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造好“华龙一号”样板间——探访广西防城港核电二期项目

放大字体  缩小字体 中国核电网  | 发表于:2017-02-06 | 来源:经济日报 | 作者:栾笑语

上图 广西防城港核电项目4号机组核岛反应堆筏基浇筑前夕场景。经济日报记者 栾笑语摄

中图 4号机组核岛反应堆筏基浇筑前,施工人员在核岛上做准备。 经济日报记者 栾笑语摄

下图 广西防城港核电项目3号核岛围上钢衬里截锥体“安全圈”。陈雅君摄

2016年12月26日凌晨3点35分,中国广核集团(以下简称中广核)在广西的防城港核电二期4号机组施工现场灯火通明,随着七辆“天泵”泵车缓缓收臂,4号机组核岛反应堆筏基顺利完成浇筑,现场响起一片欢呼声。一次性连续浇筑63.5小时,共浇筑混凝土8733立方米,这也是4号机组核岛工程中,连续浇筑量最大的一次。

万事开头难。正是这样一项艰巨任务,为广西防城港核电4号机组全面建设施工开了个好头。在北部湾畔刚刚“站稳脚跟”的4号机组,也直接关系到我国自主知识产权的三代核电技术——“华龙一号”(HPR1000)的“江湖地位”。防城港核电二期3、4号机组不但是“华龙一号”示范机组,而且将作为中广核控股的英国布拉德韦尔B核电项目参考电站。面对我国核电产业的全球市场,防城港是一个重要支点。

念好“中国经”

说到“华龙一号”,人们并不陌生。“华龙一号”是在我国30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上,充分借鉴国际三代核电技术先进理念,汲取福岛核事故经验反馈,采用国际最高安全标准研发的,具有中国完全自主知识产权的三代核电技术。无论是在国内效力,还是扬帆出海,其前景都备受关注和期待。能不能将世界核电产业的“中国经”念好、唱好,研发设计之后,示范机组的施工建设至关重要。承担防城港核电3、4号机组核岛建设的,是在核电领域经验丰富的中国建筑第二工程局。

时间回到2016年12月23日,防城港核电4号机组核岛反应堆筏基浇筑尚未开始时,记者站在筏基上往下看,一层层钢筋纵横交错,形成整齐划一、层层叠叠的方格子,一眼看不到底。如果说核反应堆是一栋“摩天大楼”,那么筏基就是“摩天大楼”的地基。哪怕已经准备了7个月,工程离开地面已有几米高,但对核电项目来说,4号机组仍处于尚未开工建设的准备阶段。“这就是核电项目的特殊之处,只有开始浇筑筏基才算正式开工,我们专业上称之为FCD。”中建二局项目经理李光远对记者说,“一般来说,此前的准备工作要用一年时间,我们7个月就圆满完成,这个速度在国内史无前例”。

距离4号机组252.5米的地方,3号机组建设已经初具规模,扶壁柱安装完成,钢衬里截锥体吊装就位,即将开始建造圆柱形核岛直上直下的“筒”体了。待“筒”体建造完成,就会迎来项目的另一个重大节点——穹顶吊装。所谓穹顶,就是核岛这栋大厦的屋顶,大厦封顶了,核反应堆才能安安稳稳地“居住”。

说起来简单,但要把核电站造好,每一步都是不小的挑战。以“华龙一号”为代表的三代核电技术的重要特征,就是具有更高安全性,在这方面,中国技术走出了自己的路。无论是“能动和非能动相结合”的安全设计理念,还是从157堆芯组件扩容到177堆芯组件,以及采用双层安全壳、增加非能动水箱,目标都是更加安全、更有效率。但设计上的任何创新,都直接为工程建设带来一系列新变化——体量更大、结构更复杂,质量要求更严、安全要求更高。“我国核电技术采用新理念、走了新路径,这也要求核电土建必须跟上,施工的逻辑与顺序、工法与技艺、配合与推进,都要适应新的技术路线。”李光远说。

对此,项目业主中广核广西防城港核电有限公司与施工方中建二局,创新合作形式、启动联合办公模式,委派专业工程师集中办公、加强交流,共同解决施工中遇到的各类难题。

保障“新路径”

把中国的技术路线变为活生生的现实,绝非易事。仅是4号机组筏基浇筑,从技术到材料,从模拟到现实,中建二局广西防城港核电项目在创新路上就走了好几个来回。

首先就是研发特殊材料。4号核岛筏基直径54米,厚度为3.85米,结构几何尺寸大、浇筑方量大、持续时间长。要在一次性连续浇筑中掌握混凝土布料、振捣的时间,同时避免产生有害裂缝,更要保障筏基混凝土的质量及其使用功能……一系列难点都要在浇筑前一一攻克。中建二局项目部干脆组建试验团队,采用自主研制的混凝土配比——强度等级为C40P8的混凝土,一举达标。

其次便是采用有限元建模分析模拟混凝土浇筑。核岛筏基结构复杂,浇筑共分为36层,使用钢筋量就高达1900吨。面对这般庞大的结构造型,项目技术团队依照核岛施工场地的布设方案建模,对施工过程中的施工路径、大型设施、布料控制等实行虚拟现实施工,土建设计图纸依靠建筑信息模型(BIM)建立的完整工程模型和数据库,顺利地将标志着全面开工的第一罐混凝土浇筑下去。

新的难题接踵而至。让比一层楼高还要厚的混凝土按照严苛的核电要求冷却、凝固、定型,绝非易事。施工人员将混凝土当成“活物”来监测,用温度传感器、应变传感器、数据自动采集系统等绘制出温度场和温度变化曲线,随时应对,“引导”着混凝土沿着设计好的路径走,保证质量。

在3号机组,施工中的核电标准同样严苛。正在钢衬里施工,面积庞大的6毫米厚钢板全部通过焊接成形。焊接之后,如同人们体检拍X光片一般,还要用射线探伤焊缝,零点几毫米大的气孔都清晰可见。“核电的要求很高,焊缝不能出现1.5毫米以上的单个气孔,即便气孔很小,也不允许连续出现,否则就是不合格。”精通钢衬里施工的项目副经理谭俊介绍说,“这样高质量的钢衬里焊缝,我们已经完成了950多米,一次性检验合格率近97.2%”。

项目总工程师刘军坦言,可以预见的是,未来工程落地的每一步都有诸多挑战。“不过,从1987年开工建设的大亚湾核电站开始,我们先后参与建设了岭澳核电站、阳江核电站、台山核电站、辽宁红沿河核电站、江苏田湾核电站,建设过核岛和常规岛,历经过法国的EPR技术、美国的AP1000技术等不同路线施工。”刘军说,“多年来我们积累了丰富的经验,有信心把国之重器‘华龙一号’从设计变成现实”。

踏实“起跑线”

2016年9月29日,中广核与法国电力集团(EDF)在伦敦正式签署了英国新建核电项目一揽子合作协议,中广核正式开始推进布拉德维尔B项目的各项准备工作。2017年1月10日,英国政府正式受理华龙一号通用设计审查(GDA),GDA是华龙一号落地英国的技术前提。这一背景令建设之中的防城港核电二期增添了与众不同的使命。

与中建二局建设的其他8个核电项目不同,防城港核电二期将作为中广核英国布拉德韦尔B核电项目的参考电站。英国是历史悠久的核电国家,拥有成熟的核电管理体制、严格的核电技术审查、完善的核电监管,世界上首座商用核电站就诞生在英国。建造出能被认可的“华龙一号”示范机组,对进一步推动华龙落地英国、助力中国自主核电技术出海扬帆都大有裨益。

再看国内,截至目前,我国在建机组24台,总装机容量2672万千瓦,规模居世界首位,占全球在建规模的近四成;运行核电机组30台,总装机容量2831万千瓦;预计“十三五”期间,我国每年还将新开工6台至8台机组。在这样的核电“大盘子”中,将自主创新、博采众长的“华龙一号”建设好,对助力中国清洁能源发展意义重大。

以广西防城港核电项目为例,一期工程和二期工程共四台机组全面建成投入运营后,每年具备315亿千瓦时发电能力,与同等规模的燃煤电站相比,可减少标煤消耗1012万吨,减少二氧化碳排放量约2486万吨,减少二氧化硫和氮氧化物排放量约40万吨,环保效益相当于新增了725平方公里的森林。

无论是在国内效力,还是扬帆出海,防城港核电项目都是“华龙一号”的“样板间”,也是又一个“起跑线”,建设者的使命感油然而生。

眺望施工现场,中建二局广西防城港核电项目书记金显龙十分感慨。“我们30年前建设大亚湾核电站时,几乎所有先进设备都需要进口,技术也要依靠外国企业,核电站是中国的,但中国在核电建设方面却心有余而力不足。”金显龙说:“现在不一样了,我们有了自己的核电技术、施工能力,从这里出发的每一步都会很踏实。”
 

 
 
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