世界上对于核潜艇有关技术是严格保密的,极少有公开资料可供参考。面对这样的困难,设计组在连培生、屈智潜、赵仁恺的领导下,用两个月左右的时间,在反应堆物理、热工水力、热屏蔽、生物屏蔽、辐射安全等方面做了初步理论计算,提出了初步的反应堆原则设计方案,编制了《核潜艇动力原则设计(草案)》,提出了拟选用的堆型、核燃料元件结构、总功率、动力装置方案等。这些工作成果,为1958年10月中国政府代表团赴苏谈判、技术咨询做了比较扎实的准备,对代表团在核潜艇方面取得成果是一个有力的支撑。
2.中国政府代表团赴苏考察见闻
1958年9月8日,苏联政府复电周恩来总理,表示同意向中国海军建设给予技术援助,并邀请中国派代表团前往具体商谈。据此,中国政府组成了一个有34人参加的“中国政府专家代表团”,正式团员10人,分6个专业组:海军组、造船组、动力组、武器组、无线电技术组以及秘书、翻译等。海军政委苏振华为团长,副团长:方强(海军副司令员兼秘书长)、张连奎(一机部副部长)、刘杰(二机部副部长);动力组共8人,组长:刘杰,副组长:白文治,顾问:连培生、屈智潜、赵仁恺、黄祖洽、董茵,秘书兼翻译:陈忠。
出发前,苏振华政委和罗舜初副司令员在苏振华政委家邀见了动力组的刘杰、白文治、赵仁恺、董茵,研究赴苏考察谈判的准备工作。会上,苏政委传达了周总理的有关指示,积极争取苏方的技术支持和帮助,最好买到整条潜艇,至少必须获得必要的技术资料和图纸,以便自力更生研制新型潜艇。要求动力组做好充分准备,利用好这次考察机会,要“细看、多问、深谈”。在刘部长、白局长的领导下,连培生、屈智潜、赵仁恺、黄祖洽、董茵5人在前一阶段设计组编写的《核潜艇动力原则设计(草案)》基础上,制定了向苏方提出有关核潜艇动力装置原则设计草案设想和请苏联给予技术咨询的39个问题,以及谈判提纲。主要内容有两个方面:第一,压水堆的设计原则,潜艇对反应堆的特殊要求,堆型和堆重量的选择,压水堆压力壳、活性区物理、热工参数、燃料元件选择条件,堆控制、辐射防护的特殊要求;第二,一回路及辅助系统的设计原则、依据和主要设备选择原则。
1958年10月20日,二机部代表团——政府代表团动力组在刘杰副部长的率领下飞赴莫斯科,入驻莫斯科北京饭店,为了使中国自己掌握核潜艇技术,开始了早期的一项重要活动,至1958年12月21日离开莫斯科回国,前后共用了两个月的时间。苏方对中国政府代表团的接待是很重视的,苏联政府组成了43人的庞大政府代表团,团长是苏联部长会议对外经济联络委员会副主席阿尔希波夫。11月7日是苏联十月革命节,我们中国代表团的全体成员(包括秘书和翻译)作为“贵宾”登上红场检阅观礼台,还出席了晚间在克里姆林宫举行的十月革命节招待会,接待规格是较高的。
两国政府代表团正式会谈在1958年10月24日就开始了。中国代表团提出了三个谈判要点:①关于核潜艇问题;②关于导弹武器问题;③关于造船技术问题。正式谈判是在代表团正式成员间进行的,我们这些顾问负责准备材料。动力组提交了在国内已编好的《核潜艇动力原则设计(草案)》和39个具体技术问题,翻译成俄文,制成符合苏联保密格式的“绝密”文件。但是,苏方在核潜艇问题上没有做出反应,甚至他们代表团中没有对应的“动力组”。11月中旬,国内复电指示:既然苏方对核潜艇技术援助采取回避态度,我方不再主动询问,原则上尊重苏方意见。此次访苏没有见到苏联核潜艇实物,也没有获得苏方的技术转让。
苏方为二机部代表团安排了原子能方面的专业活动。从11月13日至12月21日中国代表团回国,先后访问了列宁格勒核工程设计院、列宁格勒造船厂、莫斯科奥布宁斯克动力工程物理研究院、苏联国家原子能委员会库尔恰托夫原子能研究院,多次访问原子能总局,举行了卓有成效的咨询、谈判和签约。
在列宁格勒核工程设计院,了解了反应堆工程、化工后处理、三废处理及辅助系统工厂设计等方面的工作情况,听取了该院正在为中国设计的石墨水冷生产堆(《关于苏联援助中国建设原子能工业的协议》的执行项目)的汇报,苏联专家提出将原合同规定的Ми-25型25万千瓦反应堆改为60万千瓦Б-158型反应堆的建议,随后获得批准。
在列宁格勒造船厂,参观了在建的列宁号破冰船。船上装有3台压水反应堆组成的动力系统,当时反应堆正在调试,恰遇主管调试运行总工程师,了解到这就是核潜艇动力的模式堆,引起中国代表团的很大兴趣,咨询了很多问题。多少年之后了解到苏联第一艘核潜艇刚刚在当年7月服役。从列宁号的进度看,当时苏联核潜艇技术还不够成熟,技术转让是有困难的。
在库尔恰托夫原子能研究院,访问了几位国际著名的原子能领域的大师,他们是:西多连柯教授(作为总设计师,主持领导苏BBЭР-440、BBЭP-1000系列商用压水堆核电站的研发设计),通讯院士赫洛普京(主持领导潜艇模式堆列宁号破冰船动力系统的研发设计工作),以及冈恰洛夫博士(主持领导试验研究堆及反应堆工艺技术部)。参观考察了多种燃料元件及相关的核材料,其中包括列宁号破冰船(即苏联核潜艇动力模式堆)反应堆燃料元件、商用压水堆核电站BBЭР-440燃料元件,后来协议向中国出口的ИPT反应堆(游泳池式试验研究反应堆)及其燃料元件,和平号材料试验堆及其核燃料元件,以及石墨水冷材料试验堆试验管道和试验回路布置。此行内容丰富多彩,最后结束时余兴未尽,建议再安排一次,没能实现。
在原子能总局进行了几次讨论和谈判,中方提出希望转让材料元件试验堆和平号,苏方采取回避态度,而极力推荐先建ИРТ堆,安排了关于ИРТ堆专题推荐会,除详细介绍外,表示可售给两炉燃料元件和免费支援设计,包括提供施工图。通过几轮谈判最后签订采购ИРТ堆两炉燃料元件及有关技术支持的合同,取得了施工图,随团带回国。
通过政府代表团正式提请苏方对我《潜艇动力堆装置原则设计(草案)》和39个具体技术问题给予技术咨询。5个月以后,在1959年4月才给予正式书面答复。即68#文件,这是一份绝密件,其他出版物已有披露。
3.启程回国
为了不受干扰地对这次访问做好总结,刘部长决定乘火车回国,利用乘车时间做好考察总结。据我回忆,所做总结的要点有三:(1)没有看到苏联核潜艇,也没得到技术转让,我们只能奋发图强,自力更生,早日拿出核潜艇动力堆的设计,建造出核潜艇,武装我们的部队。随后毛主席批示:“核潜艇,一万年也要搞出来”,真是说出了我们的心声!(2)苏方给我们展示了潜艇模式堆列宁号破冰船,为我们安排了一些访问考察,如动力堆所必须的燃料元件、试验研究用的成套装置、设施体系,刘部长说这次考察收获很大,感性上认识到了为研发核动力反应堆要建起堆工程试验研究体系。此外,对模式堆、燃料元件以及热工水力台架都有了感性认识,回国后要早日做起来。(3)苏方虽不肯转让和平号元件材料试验堆,但我们拿到了技术含量低一级的ИPT堆。
为了充分利用这个条件,我提出了“将ИPT堆芯做些改造使之能做材料元件试验工作”的建议,得到了屈智潜的帮助与支持、刘部长和白局长的重视。经过广泛征求意见,建议方案得到了基本肯定,随即开始工程设计和建设,工程代号49-2,于1964年10月基本建成。刘部长还幽默地称这是“骑驴找马”,等有条件了再建造大功率高性能燃料元件试验堆(后来建成49-3反应堆)。另一炉燃料元件交给清华大学建设游泳池式屏蔽实验堆,工程代号200号。
4.中国第一个《潜艇核动力装置初步设计(草案)》
1959年2月,部党组决定在原子能研究所成立潜艇核动力装置工程设计领导小组。由钱三强、彭桓武领导,李毅主持领导具体核动力堆的研究和实验设计工作。后又调来五局副局长孟戈非加强领导,称之“堆工线长”。原子能所在1958年9月的研发设计组的基础上,组成12室5大组,负责潜艇动力堆的设计研发。
大组长:赵仁恺,副大组长:李乐福,王廷夫为党支书。下设4个组:
反应堆组:韩铎、周永茂、姚敏智、訾绍芬、董茵(蹲点,不在编);
回路组:李乐福、张敬康、周泉通、白国柱等;
自控组:蒋滨森、肖永定、龚云峰、孟繁淑、陈恩衡、曾记直;
剂量防护组:昝云龙、王荣廷等。
组建反应堆实验研发体系:成立12室2大组,利用从苏联的ИPT堆图纸修改设计为49-2元件材料试验堆。12室2大组和49-2堆的基建工作由屈智潜同志领导,为加强领导力量又将彭士禄调入,该堆于1964年10月基本建成。同时建设的还有热工水力台架(47-2室),改建了零功率物理实验台架(45#)。经清华大学和二机部协商,利用从苏联购买的第二炉燃料元件,参考苏联图纸将ИPT修改设计为200#游泳池式屏蔽实验堆,选址清华南口基地。投资由二机部负责,燃料元件及主要物资均由二机部调拨。工程由时任工程物理系主任何东昌(后期为吕应中)领导,具体工作由我负责联系。至此,我国核潜艇动力装置自主研发工作已走上轨道,在原子能所形成堆工线,以潜艇核动力的研发为纲边建设边工作,全线总动员,猛攻科学技术关。设计结合科研、理论结合实际,从不知到知,由浅入深,迅速成长,日夜拼搏,经20个月的详细论证,在科研实验成果基础上,1960年7月五大组完成了《潜艇核动力装置初步设计(草案)》报部。
1960年10月国务院核动力工程领导小组认为,设计应落实在我国科研与工业水平基础上。于是在1960年11月至1961年中,二机部部、局、所领导带队进行了全国调研并调整了设计中有关的技术条件、技术要求,落实了一批协作项目,修改了初步设计草案。1961年7月6日,党组听取汇报批准了修改意见,同意上报潜艇动力堆工程领导小组,完成了我国第一份《潜艇核动力装置初步设计》,含需国家组织安排的材料、技术、器材、关键设备的项目。
5.核潜艇“下马”
为尽快把原子弹搞出来而缩短战线:核潜艇“下马”让路做技术储备,为再“上马”做好准备。从尽量缩小规模、减少投资又能保存最低限度的一套完整工业基本要求出发,1960年4月,遵照中共中央关于“进一步缩短战线”的指示,二机部党组决定,把铀-235生产线(铀浓缩线)列为“一线”工程,作为重点全力突击抢建。潜艇核动力装置反应堆工程列为“二线”工程,暂缓。加紧科研攻关,“二线”为“一线”让路。
关于潜艇核动力装置反应堆的实验研究与设计工作如何缩减,曾有过激烈的争论。有一些人,特别是搞基础科研单位的某些人士,认为前一段时间原子能研究所的科学研究过于“工程化”,影响了基础科研的人力物力的投入,恰遇上级要潜艇核动力堆项目“下马”,那就应该彻底“下马”,拆散12室5大组队伍和撤销其他科室有关科研任务,并开始实施,如调五大组骨干彭士禄、韩铎、沈俊雄到中关村科学院所属科技大学教热工、物理、自控等反应堆工程专业的主课。抽调赵仁恺、孟戈非到核二院搞生产堆设计等。在这种情况下,我向部局领导提出了关于核潜艇动力工作既要缩减又要保留一定设计人员和科研试验项目的建议,得到了二局白文治、邓照明等领导的支持。邓局长带领我多次向国防科委刘西尧副主任汇报,经二机部与海军党委协商,于1961年1月7日决定12室5大组保留50多人,后来组建47-1室。
1961年6月7日,国防部舰艇研究院正式成立,番号国防部第七研究院,院长刘华清、政委戴润生、副院长于笑虹。09研究室划归国防部第七研究院,代号总字906部队6部,室主任周圣洋,政委苏萍,副总工程师黄旭华。1961年深秋,赵仁恺被正式调任二院四室副主任、副总工程师。同年初冬,47-1室在原子能所成立,彭士禄任核动力研究室(47-1室)副主任,李乐福任党支部书记。
李富春同志在研究1961年国民经济计划时,提出要以“调整、巩固、提高”为基本精神。在全面建设社会主义恢复与发展国民经济的“调整、巩固、充实、提高”的“八字方针”的具体指导下,到1962年,经济逐步得到恢复和发展。1962年7月海军党委、二机部党组联合向聂荣臻副总理呈送并报党中央《关于原子潜艇核动力装置今后如何开展工作的请示报告》,建议:“基本停止建设陆上模式堆、设备制造和新材料研制,但对几项技术复杂、研究周期长并已投资大半、取得成绩的关键项目予以适当保留,继续进行必要的研制。二机部的潜艇核动力设计机构适当精简继续进行预先研究设计工作。”具体执行的情况是:(1)保留人才,如上所述。(2)保留10项科研试验项目,主要有潜艇动力堆主泵、蒸汽发生器、芯块、燃料元件、6X0.5不锈钢管、645-Ⅲ钢、Inconel-x、硼钢、导磁不锈钢、锆(铪、铌、钽、铍)合金、银铟镉合金等。(3)保留资料:原十二室五大组以《潜艇核动力装置设计(草案)》为主的技术资料。
1963年3月,中央专委第四、第五次会议原则同意海军党委和二机部党组在1962年7月20日上报的请示报告。暂时停止导弹核潜艇的全面研制工作,习惯上称“下马”。但是,批准保留少数核潜艇研究的技术力量,继续从事核动力装置和潜艇总体等关键项目的理论研究和实验,为设计试制核潜艇做准备。海军党委和二机部党组于1963年6月17日向中央专委呈送了《关于原子能潜艇动力工程研究设计工作的请示报告》,7月26至27日,周总理主持中央专委第六次会议,批准了该报告,决定由国防科委七院09研究室与二机部47-1室合并组成“潜艇核动力工程研究所”,即国防科委第七研究院第十五研究所。8月15日,中央专委根据海军、二机部的请示批复决定将二机部的47-1室合并到七院。10月19日,总参决定“47-1室与国防科委七院09研究室合并,组成七院十五所,代号解放军总字907部队。除少数人员外,全部穿军装、授军衔。周圣洋上校任所长、苏萍中校任政委、杨履新少校任副所长负责行政。彭士禄技术六级任副总工程师,副总工程师黄旭华任总体科长。
在周圣洋所长领导下,总体科长黄旭华副总工程师组织总体科完成我国核潜艇总体艇体结构技术设计,提出七大关键技术。彭士禄负责潜艇核动力装置总体方案的论证、设计工作。虽处于整体“下马”态势,但一刻也没有放松提高队伍技术水平的努力,彭士禄要求抓住机会刻苦学习核专业,由彭士禄、韩铎、蒋滨森开课,讲反应堆物理、热工、结构、自动控制、动力装置等。为了能看懂更多外国资料,学过俄语的人再学英语,成为“双枪将”。一方面自学,一方面互学,做好技术储备,使许多原来学非核专业的人在核科学知识方面有了很大提高。经过几年的努力,这支队伍从“外行”变成了“内行”,为核潜艇工程再次“上马”准备好了条件。
在核动力试验研究项目方面,3年中也取得了可喜的成果:(1)1964年论证确定了压水堆本体结构、一回路布置等主方案,以及总功率、主冷却剂温升、流量等主参数;(2)确定了主要设备如压力壳、蒸汽发生器、稳压器、主泵等的选型;(3)开始了核燃料元件的研制工作。1961年3月二机部包头核燃料厂(202厂)成立的元件研究室,积极开展了燃料元件的研制工作。这一阶段的工作,卓有成效,为核潜艇工程重新“上马”做了充分的人才、设备、技术的准备。
自1962年以来,我个人在部二局的工作也有了变化,将我的工作重点转到“一线”,主要做钚生产堆及核燃料方面的技术组织管理工作。由于前期我参与核潜艇工作较多,工作重点转移有一个过渡,所以参与了核潜艇工程“下马”的善后。
回想我在12室5大组的工作至今难忘。1960年后,我一方面在部二局承担自己一份工作,在5大组还有一定量的工作,家里又要照看小孩,韩铎在所里每周工作6天,我必须三方面都把事做好,压力不小,困难不少,常常等孩子晚10点睡着了再着手看资料。那时年轻精力充沛,又抱着不能总让“大鼻子”说我们是“小学生”,为把核潜艇早日搞上去的想法在心里憋足了劲,什么困难都顶过去了,特别是5大组朝气蓬勃,干劲十足的气氛深深地感动了我。他们常常晚上工作到十一二点,第二天早上照常上班,连手摇计算机都不够,靠拉计算尺搞计算,为省钱拿放大镜看国外资料的显微片等。这种为事业献身的精神使我终生受益!贯彻在我一生的工作之中。
6.核潜艇工程重新“上马”
1964年,我国原子弹爆炸试验成功,1965年核潜艇工程重新上马,聂荣臻元帅亲自出面主持有关项目安排落实的全国会议。1965年3月,由二机部和六机部党组联合上报《关于原子能潜艇动力工程研究所领导关系的请示报告》,建议将七院十五所、三所一室划归二机部领导,仍负责潜艇核动力的总体设计和陆上模式堆的筹建工作。
1965年3月20日由周恩来总理主持的中央专委第11次会议批准核潜艇工程“上马”,重新列入国家计划,15所划归二机部建制,对外称北京15所(从1968年恢复称715所)。要求二机部1970年建成核潜艇陆上模式堆。1965年核潜艇工程重新“上马”,7月二机部对“潜艇动力堆设计改进方案”进行专家审查。这期间,与清华大学核研究所进行了一场方案大辩论,最后确定一回路采用核潜艇最终的定型方案不变,随即将审查通过的“潜艇动力堆设计改进方案”上报中央专委会并获批准,完成初步设计。从此转入扩大初步设计阶段,实际深度达到了技术设计,作为施工设计的基础。
自1958年潜艇核动力研究组(后演变为潜艇核动力研究所)成立以来,由于种种原因,它的归属问题几次变更,先是在二机部,1963年交国防科委,1965年6月1日,国防科委集体转业,七院并入六机部,但十五所划归二机部,对外名称北京第十五研究所。1965年底,潜艇动力研究设计基地代号909基地的总体工程开工。为了保密,909基地对外名称为西南水电研究所,通信地址成都291信箱。在周圣洋所长领导下,1965年完成了初步设计,提出所有需要国家组织领导和安排全国开展的工作,确保了1966年至1968年施工设计。1967年再交国防科委七院。1968年7月18日,毛泽东签发中央文件,决定派出解放军部队支援核潜艇陆上模式反应堆的建设工作,即著名的“718”批示。成都军区派中印自卫反击战的英雄团长王汉亭任909基地的军管会主任,全面开展909核动力试验研究基地和196陆上模式堆建设。1969年交海军,还印了红头信签,刻了图章,但没有穿军装。所长孟戈非回二机部工作,海军另派张远征、朱勤任所长、政委。1971年9月13日林彪事件后,海军李作鹏下台,海军全部撤回派到909基地的各级干部,909基地重新回到二机部。后来715所发展成核工业部一院。
总结归纳核潜艇核动力系统设计进度:1958年至1964年,方案探讨、研究、论证,计算工具是算盘、计算尺和手摇计算机;1964年至1966年,方案设计,开初用手摇计算机,1965年开始使用电子管电子计算机;1966年至1968年,初步设计,使用晶体管电子计算机;1968年-1970年,施工设计,使用集成电路计算机。
1968年7月18日,毛泽东签发中央文件,决定派出解放军部队支援核潜艇陆上模式反应堆的建设工作,即718批示。在军管会支持下,全面开展909核动力试验研究基地和196陆上模式堆建设。11月,我国自行研制的第一艘核潜艇开工建造。1970年7月15日至16日周恩来总理在人民大会堂福建厅召开专委会审查196工程建设和生产准备完成情况,批准开堆提升功率。8月30日达到满功率。4个月后,12月26日,中国第一艘攻击型核潜艇下水,开始系泊试验。1974年8月1日,入列海军。中国成为世界上继美苏英法之后第五个拥有核潜艇的国家。
韩铎在核动力基地完成了陆上模式堆和核潜艇首制艇任务后,调回二机部机关科技局(五局)任堆工处处长,后任副总工程师,统管核潜艇工程和核电工程。闲时会谈些核动力基地的事情,例如和我们非常熟悉的彭士禄和赵仁恺两位总师各自的个性和工作中的配合。韩铎认为他们二人的配合是好的,老彭善于大刀阔斧决策,推动工程较快前进;老赵工作谨慎细致,狠抓工程落实和质量。

1979年,董茵于404厂的留影

1979年,404厂于总工程师(左2)和董茵(左4)
核潜艇研制的重大工程涉及24个省、市、自治区,21个工业部、研究院,2000多个工厂、研究所、院校和海、陆、空部队,是一项浩大的大协作工程。核潜艇成功研制是天大的功业,工程上马下马,起起落落,都是国家行为,举国之力,任何个人都不能凌驾于国家之上。核潜艇和潜地导弹研制成功,首先应归功于毛泽东主席决策领导、周恩来总理直接统筹组织,聂荣臻、叶剑英、张爱萍等老一辈无产阶级革命家的具体指导。这个重大工程主要是通过核潜艇工程办公室来规划、计划、管理和抓总协调技术。陈右铭是集行政指挥与技术指挥于一身的核潜艇工程领导小组成员和办公室主任。核潜艇和潜地导弹研制成功归功于核潜艇工程战线上的广大科技人员、干部、工人和解放军指战员,在极端困难的条件下艰苦奋斗,忘我拼搏,无私奉献的革命精神。
附录:
二机部代表团(政府代表团动力组)访苏大事记
(1958年10月20日-12月21日)
11月中旬,苏联国家原子能委员会总局另行接待二机部代表团,安排一系列考察活动,具体安排是:
11月13日,在莫斯科总局会议室,苏联专家谈“反应堆类型和选型”问题,认为压水堆最适合用作舰艇动力。
11月14日,在列宁格勒(现圣彼得堡),参观列宁格勒核工程设计院(该院业务包括堆工、化工后处理、三废处理及辅助系统工厂设计),该设计院正在为我国设计石墨水冷生产堆,这是《关于苏联援助中国建设原子能工业的协议》的一个执行项目。刘部长、白局长听取了有关援建生产堆情况汇报,特别是设计院建议将原合同订的Ми-25型25万千瓦反应堆改为60万千瓦Б-158型反应堆的意见和可行性。Б-158型石墨水冷反应堆既可生产军用钚,还可供热,甚至发电。虽然功率从25万千瓦提高到60万千瓦,各系统增加不多,改变不大。后经论证,批准了这个建议。二机部代表团的领导还慰问了正在该院参加设计的404厂周秩厂长为首的中国同志们。
11月17日,在列宁格勒造船厂,参观了在建的“列宁号”破冰船。船上装有3台压水反应堆组成的动力系统,当时反应堆正在调试,恰遇主管调试运行总工程师,了解到这就是核潜艇动力的模式堆,我们第一次见到船用核动力堆实物。原计划没有安排提问咨询环节,但我看到了机遇也不等翻译了,同屈智潜接连提了许多技术问题。刘部长见状给破冰船做了题词,还要陈忠翻译给陪同人员,目的是尽量拖长时间,为我们创造条件,竟然在堆顶停留了1个多小时。事后刘部长说我像连珠炮似的提问,说得那么快。
11月21日,在莫斯科郊区奥布宁斯克(Обнинск)参观访问了奥布宁斯克动力工程物理研究院:(1)参观了5000千瓦电功率、石墨水冷、5%浓缩铀元件的“世界第一实验核电站”,旁边有一个燃煤锅炉备用,正式向电网送电;(2)参观了БР-1快中子零功率装置、БР-5型5000千瓦热功率、正在调试的快中子钠冷试验堆;(3)水-水热中子零功率装置。
11月22日,在莫斯科参观访问了苏联国家原子能委员会库尔恰托夫原子能研究院:(1)访问了西多连柯教授(В.А.Сидоренко)主持的核反应堆部,主要主持领导苏BBЭР-440、BBЭP-1000系列商用核电站压水动力堆设计(苏联是设计导师制,技术上领导其他设计院工作),通讯院士赫洛普京(H.C.Xлonкuн)主要主持领导破冰船(潜艇模式堆)设计,解决了中子物理、相应应用模型,并在此基础上建立起活性区计算方法,直至船用动力堆运行模式。(2)访问了冈恰洛夫(ГончароьB.B.)博士主持领导的试验研究堆及反应堆工艺技术部,参观了和平号材料试验堆(РeaкгopМР)及其燃料元件以及石墨水冷材料试验堆试验管道和试验回路布置。
参观考察了在堆内试验过的燃料元件和结构件,包括有列宁号破冰船动力堆燃料元件及所用的不锈钢和锆合金包壳管及元件盒,和平号元件试验堆多重套管元件,BBЭP-440元件及锆包壳管、快堆不锈钢包壳元件以及ИPT游泳池式试验研究堆燃料元件及元件盒等实物。各种元件摆了一屋子,我们一行访问者是第一次看到这些琳琅满目的燃料元件,十分感兴趣,连培生和我提问题,赵仁恺迅速测绘。在尚未结束时,紧张互动已到了晚饭时间,有些恋恋不舍,随即提出希望再来看一次,但负责接待的原子能总局联络局副局长却表示日程安排不能改变,何况“这是科学院,不是小学校,再来十次你们也学不会”,态度极其傲慢,这一说法引起了我们激烈反应。
刘部长随即指出,这几位专家刚“转行”不久,现在对“核”可能还是外行,但他们觉悟高,事业心强,知识面广,技术基础扎实,不久就会成为“内行”的,对他们对中方专家的态度表示了非常不满。最后这个联络副局长道了歉,第二天安排了一次答疑,但不再见到燃料元件实物。经过这次激烈争吵,更使我下定决心一定要全身心地干好自己分内之事,为搞出中国自己的核潜艇贡献毕生之力!
在这个研究堆及反应堆工艺技术部,我们还参观了压水堆热工水力台架实验回路,赵仁恺还抄下了“流程图”。后来我们建造的47-2实验回路,参考了这个流程。
此外,还参观了库尔恰托夫原子能研究院设计的在苏联和东欧许多国家都建造了的研究堆ИРТ(2000千瓦)和苏联第一个石墨水冷生产堆零功率堆和5兆瓦模式堆。
11月26日在原子能总局,我方提出希望转让材料元件试验堆“和平号”的意向,苏方采取回避态度,但极力推荐先建ИРТ堆,并安排了关于ИРТ堆专题推荐会,除详细介绍外,表示可售给两炉燃料元件和免费支援设计,包括施工图。
11月27日在原子能总局会议室,对“对口”活动进行总结。
通过政府代表团正式提请苏方对我《潜艇动力堆装置原则设计(草案)》和39个具体技术问题给予技术咨询。5个月后,在1959年4月才给予正式书面答复,即68#文件。
12月初进行了关于中国采购苏ИРТ研究堆及其燃料元件的具体谈判并签订合同,为加快落实,屈智潜和我又往返于库尔恰托夫研究院,径直拿到了ИРТ的施工图纸,随团带回国内。
12月21日启程回国。为能不受干扰地对这次访问做好总结,刘部长决定乘火车回国,利用乘车时间做好考察总结。据我回忆,所做总结的要点有三:(1)没有看到苏联核潜艇,也没得到技术转让,苏方有意利用尖端技术控制我们,我们不能总是受制于人,不能总让人看作是“小学生”,我们一定要奋发图强,早日自力更生地拿出核潜艇动力堆的设计,建造出核潜艇,武装我们的部队!随后毛主席批示:“核潜艇,一万年也要搞出来!”真是说出了我们的心声!(2)苏方给我们展示了潜艇模式堆,为设计建造潜艇核动力堆所必须的燃料元件,试验研究用的成套装置、设施体系,刘部长说这次考察收获很大,感性上认识到了为研发核动力反应堆要建起堆工程试验研究体系。此外,对模式堆、燃料元件以及热工水力台架都有了感性认识,回国后要早日做起来。(3)苏方虽不肯转让和平号元件材料试验堆,但我们拿到了较之技术含量低一级的ИPT堆。为充分利用这个条件,我提出了“将ИPT堆芯做些改造使之能做材料元件试验工作”的建议。由于当时我国尚不能制造燃料元件,只好利用ИPT元件,虽然功率小,中子通量低,但仍能做些工作。我的建议得到了屈智潜的帮助与支持、刘部长和白局长的重视。
1959年,在原子能研究所20号楼阶梯教室开了技术总结大会,会上让我做了利用ИРТ堆改造堆芯的报告,广泛征求意见,得到了基本肯定,刘部长还幽默地称这是“骑驴找马”,等有条件了再建造大功率高性能燃料元件试验堆。后来建成49-3反应堆。

于北京协和医院老战友合影,左起:陈叔平、彭士禄、董茵


2021年12月19日昝云龙(左)和董茵(右)接受央视CCTV1采访留影。注:文中的照片是董茵的儿子韩忠民提供


2021年12月19日《故事里的中国》董茵接受央视CCTV1采访的照片(陈晋南翻拍)
参考文献:
[1]董茵.亲历我国核潜艇动力工程峥嵘岁月[M].中国核潜艇之路(一至四)[M].两弹一星研究会核潜艇专业委员会编写组.中国核工业集团公司党群工作部、中国船舶重工集团公司政治工作部、中国两弹一星研究会核潜艇专业委员会.2014.8(三卷):110-123.
(作者系中核集团核燃料生产局副总工程师、研究员级高级工程师。)
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