上 廣西防城港核電項(xiàng)目4號(hào)機(jī)組核島反應(yīng)堆筏基澆筑前夕場(chǎng)景
2016年12月26日凌晨3點(diǎn)35分，中國(guó)廣核集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱中廣核）在廣西的防城港核電二期4號(hào)機(jī)組施工現(xiàn)場(chǎng)燈火通明，隨著七輛“天泵”泵車緩緩收臂，4號(hào)機(jī)組核島反應(yīng)堆筏基順利完成澆筑，現(xiàn)場(chǎng)響起一片歡呼聲。一次性連續(xù)澆筑63.5小時(shí)，共澆筑混凝土8733立方米，這也是4號(hào)機(jī)組核島工程中，連續(xù)澆筑量最大的一次。
萬(wàn)事開(kāi)頭難。正是這樣一項(xiàng)艱巨任務(wù)，為廣西防城港核電4號(hào)機(jī)組全面建設(shè)施工開(kāi)了個(gè)好頭。在北部灣畔剛剛“站穩(wěn)腳跟”的4號(hào)機(jī)組，也直接關(guān)系到我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)——“華龍一號(hào)”（HPR1000）的“江湖地位”。防城港核電二期3、4號(hào)機(jī)組不但是“華龍一號(hào)”示范機(jī)組，而且將作為中廣核控股的英國(guó)布拉德韋爾B核電項(xiàng)目參考電站。面對(duì)我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)的全球市場(chǎng)，防城港是一個(gè)重要支點(diǎn)。
念好“中國(guó)經(jīng)”
說(shuō)到“華龍一號(hào)”，人們并不陌生。“華龍一號(hào)”是在我國(guó)30余年核電科研、設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分借鑒國(guó)際三代核電技術(shù)先進(jìn)理念，汲取福島核事故經(jīng)驗(yàn)反饋，采用國(guó)際最高安全標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)的，具有中國(guó)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)。無(wú)論是在國(guó)內(nèi)效力，還是揚(yáng)帆出海，其前景都備受關(guān)注和期待。能不能將世界核電產(chǎn)業(yè)的“中國(guó)經(jīng)”念好、唱好，研發(fā)設(shè)計(jì)之后，示范機(jī)組的施工建設(shè)至關(guān)重要。承擔(dān)防城港核電3、4號(hào)機(jī)組核島建設(shè)的，是在核電領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的中國(guó)建筑第二工程局。
時(shí)間回到2016年12月23日，防城港核電4號(hào)機(jī)組核島反應(yīng)堆筏基澆筑尚未開(kāi)始時(shí)，記者站在筏基上往下看，一層層鋼筋縱橫交錯(cuò)，形成整齊劃一、層層疊疊的方格子，一眼看不到底。如果說(shuō)核反應(yīng)堆是一棟“摩天大樓”，那么筏基就是“摩天大樓”的地基。哪怕已經(jīng)準(zhǔn)備了7個(gè)月，工程離開(kāi)地面已有幾米高，但對(duì)核電項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，4號(hào)機(jī)組仍處于尚未開(kāi)工建設(shè)的準(zhǔn)備階段。“這就是核電項(xiàng)目的特殊之處，只有開(kāi)始澆筑筏基才算正式開(kāi)工，我們專業(yè)上稱之為FCD。”中建二局項(xiàng)目經(jīng)理李光遠(yuǎn)對(duì)記者說(shuō)，“一般來(lái)說(shuō)，此前的準(zhǔn)備工作要用一年時(shí)間，我們7個(gè)月就圓滿完成，這個(gè)速度在國(guó)內(nèi)史無(wú)前例”。
距離4號(hào)機(jī)組252.5米的地方，3號(hào)機(jī)組建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，扶壁柱安裝完成，鋼襯里截錐體吊裝就位，即將開(kāi)始建造圓柱形核島直上直下的“筒”體了。待“筒”體建造完成，就會(huì)迎來(lái)項(xiàng)目的另一個(gè)重大節(jié)點(diǎn)——穹頂?shù)跹b。所謂穹頂，就是核島這棟大廈的屋頂，大廈封頂了，核反應(yīng)堆才能安安穩(wěn)穩(wěn)地“居住”。
說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，但要把核電站造好，每一步都是不小的挑戰(zhàn)。以“華龍一號(hào)”為代表的三代核電技術(shù)的重要特征，就是具有更高安全性，在這方面，中國(guó)技術(shù)走出了自己的路。無(wú)論是“能動(dòng)和非能動(dòng)相結(jié)合”的安全設(shè)計(jì)理念，還是從157堆芯組件擴(kuò)容到177堆芯組件，以及采用雙層安全殼、增加非能動(dòng)水箱，目標(biāo)都是更加安全、更有效率。但設(shè)計(jì)上的任何創(chuàng)新，都直接為工程建設(shè)帶來(lái)一系列新變化——體量更大、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，質(zhì)量要求更嚴(yán)、安全要求更高。“我國(guó)核電技術(shù)采用新理念、走了新路徑，這也要求核電土建必須跟上，施工的邏輯與順序、工法與技藝、配合與推進(jìn)，都要適應(yīng)新的技術(shù)路線。”李光遠(yuǎn)說(shuō)。
對(duì)此，項(xiàng)目業(yè)主中廣核廣西防城港核電有限公司與施工方中建二局，創(chuàng)新合作形式、啟動(dòng)聯(lián)合辦公模式，委派專業(yè)工程師集中辦公、加強(qiáng)交流，共同解決施工中遇到的各類難題。
保障“新路徑”
把中國(guó)的技術(shù)路線變?yōu)榛钌默F(xiàn)實(shí)，絕非易事。僅是4號(hào)機(jī)組筏基澆筑，從技術(shù)到材料，從模擬到現(xiàn)實(shí)，中建二局廣西防城港核電項(xiàng)目在創(chuàng)新路上就走了好幾個(gè)來(lái)回。
首先就是研發(fā)特殊材料。4號(hào)核島筏基直徑54米，厚度為3.85米，結(jié)構(gòu)幾何尺寸大、澆筑方量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。要在一次性連續(xù)澆筑中掌握混凝土布料、振搗的時(shí)間，同時(shí)避免產(chǎn)生有害裂縫，更要保障筏基混凝土的質(zhì)量及其使用功能……一系列難點(diǎn)都要在澆筑前一一攻克。中建二局項(xiàng)目部干脆組建試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，采用自主研制的混凝土配比——強(qiáng)度等級(jí)為C40P8的混凝土，一舉達(dá)標(biāo)。
其次便是采用有限元建模分析模擬混凝土澆筑。核島筏基結(jié)構(gòu)復(fù)雜，澆筑共分為36層，使用鋼筋量就高達(dá)1900噸。面對(duì)這般龐大的結(jié)構(gòu)造型，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)依照核島施工場(chǎng)地的布設(shè)方案建模，對(duì)施工過(guò)程中的施工路徑、大型設(shè)施、布料控制等實(shí)行虛擬現(xiàn)實(shí)施工，土建設(shè)計(jì)圖紙依靠建筑信息模型（BIM）建立的完整工程模型和數(shù)據(jù)庫(kù)，順利地將標(biāo)志著全面開(kāi)工的第一罐混凝土澆筑下去。
新的難題接踵而至。讓比一層樓高還要厚的混凝土按照嚴(yán)苛的核電要求冷卻、凝固、定型，絕非易事。施工人員將混凝土當(dāng)成“活物”來(lái)監(jiān)測(cè)，用溫度傳感器、應(yīng)變傳感器、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)等繪制出溫度場(chǎng)和溫度變化曲線，隨時(shí)應(yīng)對(duì)，“引導(dǎo)”著混凝土沿著設(shè)計(jì)好的路徑走，保證質(zhì)量。
在3號(hào)機(jī)組，施工中的核電標(biāo)準(zhǔn)同樣嚴(yán)苛。正在鋼襯里施工，面積龐大的6毫米厚鋼板全部通過(guò)焊接成形。焊接之后，如同人們體檢拍X光片一般，還要用射線探傷焊縫，零點(diǎn)幾毫米大的氣孔都清晰可見(jiàn)。“核電的要求很高，焊縫不能出現(xiàn)1.5毫米以上的單個(gè)氣孔，即便氣孔很小，也不允許連續(xù)出現(xiàn)，否則就是不合格。”精通鋼襯里施工的項(xiàng)目副經(jīng)理譚俊介紹說(shuō)，“這樣高質(zhì)量的鋼襯里焊縫，我們已經(jīng)完成了950多米，一次性檢驗(yàn)合格率近97.2%”。
項(xiàng)目總工程師劉軍坦言，可以預(yù)見(jiàn)的是，未來(lái)工程落地的每一步都有諸多挑戰(zhàn)。“不過(guò)，從1987年開(kāi)工建設(shè)的大亞灣核電站開(kāi)始，我們先后參與建設(shè)了嶺澳核電站、陽(yáng)江核電站、臺(tái)山核電站、遼寧紅沿河核電站、江蘇田灣核電站，建設(shè)過(guò)核島和常規(guī)島，歷經(jīng)過(guò)法國(guó)的EPR技術(shù)、美國(guó)的AP1000技術(shù)等不同路線施工。”劉軍說(shuō)，“多年來(lái)我們積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，有信心把國(guó)之重器‘華龍一號(hào)’從設(shè)計(jì)變成現(xiàn)實(shí)”。
踏實(shí)“起跑線”
2016年9月29日，中廣核與法國(guó)電力集團(tuán)（EDF）在倫敦正式簽署了英國(guó)新建核電項(xiàng)目一攬子合作協(xié)議，中廣核正式開(kāi)始推進(jìn)布拉德維爾B項(xiàng)目的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。2017年1月10日，英國(guó)政府正式受理華龍一號(hào)通用設(shè)計(jì)審查（GDA），GDA是華龍一號(hào)落地英國(guó)的技術(shù)前提。這一背景令建設(shè)之中的防城港核電二期增添了與眾不同的使命。
與中建二局建設(shè)的其他8個(gè)核電項(xiàng)目不同，防城港核電二期將作為中廣核英國(guó)布拉德韋爾B核電項(xiàng)目的參考電站。英國(guó)是歷史悠久的核電國(guó)家，擁有成熟的核電管理體制、嚴(yán)格的核電技術(shù)審查、完善的核電監(jiān)管，世界上首座商用核電站就誕生在英國(guó)。建造出能被認(rèn)可的“華龍一號(hào)”示范機(jī)組，對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)華龍落地英國(guó)、助力中國(guó)自主核電技術(shù)出海揚(yáng)帆都大有裨益。
再看國(guó)內(nèi)，截至目前，我國(guó)在建機(jī)組24臺(tái)，總裝機(jī)容量2672萬(wàn)千瓦，規(guī)模居世界首位，占全球在建規(guī)模的近四成；運(yùn)行核電機(jī)組30臺(tái)，總裝機(jī)容量2831萬(wàn)千瓦；預(yù)計(jì)“十三五”期間，我國(guó)每年還將新開(kāi)工6臺(tái)至8臺(tái)機(jī)組。在這樣的核電“大盤子”中，將自主創(chuàng)新、博采眾長(zhǎng)的“華龍一號(hào)”建設(shè)好，對(duì)助力中國(guó)清潔能源發(fā)展意義重大。
以廣西防城港核電項(xiàng)目為例，一期工程和二期工程共四臺(tái)機(jī)組全面建成投入運(yùn)營(yíng)后，每年具備315億千瓦時(shí)發(fā)電能力，與同等規(guī)模的燃煤電站相比，可減少標(biāo)煤消耗1012萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放量約2486萬(wàn)噸，減少二氧化硫和氮氧化物排放量約40萬(wàn)噸，環(huán)保效益相當(dāng)于新增了725平方公里的森林。
無(wú)論是在國(guó)內(nèi)效力，還是揚(yáng)帆出海，防城港核電項(xiàng)目都是“華龍一號(hào)”的“樣板間”，也是又一個(gè)“起跑線”，建設(shè)者的使命感油然而生。
眺望施工現(xiàn)場(chǎng)，中建二局廣西防城港核電項(xiàng)目書記金顯龍十分感慨。“我們30年前建設(shè)大亞灣核電站時(shí)，幾乎所有先進(jìn)設(shè)備都需要進(jìn)口，技術(shù)也要依靠外國(guó)企業(yè)，核電站是中國(guó)的，但中國(guó)在核電建設(shè)方面卻心有余而力不足。”金顯龍說(shuō)：“現(xiàn)在不一樣了，我們有了自己的核電技術(shù)、施工能力，從這里出發(fā)的每一步都會(huì)很踏實(shí)。”
