破解重大裝備“卡脖子”難題

智強 佟文立

“到目前為止，我帶領公司主要做了兩件事情：一是完成核電站密封技術新產品項目的攻關，并把我們公司發展成為世界上（截至發稿）唯一既能生產一級密封產品又能生產一級密封材料的高技術企業;二是完成核電站反應堆主密封環的研制，打破美國公司半個世紀的全球壟斷，解決了我國重大核工程被外國公司‘卡脖子的密封技術問題。”寧波天生密封件有限公司（以下簡稱“天生公司”）董事長勵行根動情地說。

事實上，天生公司不僅在核電站密封技術和密封產品方面打破了國外長期的技術封鎖和產品壟斷，而且在管道密封領域的技術也達到了國際領先水平。從密封件這個細分領域來看，如今的天生公司堪稱國際級別的隱形冠軍。2015年，天生公司自主研發的“核反應堆壓力容器C形密封環、O形密封環”首次在我國秦山核電站基地正式投入使用，邁開了該產品國產化的第一步。幾年來，其主營產品核電站反應堆壓力容器C形密封環市場占位一直居于全國第一、全球第二。

密封件：1%決定99%的小零件

密封件是一種廣泛應用于國民經濟建設諸多領域的通用產品。它不僅對于人們的日常生活很重要，對于工業中的石化、核電、船舶以及軍工等領域也很重要。

例如，在日常生活中我們使用的水龍頭、高壓鍋都有密封圈，這個密封圈就是我們說的密封件。水龍頭密封不好會漏水，高壓鍋漏氣會煮不熟里面的東西，密封件對我們的生活有著廣泛的影響。密封件在工業特別是在航空、核電等重大技術裝備領域的應用則更為重要，可以說它起著“1%決定99%”的關鍵作用。比如，美國挑戰者號航天飛機因密封圈失效導致爆炸，前蘇聯切爾諾貝利核電站、日本福島核電站都因密封問題發生核泄漏事故。可見，密封件雖小，看起來很不起眼，但在這些領域應用一旦有問題就會出大事，而且會產生災難性的后果。

勵行根和天生公司從事的就是核電站里的密封件。

以核電站最常見的部件“密封環”為例，它是裝在反應堆壓力容器筒體法蘭與頂蓋法蘭之間的密封裝置，外面純銀環，里面裝有彈簧，防止放射性物質泄漏。

一座核反應堆通常需要成千上萬塊密封墊。裝上后，每年還得檢測更換。作為防止核電站放射性物質泄漏的重要保障，密封環的生產工藝曾被美國一家公司壟斷半個世紀。除密封環外，密封墊片技術也曾被3家國外企業壟斷。作為壟斷者的外國公司，不僅對中國進行技術封鎖，而且將一塊小小的密封件賣到十幾萬元甚至更多，甚至還規定，只準高價買來自用，不準出口。也就是說，少了這個部件，中國的核電站沒法整體出口。中國核電密封件依賴進口，也意味著中國核安全受制于人。

“錢還是小問題，關鍵是國家核安全。”這是勵行根經常說起的一句話。

在勵行根的率領下，天生公司作為第一完成單位，成功地將密封墊的技術難題攻克，打破了國外產品的技術和市場壟斷。目前，天生公司的產品已成功應用于國內所有運行的核電站核一級（最高等級）設備中，使中國成為目前世界上唯一既能生產核一級密封產品，又能制造核一級石墨基材的國家。

實際上，天生公司的產品在很多方面都已經超越了國外產品。比如，在最關鍵的密封性能方面，在嚴格測試條件下，國外產品1年后開始滲漏，而天生公司的產品3年還未滲漏。此外，天生公司還有一個獨一無二的技術——通過一種特殊的傳感器技術，能夠提前知道工作中的密封墊片什么時候會發生滲漏，實現密封墊片的可控性。也就是天生公司的每一個墊片都有“身份證”，能夠實現“可追溯系統”。

“卡脖子”引發的創業之路

出生于1962年的勵行根，1982年高中畢業后來到江蘇省張家港密封材料廠當技術員，后來擔任技術副廠長。當時，勵行根的主要工作是搞化學配方，配方石墨的材料怎么膨化、怎么做成密封件（石墨是一種可以專門用在高溫高壓里的一種密封的基材）。

1986年，勵行根回到當時寧波一家集體企業的密封元件廠當了技術廠長。由于一起貿易禁運事件，勵行根從1989年就開始從事核電密封件研究。

1989年，中國援助巴基斯坦建設恰希瑪核電站，但核電站里面的進口閥門卻遭遇美國和歐洲的禁運。當時的中核蘇州閥門廠被迫開始自主研究閥門的密封材料的化學配方。由于之前向中核蘇州閥門廠提供過化工領域普通的密封產品，勵行根就作為技術能手進來組織了一個研發團隊。

不過，在開始的幾年里，勵行根的研究成果不是很大。一方面，在化學配方配好后，相關的檢測需要跑到外地的科研院所去做，大量時間花費在了路途上;另一方面，由于勵行根的研究難以很快見到經濟效益，企業則不愿意對此項研究進行設備投資。也正是因為試驗設備的投入不盡人意，勵行根選擇了自己出來辦企業。

1993年，勵行根從親戚朋友那里借來10萬元創辦了寧波天生石化機械配件有限公司，開始生產各類民用密封墊圈，并將掙來的錢全部投入到設備購置上，以繼續研究核電密封件;并于1998年創辦了寧波天生密封件有限公司。

在研發初期，專家們告訴勵行根，要掌握核電站的密封技術，關鍵是拿到實驗數據，但實驗大多不可能在核反應堆上做，必須建立高水平的實驗室。然而，建立實驗室的大量資金從何而來？

“我去幾家銀行申請貸款，說要投資做一個核電站密封件的實驗室，人家以為我瘋了，根本不貸給我。”勵行根回憶道。后來拼拼湊湊2000多萬元，終于建成自己的實驗室，試驗經費主要靠生產民用產品掙來的錢反哺。

實驗室建立起來后，勵行根帶領團隊埋頭開展技術攻關。為了獲得寶貴的試驗參數，勵行根幾乎天天吃住在實驗室，一項項的實驗反復試，一個個數據反復做，一做就是好幾年。

嚴格地說，到1999年天生公司的設備配置才相對齊全。通過使用蒸餾法這一還有些土的方法，勵行根和天生公司終于把密封件的氯離子含量降到了合格數值之下，并于2000年成功交付給了中核蘇州閥門廠。

2004年，關于該密封件的鑒定會召開，經過專家嚴格測試的密封件通過鑒定，被認為可以出口巴基斯坦。不過，此時天生公司的密封件還沒有達到核一級的要求。

如果說1989年中國出口巴基斯坦核電站遭遇密封件貿易禁運這一“卡脖子”難題給了勵行根從事這一方向研究的機會，那么，證明天生公司的產品可以運用在國內核電站上則是要到2004年才出現的機會。

2004年，秦山核電站三期反應堆的加料管里邊出現了一個泄漏。當時這個項目是一家加拿大公司做的。加拿大公司派來十幾個技術專家來處理這個問題，但是十幾天過去了，問題也沒有解決。當時天氣很熱，如果電站停下來會給浙江省的供電帶來很大麻煩。此時，勵行根接到了來自秦山核電站公司中方技術負責人的求助電話，他現在還記得這個電話是半夜12點打來的。

勵行根連夜驅車前往，凌晨3點多到達秦山核電站。到達后，勵行根馬上穿著防輻射的鉛背心到反應堆里邊去看，為了盡可能摸清現場情況，不斷延長待在事故現場的時間。次日6點，勵行根提出3個方案，秦山核電站選中第一個方案，最后成功地解決了泄漏問題。

從接到電話到安裝完畢，總共用了3天時間。對于天生公司而言，這是挑戰，也是機遇。它證明：天生公司的密封件在核電站可以應用。從此，天生公司在核電行業名聲大振。

2007年7月，中國原子能公司公開招標，天生公司在方家山、福清核電站RCC-M1、2、3級管道招標項目中以高出第二名20分的優勢中標。以往，中方與外國企業進行價格談判時，往往將價格下壓5%都很困難。但是，這次中國原子能公司開標時，外國知名企業的報價不是降了“一些”，而是直接降低70%以上。

2008年，勵行根和天生公司在有關單位及專家的支持下，建立了企業自己的實驗室。該實驗室可以測出產品的性能、壽命以及各種環境下的安全隱患，自此天生公司有了一個完整的新產品研發體系。

2008年10月31日，天生公司研制的核級石墨密封墊片通過了中國機械工業聯合會組織的國家級鑒定。鑒定意見是該產品“擁有自主知識產權，填補了國內空白，產品主要性能達到國際先進水平，部分性能超過國外同類產品。”專家意見認為，該產品可以在核電站建設中推廣使用。

就這樣，天生公司生產的核級密封件既能控制核電站的泄漏，又能延長核電站的壽命，破解了核電站微量泄漏的“世界級難題”，把核電密封技術向前推進了一大步。

再攀新高

從2007年起，天生公司就開始投入C形密封環的研究，其直接動力又是一次類似“卡脖子”的壓力。

反應堆壓力容器是核電站中最為關鍵的設備之一，屬核安全一級設備。反應堆壓力容器由一個可拆卸的頂蓋和一個筒身兩個基本單元組成。核電站反應堆壓力容器C形密封環是防止放射性物質泄漏的關鍵密封環，要求頂蓋與筒身之間的密封結構安全可靠，通常采用雙道C形密封環進行密封，是整個核電密封系統中最復雜、最重要的密封，長期工作于343℃高溫、15.5MPa高壓、高輻射的惡劣環境，且每隔12～18個月因加換燃料必須整套更換，需求量大。50年來該技術一直被美國Garlock公司獨家壟斷，不僅價格昂貴，而且購買時還需要向美國安全管理委員會備案，保證不用于軍事和出口。

2007年，秦山的二擴要建造的時候，天生公司中了一個非常大的標。在管道墊片領域，由于天生公司的參與，外國公司把原來每一臺機組將近5000萬元～6000萬元的報價降到了1500萬元。但當時核反應堆的主密封環在全世界范圍內由美國Garlock公司壟斷。在天生公司中標后，美國Garlock公司有意無意當中跟秦山核電站說，如果管道墊片不訂Garlock公司的產品，下次壓力容器的密封環也不賣給秦山核電站了。當時可能這只是一句玩笑話，但秦山核電站的項目副總經理為此特意給勵行根打電話，表示管道墊片還是訂天生公司的，但是這個事情要告訴勵行根，秦山核電站要重新訂一套美國公司的產品作為備用墊片。

“當時，我非常感謝秦山核電站對我們的大力支持，因為這有一種民族精神在里面。他說，如果全用國外的產品，今后中國的核電站怎么辦？這都是‘卡脖子的東西。他這樣一說以后，我馬上第一個反應，要把這個干出來。”勵行根動情地回憶道。

10天后，勵行根正式給秦山核電站回復，這個密封環，天生公司計劃5年以內把它搞出來。

最初的研究完全沒有頭緒，因為國外技術封鎖，勵行根連密封環的樣子和圖紙都沒見過。一個反應堆壓力容器里有一套共兩個密封環，反應堆燃料一年換一次，換的時候要同時換掉密封環。勵行根和天生公司的研發人員則趁替換環的時候進入核電站，研究這些換下來的進口密封環。勵行根發現，密封環的材質和工藝都是當時國內所沒有的，他只能從最基礎的材料研發開始。

2012年，天生公司在中國一重大連公司做的某型核反應堆密封環水壓試驗喜獲成功，這意味著以后中國新建核電站所需的材料可以全部實現國產化。“寧波民企徹底破解了密封這一發展核電的世界級難題，打破了歐美在此領域的壟斷。”中國廣東核電集團嶺澳核電公司原總工程師、中國核電專家儲品昌如此評價勵行根及天生公司所作的貢獻。

2015年12月3日，天生公司研制的我國首個國產C形密封環安裝在秦山核電站方家山1號機組反應堆壓力容器上，一舉打破了國外在這一領域的技術封鎖。隨后，田灣的5、6號機組、用于出口的“華龍一號”也開始使用天生公司的C形密封環。

自此，中國終于把核電關鍵密封技術牢牢握在了自己手中。

堅守企業家的責任和使命

作為一名企業家和科技工作者，勵行根認為，企業發展到一定程度的時候是在做責任，不僅僅是為了掙錢。全心全意地投入搞科研、全心全意地做好企業，就是對國家最大的貢獻。

在突破核電密封件的外國壟斷后，外國公司紛紛派人前來寧波找勵行根談收購事宜。美國Garlock公司總裁更是先后7次來到寧波，想和天生公司搞聯合。有意收購天生公司的外國公司問勵行根什么價位才賣？勵行根表示，無論給多少錢也不會賣，因為中國要建設一大批核電站，如果密封件被國外公司壟斷，一是經濟利益太大，二是涉及到了國家的核安全問題，這一點更為重要。保障國家的核安全是天生公司的責任和使命。

對于下一步的發展，天生公司將首先在核電領域擴大產品應用，用5年時間把核電密封件全部國產化。更為重要的是，勵行根又把目光投向了“高溫高壓連接器”的研制，并計劃5年內做到產業化。據透露，這項新技術不僅體積更小，還能提高產品的安全系數，這是對密封技術的一次顛覆性突破。

連接器在國民經濟建設中是一個應用更加廣泛的產品，是一個上千億產值的產業。“今后我將更加專注、更加有信心地做好一件事情，就是顛覆世界上現在密封技術的方式，做大高溫高壓流體密封設備的連接器這個產業，再創新輝煌。”勵行根堅定地說。