8月底的廣西防城港市,臺風“帕卡”掃過這座城市,暴雨如注。
在北部灣畔,遠遠望去,一群建筑人員正圍著一個巨大的“熔爐”,冒雨施工。
這是我國第三代自主創(chuàng)新核電技術(shù)“華龍一號”示范工程,也是中廣核在防城港的核電二期工程。
“華龍一號”是由中廣核和中核集團在30多年核電科研、設計、制造、建設和運行經(jīng)驗的基礎上,充分借鑒國際三代核電技術(shù)先進理念,采用國際最高安全標準合作研發(fā)設計的三代核電技術(shù)。
2014年8月,“華龍一號”技術(shù)方案通過國家能源局、國家核安全局組織的專家評審。隨后,“華龍一號”示范工程先后在我國福建福清、廣西防城港選址落地。今年6月,位于福清的中核集團“華龍一號”五號機組已安裝穹頂。再過不到10個月,中廣核防城港二期工程三號機組,也計劃迎來“蓋帽”儀式。
作為我國自主創(chuàng)新研發(fā)的新型核電技術(shù),防城港“華龍一號”項目在去年已經(jīng)成為英國布拉德韋爾B核電項目的參考電站,正計劃帶動一大批中國制造走向海外。
“華龍一號”身穿金鐘罩鐵布衫
“華龍一號”示范工程像個出生不久的嬰孩,每天都有新變化。
2015年12月,防城港核電“華龍一號”三號機組正式開始了FCD(第一次核島混凝土澆灌,以此節(jié)點,標志著核電項目正式開工)。
這個過程,是在核島反應堆廠房的基坑中,把混凝土澆灌到從地下15米處建造到地平面上的預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,使“華龍一號”在強健的“筋骨”中,長出“肌肉”。20個月過去了,隨著不斷向上搭建施工的鋼襯里和鋼筋混凝土,“華龍一號”核島反應堆的建設,已從地下長到地上24米。抬頭望去,高度逼近一幢七層高的住宅樓。
核島和常規(guī)島是核電站的重要組成部分,核電生產(chǎn)過程中的主要廠房和設備大部分被安裝在這兩個“島”里。防城港核電三號機組的“華龍一號”項目核島的外圍,是3處正在施工的核安全廠房;核島內(nèi)部,正中間的核反應堆芯及其關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)搭建也同步進行。這里是“華龍一號”的“心臟”, 核反應堆里鈾原子在中子的撞擊下裂變產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)換成蒸汽,傳輸?shù)匠R?guī)島廠房,推動汽輪機轉(zhuǎn)動做功,最終產(chǎn)生電能供應。
三號機組的不遠處,是在建的四號機組,同樣也采用“華龍一號”技術(shù)。這兩個機組同為防城港二期工程,預計在2022年具備商業(yè)運營條件,待到未來商用后,眼前這個“小家伙”的功力可不小,整個二期工程建成后具備年上網(wǎng)165億千瓦時的發(fā)電能力,能為防城港市提高20%的發(fā)電量。同時,能減少標煤消耗530萬噸、減排二氧化碳約1300萬噸、減排二氧化硫和氮氧化物約21萬噸,環(huán)保效益相當于4萬公頃森林。
為了按計劃完成施工目標,防城港“華龍一號”核島土建施工方中建二局的員工正在緊張的施工中。
“華龍一號”憑借什么擁有強大的發(fā)電威力?在核電人看來,這要歸功于它的“心臟”。“華龍一號”的心臟是由177組12英尺燃料組件形成,與之前源自法國M310技術(shù)的157個組件相比,數(shù)量有所增多?!斑@是我們自主創(chuàng)新的一個亮點?!敝袕V核文化宣傳中心主任助理袁昌紅告訴記者,“華龍一號”堆芯的堆功率提高了8.8%。
2011年日本福島核事故之后,“華龍一號”在研發(fā)設計之時,特別吸取了日本福島核事故的教訓?!叭A龍一號”采用單堆布置、雙層安全殼、177組燃料組件,安全系統(tǒng)采用了能動與非能動結(jié)合的理念,安全水平與國際主流三代核電技術(shù)相當。比如“華龍一號”采用的能動與非能動技術(shù)結(jié)合,意味著一旦發(fā)生事故,可連續(xù)提供72小時冷卻,確保核反應堆進入安全停堆狀態(tài)。
除了在核電技術(shù)的設計上持續(xù)提升安全水平,“華龍一號”對廠址的選擇也很嚴謹。 “我們在核電項目建設最初的選址上就會避開地震帶?!痹t說,在選址上,所有核島的建設都要在完整的巖石層面上進行挖掘建造,不會選擇在地震帶上建項目。
進入“華龍一號”的“心臟”之前,要穿過一層4.5米厚度的“墻壁”,這用十幾步就通過的路徑,被核電人認為是“華龍一號”引以為傲的“雙層安全殼”,其功能就像是給“華龍一號”反應堆廠房蓋上金鐘罩外,再在外層穿了一件鐵布衫。
“這也是‘華龍一號’重要的技術(shù)亮點?!?中建二局廣西防城港核電項目經(jīng)理李光遠告訴記者,這個直徑45米的雙層安全殼需要施工隊用兩三年的時間建造,是“華龍一號”土建環(huán)節(jié)中最耗時耗量的一個環(huán)節(jié)。
雙層安全殼的內(nèi)殼是1.2米厚度的鋼筋混凝土鑲嵌6毫米厚的鋼板內(nèi)襯,外殼是1.5米厚度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)外殼之間間隔1.8米,運營時處于負壓狀態(tài)。外殼可抵御外來飛行物甚至大型飛機的撞擊。“一旦發(fā)生撞擊,不會導致雙層安全殼被撞毀,不會導致核物質(zhì)泄漏?!崩罟膺h進一步介紹。
“人工問診”和“專業(yè)體檢”確保生產(chǎn)安全
“福島核電站是上世紀的技術(shù),在設計和建造上,肯定不能與現(xiàn)在的核電技術(shù)同日而語?!痹诶罟膺h看來,日本福島核事故給社會民眾造成的恐慌,“華龍一號” 施工方希望用建造上的嚴謹一點點消除。
如在雙層安全殼內(nèi)殼上鑲嵌6毫米鋼板的縫隙焊接上,就有著極高且苛刻的技術(shù)要求。這圈鋼板所起到的作用是一旦發(fā)生小的核事故,確保所有擴散物質(zhì)不會擴散到外界。
把一塊塊鋼板銜接成45米直徑的圓圈,意味著要把2200噸的鋼板焊在一起。有的核電人把這個過程形容為“縫衣服”,擔任焊接的核級焊工是裁縫,把這些(鋼板)材料拼接在一起。
但核電鋼板的焊接顯然比衣服的制作要求更加嚴絲合縫。
首先是對人員資質(zhì)的要求。這些核級焊工必須經(jīng)過嚴格的培訓、理論學習和考試,才能取得國家核安全局頒發(fā)的資質(zhì)證書。 “一般要半年以上才能完成,技術(shù)和經(jīng)驗比較好的,也需要用上四五個月。”李光遠告訴記者,即便拿到了“駕照”,也要經(jīng)過一段時間的練習,才能正式上崗?!斑@和其他建筑工地的施工大不相同”。
其次,是施工過程中的“人工檢查”和“專業(yè)體檢”。
在焊接過程中,除了具體負責焊接的核級焊工,周圍還配備專業(yè)的檢測人員,在完成的每一處焊縫中進行人工無損檢測。
“這只是第一關(guān),被焊過的鋼板還要被送到金屬實驗室,去拍X光片做進一步檢測?!崩罟膺h說的金屬實驗室是一間建造在核電廠施工現(xiàn)場的廠房,每天,被焊接完的鋼板都要被拿到金屬實驗室進行X光拍照檢測。
“就像去醫(yī)院進行外科檢查和內(nèi)科檢查一樣”。李光遠說,僅靠人工肉眼判斷不夠,一定要用專業(yè)的機器去分析焊縫中是否存在氣孔、雜質(zhì)……有時候不合格處僅有針尖似的小黑點那么大,這也十分考驗檢測者的眼力和專業(yè)。 “無論是核級焊工、無損檢測人員還是金屬實驗室的檢測人員,他們?nèi)慷家〉孟嚓P(guān)證書”。
最后,這些焊縫即便通過X光片檢測沒問題,還要檢測其在高溫和低溫環(huán)境里的耐受程度。
“不僅是焊接的質(zhì)量有要求,在施工過程中,包括鋼筋混泥土、預應力系統(tǒng),每道工藝都有嚴格的標準和程序。”李光遠告訴記者,從鋼材的制定、原材料進場,再到軋鋼、出鋼板等節(jié)點,所有的流程都嚴格按照要求來做?!耙粡堜摪鍙闹贫ā⑸a(chǎn)、焊接再到最后完成檢測,需要大半年的時間”。
中廣核防城港核電二期 “華龍一號” 工程位于廣西,夏季炎熱多雨,給施工帶來了很大的挑戰(zhàn)。李光遠坦言,建設“華龍一號”的過程中,有兩個方面的挑戰(zhàn),一個是時間,另一個就是天氣。
去年施工方進場后,當?shù)氐奶鞖庖恢倍继幱谂_風季,有效的施工期比較少。六七月的時候,防城港差不多有一個月的時間都處于雨季,再加上當?shù)氐母邷靥鞖?,給施工造成了很大的難度。
中建二局核級焊工班班長楊運兵已經(jīng)有20年的焊工經(jīng)驗,“華龍一號”建造中最讓他印象深刻的,就是夏天高溫時,施工現(xiàn)場的鋼板表面溫度近乎100多度,但每天勞動強度大,“喝下去的是水,但沒有汗出來?!?/p>
核電的建設是一個周期長、投入高的建設,怎樣吸引人才、儲備人才、管理人才,同樣是施工方面臨的主要問題。
李光遠表示,在鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)人員上,中建二局采取了鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)化技術(shù)人員梯隊和鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)人員分類培養(yǎng)模式,有效地保證了鋼襯里、不銹鋼工程的順利施工。同時正通過校園招聘、社會招聘等渠道吸納人才,并對招聘的人才進行系統(tǒng)的培訓,為后續(xù)“華龍一號”的項目承接儲備人才。
核級焊工的培養(yǎng)目標是到今年年底數(shù)量達到250人。據(jù)介紹,項目組織成立了焊工培訓學院,以防城港核電項目為平臺培養(yǎng)一批具有優(yōu)秀焊接能力的焊工,并與中建二局安裝公司廊坊基地合作培養(yǎng)核級焊工,有效保證防城港核電二期雙核島鋼襯里及不銹鋼工程的順利建設。
攜手中國制造“造船出?!?/strong>
臨海而建的“華龍一號”,正在逐步駛向海外。
據(jù)媒體報道,2015年,中核集團“華龍一號”項目開始建立以阿根廷、巴基斯坦和阿爾及利亞為中心的海外開發(fā)體系,志在非洲、拉美、亞洲核電市場;中廣核的“華龍一號”已經(jīng)在去年作為英國布拉德韋爾B(BRB)核電項目的參考電站。兩家“華龍一號”在技術(shù)上之前略有差異,但目前已完成融合。
“我們很早就關(guān)注和參與歐洲的核電項目,在英國核電項目的國際招標過程中,有英國本地、法國、美國和俄羅斯等國共同參與投標?!痹谠t看來,這是一個漫長的過程,“想在核電技術(shù)方面獲得英國方面的完全認可,無法一步到位?!?/p>
他回憶起中廣核就英國3個核電項目進行談判的過程。第一個欣克利角C(HPC)項目中廣核占有33.5%的股份,法國電力集團占有66.5%的股份,“我們和法國是聯(lián)合投資建設”。第二個塞茲韋爾C(SZC)項目,中廣核占前期項目開發(fā)公司20%的股份,法國電力集團占80%的股份。而到了第三個項目——英國布拉德韋爾B(BRB)項目,憑借“華龍一號”的技術(shù)優(yōu)勢,中廣核拿到了66.5%的股份,并直接掌握制造權(quán)。
中廣核把這個過程比喻成從“拼船出?!钡健霸齑龊!薄?/p>
“英國能夠考慮我們的‘華龍一號’,因為我們的技術(shù)優(yōu)勢、建設優(yōu)勢和人才優(yōu)勢?!痹t說,“華龍一號”從設計、建設、制造和運營都已經(jīng)在國內(nèi)自主掌控?!拔覀兊脑O備國產(chǎn)化率超過85%”。
還有成本優(yōu)勢,“我們的設備國產(chǎn)化率高,和其他國家的核電技術(shù)相比,有比較明顯的競爭優(yōu)勢。”
根據(jù)英國核安全監(jiān)管規(guī)定,采用在英國沒有使用過的技術(shù)新建核電廠,在項目建造前要進行通用設計審查(GDA)。GDA審查由英國核能監(jiān)管辦公室與環(huán)境署聯(lián)合負責。
今年1月10日,英國政府發(fā)布聲明,正式受理“華龍一號”通用設計審查(GDA)申請。1月19日,英國核能監(jiān)管辦公室和英國環(huán)境署正式宣布“華龍一號”進入GDA第一階段,標志著“華龍一號”GDA正式啟動。
“英國GDA審查可謂全球最嚴,周期長、難度大、投入大?!痹t表示,目前,全世界有5種堆型申請了英國通用設計審查,法國的EPR技術(shù)耗時66個月通過。美國的AP1000技術(shù)在通過美國監(jiān)管當局審查的情況下,仍然被提出幾十項改進意見,耗時約10年,終于在2017年3月30日獲得通過。
“GDA審查上碰到的最大困難,是當?shù)氐姆ㄒ?guī)和標準與我國不同,也和許多國家不同,(英國)對于環(huán)保、勞動等各方面要求都比較嚴格。而在國際化人才方面,當?shù)氐奈幕曀讓ζ髽I(yè)向海外輸出技術(shù)也是不小的挑戰(zhàn)?!?中廣核工程有限公司防城港項目部副總經(jīng)理張揚表示,這是中廣核第一次這么大規(guī)模、完全市場化方式走出去,在核電出海上投資巨大,企業(yè)在項目管理上進一步加強。
“華龍一號”GDA審查計劃分為4個階段,工期大約60個月。其中,第一階段為準備階段,計劃用10個月時間完成準備,并完成初步安全報告的編制。中廣核計劃在今年11月中旬前,正式向英國當局提交初步安全報告,完成GDA第一階段全部審查工作。
在袁昌紅看來,核電項目是系統(tǒng)性工程,核電出海帶來的影響也是綜合性、多方位的?!斑@不是一個人出海,而是帶動更多企業(yè)走出去,‘攜手出海’為‘一帶一路’倡議作貢獻?!?/p>
袁昌紅表示,核電出海不僅是財務投資,更是向世界推介中國技術(shù)、中國裝備、中國服務和中國經(jīng)驗,“‘華龍一號’建造過程中參與企業(yè)眾多,其中包括中國建筑、中船重工、中國一重、國機集團等眾多央企。”
7月28日,廣西防城港核電基地召開了“華龍一號項目高層峰會”。中廣核、中國建筑、中船重工、中國一重等10家企業(yè)負責人簽署了聯(lián)合宣言,共同推動華龍一號實現(xiàn)全范圍設計能力掌控、設備和材料國產(chǎn)化能力提升以及先進制造和建造技術(shù)實施,并將“華龍一號”示范項目防城港核電二期建設成標桿項目,為“華龍一號”項目批量化建設及“走出去”創(chuàng)造條件。
“出口一座‘華龍一號’核電站的效益,相當于出口200架中型飛機,將有效帶動我國5400多家設計、設備制造、建安等高端裝備制造企業(yè)和高新技術(shù)企業(yè)共同走出去,助力中國邁入制造強國行列。這對帶動我國裝備制造業(yè)走出去,提升‘中國制造’和‘中國智造’的影響力都是極為重要的?!痹t認為,一個核電項目從建設到退役,持續(xù)近百年,核電出海也將為目標國帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。