问题——关键设备预测软件受制于人,工程验证受限;蒸汽发生器是压水堆核电站能量转换的关键设备,内部三维两相流动与传热过程复杂,对计算模型、网格划分和实验数据支撑要求很高。长期以来,高端预测软件和核心模型主要掌握国外机构与企业手中,工程研制在方案优化、试验成本控制、参数敏感性分析各上受到约束。大型先进压水堆专项推进中,如何建立可靠的自主仿真工具,成为影响技术迭代与工程验证效率的突出问题。 原因——机理复杂、门槛高,基础数据与方法体系相对不足。蒸汽发生器热工水力计算涉及多相流、湍流、相变与传热耦合等多重机理,既要在整体流动层面保证守恒与稳定,又要对局部结构区的热工边界与相分布进行高精度描述。同时,自主工具从“能用”到“可信”,必须经受关键算例与实验数据库的持续对比验证。过去国内在高质量实验数据库、工程化算法框架与软件工程体系上积累相对薄弱,导致研发周期长、调试难、验证链条不够完整。丛腾龙西安交通大学反应堆热工水力团队开展研究,选择从核心模型与程序框架入手持续攻关。 影响——自主程序补齐验证链条,提升研发效率与话语权。在团队协作下,从零起步开发的自主程序STAF,面向大型先进压水堆蒸汽发生器三维两相整体与局部流动传热问题建立了计算能力,并通过关键算例实现稳定运行与专项验收。对应的成果填补了国内空白,也为后续模型迭代、方案优化与工程评估提供了工具支撑。更重要的是,自主软件的形成意味着在关键环节拥有可控、可扩展的技术底座:一上减少对外部工具的依赖与不确定性,另一方面为多学科交叉研究提供统一平台,推动实验、数值与工程应用之间形成闭环验证。随着核电技术向高参数化、模块化以及多堆型并行发展,这类通用底座对提升研发体系效率具有长期意义。 对策——以“方法体系+团队传承”提升持续创新能力。丛腾龙在读博期间承担实验室计算流体力学小组的组织工作,逐步形成以例会讨论、分工协作、问题复盘为核心的团队机制:算法研讨、网格策略、算例对标、误差来源分析和下一步计划按固定节奏推进,将复杂任务拆解为可复用的流程模板。此机制降低了新成员的学习成本,也避免关键知识停留在个体经验中。其间的联合培养经历也拓展了工程化与国际合作视野;通过参与小型堆相关实验与数值模拟工作,继续强化了从实验设计、数据采集到英文报告输出的完整链条意识。实践表明,关键技术突破既需要长期投入与耐心调试,也离不开可传承的组织方式与规范化科研训练。 前景——核电走向多元堆型与高可靠运行,自主仿真仍是必答题。我国核电发展进入提质增效与安全可靠并重的新阶段:大型先进压水堆持续推进,小型模块化堆等新堆型加快示范验证。无论堆型如何演进,对热工水力的精细化认知、对关键设备机理的把握、对边界工况的预测能力都是基础要求。面向未来,应继续加强基础实验平台建设,完善关键数据库与评测体系;推动计算程序工程化、模块化,做到可验证、可追溯;强化产学研协同,使软件、模型与工程需求同步迭代。在新的工作岗位上,丛腾龙延续高强度科研节奏与育人理念,围绕关键环节持续攻关,目标是让新一代核电技术在核心工具与方法上更少受制、更趋稳健。
从校园到科研一线,丛腾龙十年的经历折射出科技人才的成长路径。他所体现的“自立自强”,不是一时灵感,而是长期投入与持续积累;也不只是个人突破,更是团队协作与经验传承。在全球能源转型背景下,核能作为清洁能源的重要支撑,关键技术能否自主掌握关乎国家战略安全。丛腾龙和同事们以代码与实验推进关键能力建设,为我国核能发展夯实基础。那些仍在验证与迭代中的大型先进压水堆、小型模块化堆,也将在一代代核电人的接力攻关中逐步走向成熟,为中国能源发展提供更可靠的支撑。