從系統移交看AP1000建造特點

摘要：AP1000是我國從美國引進的目前世界最新的三代核電技術堆型。文章通過介紹三門核電站建造的系統移交過程中出現的問題，與AP1000堆型核電站設計特點進行了對比分析，探討了我國AP1000核電站建造的特點和努力的方向。

關鍵詞：AP1000；系統移交；核電站建造；三代核電技術堆型；核電站設計 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM623 文章編號：1009-2374（2015）27-0075-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.039

核電業界都知道，AP1000是我國從美國引進的目前世界最新的三代核電技術堆型。由于其技術上很強的廠址兼容性和設計上優于二代/二代半核電技術的安全性，我國規劃在浙江省三門核電首個建設成功后，推廣為內陸核電的主要堆型。AP1000先進壓水堆堆型設計特點使核電站的安全性和經濟性都同時大為提高，其主要的設計特點包括非能動性安全系統設計、大量采用模塊化建造技術、全封閉CV（鋼制安全殼）、主回路雙環路設計（相對以往四環路簡化）、主泵采用屏蔽式電動泵、“開頂”法吊裝大型設備等，其中尤為突出和最不同于以往核電站設計的是前兩者。

AP1000反應堆型安全系統運用了大量的自然力量，如重力、壓力、溫差等，不需要能動元件的幫助（稱為非能動安全系統），其主要安全系統，如余熱排出系統、安注系統、安全殼冷卻系統等，均采用非能動設計，布置在雙層安全殼內（外層為預應力混凝土，內層為鋼板結構），與傳統壓水堆安全設計相比更為安全。

AP1000堆型設計從很多方面體現了它的經濟性。首先非能動安全系統不依賴交流電源，無需能動設備即可長期保持核電站安全，設計系統更簡單，大幅度減少了安全系統的設備和部件，其初步設計與正在運行的電站設備相比，閥門、泵、安全級管道、電纜、抗震廠房容積分別減少了約50%、35%、80%、70%和45%。主回路的雙環路設計，使主管道設計簡化，焊縫和支撐減少，從而減少工程量。其次是模塊化建造的設計理念。模塊是指材料和/或元件的組裝件，主要分為結構模塊（比如鋼板/鋼材組成的廠房構架）和設備模塊（比如泵和管道等組成的機械模塊）。AP1000提供了一種施工設想：就是在工廠里預制模塊，在可控制的環境里“最大化制造”，再將模塊運輸到現場安裝（俗稱搭積木），模塊制造與現場施工平行，廠房構建與設備安裝平行，從而縮短建造工期。AP1000的設計準則是最大程度上應用模塊化建造來縮短電站建造時間和成本，同時不會沖擊電站的可維護性或可利用性。

三門核電站在建的1號機組是世界首臺AP1000堆型機組，由于其技術和建設的首創性，在它的設計、采購、建造、調試、運行方面都面臨挑戰，在三門核電站系統移交過程中也反映了由于其有別于以往堆型的設計特點帶來的前所未有的問題。探索適合于AP1000核電站建設的管理方法成為一大課題。下面從系統移交的角度來看看其問題和特點。

由于AP1000由美國設計，大量美國專家在三門核電現場對工程管理等各領域進行指導。在尚早的建安階段，建安承包商的外方專家便開始組織調試等業主相關部門進行現場的聯合檢查。例如KB04模塊（包含WGS系統的活性炭保護床和延遲床）安裝在12153房間，隨著工程的進展，在此房間頂部樓板施工后，將沒有進入此房間的人員通道，僅設計了幾個較小的開孔進行以后的換料和內窺檢查。經過檢查發現了問題，并進行了拍照和記錄，編寫了處理和檢查報告。在后來安全殼屏蔽廠房某CA結構模塊吊裝就位前，也同樣組織了檢查，提出了問題并澄清，因為系統某些部分在該模塊就位后將無法再進行檢查。AP1000在“堆積木”的過程中，這樣的系統隱蔽設備或部位到底有哪些，檢查報告是否需要存檔或放入建安移交包，均無經驗可循，2#機組對上述部分也沒有組織同樣的檢查。在鋼板墻澆筑階段，一些管段被設計為完全澆筑在混凝土中，也有別于以往核電站的設計。從保證建設質量來講，施工階段應重視和加強該部分的質量監督和過程記錄工作，也可以進行數據積累，匯總出這些隱蔽設備的清單以便于管理。

在三門核電的建安移交包（系統文件包，由建安完工時移交給調試）中，按照外方的管理要求，需要建安承包商在完工移交時提供系統設備的廠家文件清單和廠家數據記錄，這在我國其他核電并無此要求。以往核電的廠家資料是直接提交存檔到信息文檔部門，需要時查詢即可。三門核電調試階段的經驗反饋說明，確實需要在系統移交前就獲得這些資料，以便支持后續的調試工作，例如廠家的儀表標定記錄等。其中尤其是模塊文件，需要保證在系統移交前提交，這也是模塊化建造的設計特點決定的。試想以前其他堆型核電站的系統設備均在核電現場進行施工和安裝，并形成施工和檢查記錄放入移交包移交到調試，但是AP1000的模塊化制造使得一部分設備在工廠進行預制、組裝、檢查和試驗，這部分文件由于調試需求的未改變，同樣也應放入移交包移交到調試。也許有人會說，我們要求廠家將這部分文件直接在系統移交前提交到信息文檔部門也一樣，這樣沒錯，但是應將這些文件的編碼或/和名稱寫入移交包，并提供存放位置的信息，以便于調試在移交時檢查確認這些記錄的完整性和正確性，并能方便獲取支持后續調試。

目前設備模塊在完工后，工廠會編制和提交制造完工報告，但是由于三門核電站的AP1000首堆性，設計并不十分完善，設計變更不斷對模塊制造產生影響，使其無法按時完工并及時提交完工報告。事實上目前能完整出廠的模塊并不多，提交了完工報告的設備模塊寥寥無幾。制造完工報告的內容在美國提供的采購文件中有所規定，但承包商認為有些文件難以理解和提供，制造完工報告到底應包含哪些文件還需要從實踐中進行總結，但至少應包含建安移交包中其他單設備一樣的數據和文件，比如設計圖紙、設計變更、未完項等。

在以往核電站建設中，業主方往往將土建施工和設備安裝分別承包給不同的專業公司，但是由于AP1000的設計特點，比如設備模塊既包含設備和管道，又同時包含設備基礎和維護平臺等結構件，使得模塊生產和檢查均需要土建和設備兩種不同專業的人員。美國要求AP1000建造的總承包模式，期望通過總承包人來實現各個環節和專業間的無縫接口，最大化地發揮AP1000縮短建造工期，節約時間和成本的特點。三門核電的總承包方國核技覆蓋了從設計、采購到施工總承包多個領域。三門核電站的系統移交進度目前已大大滯后于原計劃，移交問題的數據顯示，設計因素和設備因素對移交的制約一開始齊頭并進，但隨著美國設計方加大加快設計和解決問題的力度，設備問題對項目的制約已明顯大于設計問題。顯然AP1000建造對設備采購管理和人員資質提出了更高的需求，按以往管理經驗已不能很好地滿足和發揮其作用，如何減少設計和廠家間接口出現問題，如何監控和保證工廠生產和驗收質量，如何確保生產和廠家文件提交/升版的進度，如何協調廠家及時到現場快速解決問題，如何與工程管理單位/部門接口滿足工程需求，在組織體系和管理方法上都有待總結摸索和創新。

在模塊建造模式下，目前的施工總承包管理方式在中國也顯得有點水土不服，未在設計階段完成的首堆和首三堆試驗也將在三門核電進行，AP1000堆型核電站是否能充分達到設想的安全性和經濟性還有待進一步證實。AP1000核電建造勢必存在不同于以往核電建造的方法和特點，只有從出現的諸多問題中不斷經驗總結和探索改進，才能使諸多環節相互配合更加順利。衷心希望我們能找到真正適合AP1000發展的管理模式。

作者簡介：郭紅艷（1980-），女，湖北當陽人，三門核電有限公司中級工程師，研究方向：系統移交管理。

（責任編輯：黃銀芳）