文 董必钦 记者 | 郭树涵

我国重大装备资深专家、原国务院重大技术装备办公室副主任董必钦曾结合他的经历为本刊撰写过史话栏目。颇受各界人士的好评，几个月前还有一位本刊读者问史话栏目何时重开？

这个栏目让人印象深刻并不难理解，作为世界上最爱读史的民族，我们坚信能从历史中吸取教训。至今，很多人依然对唐太宗以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴衰；以人为镜，可以明得失的名言深以为然，这也正是中国可以传承千年至今能够保持不断前进的动力所在。

无需讳言，中国工业至今仍有着敝帚自珍的习气，一些老同志不愿带徒弟或把毕生经验与人分享。在这方面，董必钦走到了他们前面，不仅知无不言，且没有门户之见。在上一系列的史话文章中，董必钦从重机行业助力“两弹一星”开始谈起，用生动的例子与形象的语言为我们打开了一扇中国工业历史的大门。其后，他的两个国家级一等奖如何得来——“158工程”奠基国防现代化、航天工程中的液压振动台等史话连载保持了一贯的高水准，就如其自己所说：“我不仅要让文章有深度，还要让他好看，以便更多的人能够接受，”

如今，董必钦经过一年多的准备，他将带领我们继续走进中国工业的历史。那么，请随我们走进中国装备工业中最神秘的领域之一——重水。

今年中央公布了一号文件，提出了水是生命之源，生产之要，生态之基。不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全。是人类生存与发展的首要条件和根本保证，是关系社会发展全局的头等大事。今天我们要重点介绍的也是“水”，但是它与“天然水”有着许多的不同。在实施四个现代化的建设中发挥了不可替代的作用。

1955年初党中央决定要创建中国的原子能产业， 1958年在苏联的援助下在北京建立了第一座原子反应堆，堆内所装的重水是苏联提供的。1959年以后，中苏关系出现恶化，援华苏联专家均撤退回国，在此国家面临危难之时，毛主席和党中央向全国人民提出了“我国也要有原子弹”。1964年10月，我国第一颗原子弹终于在新疆境内爆炸成功，从而极大地鼓舞与推进了我国“两弹一星”国防重点工作的发展。我自1964年从一机部科研单位调入一机部第一办公室，从此与“两弹一星”工程结下了不解之缘。

要发展核武器，实现国防现代化，就必须在国内建设一批为此配套的项目与装备，一机部第一办公室就是为了实现这一任务设立的办公机构。而发展热核武器，重水是缺一不可的，这对那时的中国来说，却是难上加难，国外对你进行封锁，我们只只有依靠自力更生、奋发图强来解决，我做为普通一兵参与到这个行列中来，在党中央、中央军委的统一领导下，依靠承担任务的单位、大力协同、尽职尽责，下定决心，要在平凡的岗位上干出不平凡的业绩来。

什么是重水

什么是重水，它从哪里来用到那里去？这一定是很多人备感兴趣的问题。众所周知，天然水是由两个氢原子和一个氧原子（H2O）组成的，重水（D2O）与它不同。它的存在不像天然水，全球2/3的面积被水所包围，重水在自然界存量很少，一般来说，它在天然水中浓度仅为0.014%。可是，与其它矿产不同，重水的这一浓度极为稳定，比如说取自池塘、江、河或大海，水中的浓度就相差无几，一般要从50吨水中可提炼出1公斤重水。可是要提炼出合格的重水却是“难上加难”，难于上青天，人间称“物以稀为贵”，所以我常说它比黄金还珍贵。

那么重水有什么用？作为一种非常重要的战略物资，对发展国民经济来说，它可以被用来做核电反应堆的减速剂和冷却剂，重水反应堆主要优点是：1、经济性好 2、可选用天然铀作燃料 3、可进行鈈再循环用 4、转换比高，功率密度大。对那些不拥有浓缩铀技术与装备的国家来说，提供了一条可选择的道路。同时也是发展核聚变新型能源的基础和前提，是人类未来替代化石能源的希望；在军事上，重水还是国际战略的重要砝码，作为氢弹不可缺少的原料，当今世界强国不拥有核武器是不可想象的，所以它还是实现我国国际现代化，确保国家独立自主的必备条件。

重水是怎样生产出来的

我国的重水生产是从上世纪60年代中期开始自主研发的，当时规划了四种方法。它们分别是：电解法、双温交换法、液氢精馏法和液氨精馏法。那时我们先后安排了近百个工厂、研究所承担上述任务。

从1963年到1979年这16年间，一机部系统共安排过79台电解槽、55台塔器、16台硫化氢气体压缩机、24台氨透平压缩机以及液氢液氨精馏设备总计475项9554台套专用产品。

（一）、用电解法制取重水关键是电解槽，它的工作原理是将天然水反复电解，以提高重水浓度，这种方法耗电量大，成本高昂。生产一公斤重水约需125000度电。承担这项任务的单位主要有上海新建机器厂、沈阳鼓风机厂、哈尔滨机联厂、广州重型机器厂、武汉材料保护研究所和北京通用机械研究所等，他们分别承担了该项设备的制造和槽极板的镀镍工艺攻关和项目组织协调工作。

这项设备技术质量是很严格的，比如，项目要求重水设备要连续稳定运行三年不检修、不清洗。这个重大专项在一机部刘树楠副主任和化工部陶涛局长的主持下；在通用所苏又泉、周海成、武汉材保所曾良宇等人的努力下，各相关企业和单位通力合作做了许多工作，这里面包含着他们的辛苦与功劳。

（二）、硫化氢——水双温交换法

这种生产流程应该说是提取重水方法中最有竞争力的，它比电解法节电99%，但生产流程所需配套的装备品种多、技术高、难度大、关联广，而且工作环境要求更加特殊，比如，双温交换法要求在20个大气压下，两种不同温度的条件下进行置换，而硫化氢（H2S）又是一种剧毒，易燃易爆，还有很强的腐蚀性，所以用于双温交换法的设备用了多种新型材料和密封性高的装置。双温交换法在我国先后建立了两个生产企业，一个在青海，一个在四川。

在这些设备最为关键的有：

（1）塔器。它是双温交换法制取重水的最主要的关键设备，硫化氢与水之间进行氢同位素交换，整个的化学反应过程是在多台不同温度压力下的塔器内进行的。哈尔滨锅炉厂先后为我国多个重水生产厂提供这类设备，该厂在承担这项任务的过程中克服了多道技术难关采用过多种不同基材，出色地完成了任务。至今我仍未忘记其为四川重水厂生产的20台塔器中，由于改用了特制的25号锅炉钢板，出现了产品质量问题，化工部第六设计院同志提出要报废，重新安排生产，部一办领导指派我陪同化工部军工局和设计院人员前往哈锅厂调查处理。当时哈锅厂刘文田、吴恕三和陆燕荪等领导对当时出现的质量问题提出了他们的意见与建议，在经过反复推敲和论证后，最终拿出了在确保质量，又保进度的方案，找到了解决问题的有效办法，使塔器保质按期完成，确保了国家发展核武器的急需。经过六年的生产运行，经解体检查证明所有焊缝质量未出现异常，证明品质优良，为未影响塔器使用寿命。此外，武汉材保所的曾良宇也为塔器的抗H2S腐蚀保护涂层提供了有效可靠的渗Cr、镀Cr处理工艺。

（2）换热器。为了提高重水浓度在化工流程中采用了2级或3级的冷塔（32°C）和热塔（120°C），其中每台换热器又由数百根不同规格和用途的不锈钢钢管构成，焊接工作量大，制造技术要求高。这项任务由上海四方锅炉厂承担，1967年生产过62台换热器，1985年提供过59种19台管壳式换热器，使用效果良好。

（3）H2S透平压缩机。在我国重水生产过程中化工部曾先后提出过4800m3/h、1800m3/h和6300m3/h三种压缩机，这项任务主要由通用机械研究所和沈阳鼓风机厂密切合作来完成。其在研发过程中，遇到的最突出的难题是机械密封过不了关。大家都知道，H2S是一种剧毒的气体，在空气中含量超过1/100PPM就会致人死亡。所以在一机部一办的统一组织下，各单位紧密合作、大力协同，终于在1966年成功研制出机械密封，1972年又研制出浮环密封，经过生产运行考核密封效果良好，达到并超过了当时国外进口的技术水平，在这次攻克难关中，通用机械所的郑贤尧、刘志国、许曙，沈鼓厂的马将发、葛久坚等做出了重大贡献。

（三）液氢精馏法。采用这个方法制取重水需要深冷设备，它要求氢气在零下253度以下液化，然后利用氢与重氢的沸点差来控制其蒸馏，其温差仅为2摄氏度。通过精确的调控使重氢浓集在经过化学反应而获得重水。一机部应化工部的要求在1963年为液氢蒸馏法提供了第一批设备如膜式压缩机、真空阀门、专用仪器仪表等。实际上，一机部共安排了二批设备，总共84项，570多台套产品。其中，最关键的是：

（1）精馏塔。这是液氢精馏法中最关键的设备，由杭州制氧机厂承担，该厂在我国制冷装备方面具有较强的优势，曾为航天技术发展中心提供过液氧设备，有过成功的经验。它在精馏塔研发中，攻克了塔板水平度、垂直度、塔库气密性等技术难关，成功的完成了重水设备的研制。

（2）氮气活塞式膨胀机。杭氧厂有过类似的产品，但这项在技术参数上有较大的变化，气量达3000米/时，压力20-0.6兆帕，先后生产了2台，进展顺利，一次成功。

（3）低温阀门。由于一般的空气设备均处于低温度环境下工作，所以重水工程对装备的要求有7种低温节流阀和10种截止阀（-45°C~-196°C）杭氧厂在用户设计院和相关阀门厂合作，顺利的解决了三大关键技术①低温材料的选择②低温下阀门的变形而引起的卡死现象③长颈结构的设计与制造。＜长径比大于15以上＞④钳式检流计。由上海电表厂承制，在经过一年九个月的日夜奋战后终于出色的完成了任务，得到了用户的好评。

（四）液氨精馏法。这个方法是在国际上没有开发先例的情况下，由我国科学院首试研究成功的。后经化工部设计院进行产业化，1975年5月在剑江化肥厂投产成功，其中最关键的设备氨透平压缩机，由重庆通用机器厂通用机械研究所承担研制，在刘开文、刘志国为首的团队努力下，历时一年多完成任务，流量为2万立方米/时，压力1.8~3个大气压。采用“带热补偿的石墨滑环密封”有效控制了氨的泄露，先后共生产过24台压缩机。

（五）其他配套设备。还包括屏蔽泵（沈阳水泵厂）计量泵（重庆水泵厂）及相应配套的的防爆电机电器（佳木斯防爆电机电器研究所）等。

董必钦话后感言：

回顾那年代，艰苦又劳累。

为国做贡献，无怨又无悔。

到如今，年已迈，激情仍然在。

叙往事，心甜美，强国梦实现。

欢庆建党九十年，喜看祖国日新月异的新时代。