核電EPC項目設計單位設計控制要點分析

劉正虎

摘要：核電項目EPC模式下設計單位的設計工作與傳統工程承包模式下設計工作均存在一定差異，設計單位沿用傳統設計模式易導致項目執行風險。文章從核電項目EPC模式下設計單位的角度簡述設計單位設計工作的現狀、內容、特點，分析EPC設計工作的控制要點，提高核電項目EPC設計精細化。

Abstract： There are certain differences between the design work of the design institute in the EPC mode of the nuclear power project and the design work in the traditional project contracting mode. The traditional design mode followed by the design institute can easily lead to project execution risk. This article briefly describes the status， content， and characteristics of the design work of the design institute from the perspective of the design institute of the nuclear power project EPC mode， analyzes the control points of the EPC design work， and improves the refinement of the EPC design of the nuclear power project.

關鍵詞：核電項目；EPC模式；設計；控制要點

Key words： nuclear power project；EPC mode；design；control points

中圖分類號：F284 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）28-0048-03

1 概述

我國已經制定了核電中長期發展規劃，隨著該發展規劃的逐步推進，核電站的建設規模越來越大，在這種形勢下，為更好的對大型核電工程的全過程進行高效的總體協調管理，將總承包企業的集成化、規模化和專業化優勢充分發揮出來[1]，核電項目EPC（Engineering Procurement and Construction，EPC）模式也在逐步推廣。核電項目EPC模式具體實施呈現多樣化，有全過程或部分過程承包等形式，設計獨立或包含于EPC模式中。國內核電項目EPC模式下的設計單位有一定的特殊性。例如，國內核電集團均成立了下屬總包工程公司，而設計單位在核電集團中要么是與工程公司平級，要么是工程公司的下屬公司，且一定時期內難以改變。在其他設計單位不斷向EPC公司轉型，發揮設計優勢與主導作用的環境下，核電項目EPC模式下的設計單位如何把握設計工作控制要點，調整設計思想，創新提高設計單位的設計服務水平，配合總包單位設計管理工作，提高核電項目EPC設計精細化，加快核電項目進展，是本文討論的重點。

2 核電項目EPC設計工作現狀、內容和特點

2.1 核電項目EPC設計工作的現狀

核電工程中核島項目主要由核電相關工程公司主導總承包，設計獨立出來，隨著核電發展和實際需要，會逐步向全過程EPC總承包模式發展。目前，因核電發展現狀和設計單位的特殊地位，設計單位主要還是以借鑒傳統設計模式為主，在集團公司的利益下聯合合作，沒有充分發揮設計優勢與主導作用，因此在核電項目建設過程中出現因設計原因導致的進度拖期問題較多，造成費用超支。進度的任何拖延都會造成可觀的費用超支，使發電成本升高。如大亞灣核電站的工期每拖延一天，光利息損失就高達百萬美元[2]。

核電工程中常規島、BOP項目也在大力推廣EPC模式，由于EPC實施形式多樣，設計單位參與的設計工作也不同。主要有獨立設計、設計分包、EPC全過程設計總包等，無論哪種參與方式，設計單位均在EPC模式下進行設計工作與管理創新，不斷提高競爭優勢與設計技術服務水平。如田灣核電站的BOP子項去污和熱檢修車間是由上海某核電設計單位進行EPC總承包，充分發揮了設計單位的優勢主導作用，在質量、進度、效益、服務等方面均取得良好成果。

核電項目EPC模式實施方式多樣，但基于其特殊性，無論設計單位如何參與其中，設計單位與總包單位、業主都是一個利益共同體，在進度、費用、質量、后續項目開展等均有很大影響。現階段，國內在建核電“二代+”技術相對較成熟，前期已完工同類型項目較多的情況下，借鑒前期經驗，管理也在逐步完善，設計工作主要以加強設計與施工配合管理為主。而在第三代核電技術AP1000的引進、吸收、再創新過程中，首堆因設備制造、施工、設計等原因，出現各種問題導致進度嚴重拖延、費用嚴重超支，且嚴重影響后續項目開展，其中設計原因是主要影響因素之一。因此，設計單位在借鑒首堆經驗和加強設計支持服務的基礎上不斷完善后續CAP1000、CAP1400等技術設計，探尋后續核電項目EPC模式下設計工作的控制要點。

2.2 核電項目EPC設計工作的內容

核電項目EPC模式下設計單位的設計工作不僅貫穿設計、采購、施工、調試等全過程，還包括設計范圍、設計進度、設計質量、設計人員管理、設計創新等方面設計管理工作。設計實施過程中除了傳統的方案設計、初步設計、施工圖設計外，采購技術部分也納入設計程序中。在進行項目策劃和可行性研究階段，應該根據市場定位以及業主的功能要求，再結合現行的工程技術，從而設計出針對性、創新性的設計方案。

確定初步設計完成后，施工圖編制過程中，要參與采購部門采購方案的編制、校核、審核，對不合理部分提出修改；施工圖完成后，在施工、調試期間組建現場設計團隊駐現場配合，指導施工，解決現場疑難問題，并總結經驗反饋對設計進行優化；完成主體施工后，應及時指導審核試運方案；竣工驗收時，針對復雜工程竣工報告，應參與到工程總體說明的編制中；整體交付前，應參與編制相應的運營操作手冊，同時參與編制系統運行有關的其他操作程序。

在項目建設過程中，設計單位與總包方、供貨商、業主、監理等單位間的配合、協調等工作也是設計工作的至關重要的內容。

2.3 核電項目EPC設計工作的特點

核電項目EPC模式下設計單位的設計工作特點與核電工程項目特點息息相關。核電工程項目屬于系統工程，具有高技術、接口多及專業廣等特點，一般來說，一個工程會涉及幾十個專業，大小作業十多萬項，工作接口上萬個。例如，一座典型的壓水堆核電廠，通常包含300 多個系統，設備通常在48 000多套（件）左右，分別歸屬于常規島、核島和電廠配套設施（BOP）。核電工程項目包含一系列工作，比如設計、采購、制造、施工及調試等，每個環節環環相扣，任何一個環節出現工作疏漏都可能會影響到整個項目的質量和進度，甚至帶來極大的安全風險 [3]。因此，核電項目EPC設計工作的特點主要有：

2.3.1 設計工作主導建設過程

核電項目EPC設計工作對于建設過程的各個階段均存在指導作用和意義，它始終貫穿整個建設過程。首先，設計工作決定了采購計劃[4]。設計單位和總包設計管理結合設備采購編制采購技術文件。對于核電項目的建設成本而言，設備采購成本所占比例較大，約50%以上。在設計時應充分考慮到材料設備的采購周期因素，結合不同材料設備的采購周期合理安排出圖進度，主次分明，確保不會對項目造成延誤等不利影響。其次，設計工作決定施工計劃， 依據設計圖紙的發放順序依次安排各專業施工的先后順序，既避免了交叉工藝沖突，也保證了質量。最后，工程的最終交付也由設計工作決定。在完成施工主體后，應參考設計工作進行掃尾評估，分析項目中是否存在遺漏或者失誤的部分，及時的查漏補缺，確保最終竣工驗收時符合相關規范標準。

2.3.2 設計深度、進度、質量要求高

設計深度、進度和質量不僅關系設計圖紙的優劣，更直接影響著后續整個項目工作的開展。采購工作由采購部門負責，采購方案的制定通常是依據設計圖紙，因此，必須保證設計的深度和質量，才能確保施工材料使用無誤，進而保證整個項目質量達標。否則，若在施工期間發現設計深度、進度和質量不符合相關規范標準，不僅會導致工序混亂，影響到正常的施工，更可能會導致返工，無謂增加成本，同時提高了項目質量和安全風險。

2.3.3 設計方案成本控制要求高

EPC項目一般采取固定總價模式，承包商的風險大。在第三代核電技術設備國產化進程中，設計方案的選擇與優化至關重要。基于此，在堅持設計工作技術性和合理性的基礎上，設計時應依照項目費用控制指標開展，采取相應的限額控制程序。

2.3.4 設計工作人員素質要求高

隨著總承包項目的發展，項目設計管理愈加復雜，對相關工作人員素質的要求越高。設計工作屬于知識和技術密集型行業，該行業需要的是復合人才，其對知識含量的要求較高，通常要求該行業從業人員在懂設計的基礎上，兼懂經濟、懂技術、懂管理等。

3 設計單位設計工作的控制要點

由于核電EPC項目設計工作的特殊性，使得其與傳統設計工作存在較大區別，因此，在實際設計工作中應結合EPC設計工作特點，注意以下控制要點：

3.1 設計管理與工作理念適應EPC模式

EPC項目要求設計充分考慮項目全過程，包括采購、施工及試運行等，只有這樣才能做好各個環節的統籌工作，將設計的主導作用充分發揮出來。為確保設計單位工作質量和效率，相關單位和機構應建立相應的設計管理制度?？茖W配置接口，建立搭接渠道，增強與總包設計管理的溝通服務意識，實現設計、采購、施工各階段之間深度交叉。建立動態反饋控制機制，完善質量、進度、費用管理體系，形成企業標準。

在核電設備國產化的大環境下，EPC模式下設計向采購、施工延伸，實現了施工、采購和設計的深度交叉，如此對于設計、采購和施工相關各方而言均存在益處，對于設計單位來說，可提前接觸和熟悉到采購資料，將自身的設計工作進度提前，同時利用自身對各設備材料的熟悉程度，進一步優化選材方案，創造更好的投資氛圍，此外，設計人員還能夠依據自身經驗和所掌握的信息適時提出設備材料請購單，并且直接參與到采購的技術評審，不僅大大加快了供貨進度，也確保了供貨質量。

項目推進過程中，轉變傳統設計中過于強調技術性指標和施工圖繪制，應為施工條件、施工技術的可行性以及新的施工技術的使用多考慮，提高規劃和系統集成能力，注重新技術應用、設計方案比選和優化。

3.2 設計深度、進度和質量應滿足EPC要求

設計工作對于整個項目而言都存在不同程度的影響，包括進度、造價和質量等。細致的設計工作可提前將項目實施中可能存在的風險剔除，進一步優化設計方案和施工方案，確保項目建設的正常有序。采購部門應結合設計人員提供的詳細參數，合理確定采購方案編制，保證材料參數符合相關規范標準。

與傳統設計工作內容相比，EPC設計工作所涉及內容更多、覆蓋面更廣，特別是采購方案和運行操作程序的參與編制與評審。

對于采購工作而言，采購方案的制定和審核是重中之重，后期采購和招投標工作都將完全依照該方案開展。所以，必須做到以下兩點：一是確保設計圖紙質量符合標準，特別是材料統一工作方面；二是保證圖紙準確體現出了采購方案的材料規格、尺寸和參數等，杜絕各類存在歧義或者模糊不清的地方。

由于發包方操作水平不一等客觀原因存在，為項目編制的運行操作程序應盡量簡單易操作，盡量避免存在歧義的地方。在具體的編制過程中應嚴格依照工藝流程設計，綜合參考各項因素實事求是的開展。此外，若在編制說明時發現工藝程序存在不合理之處，應及時采取修正措施。

編制工程設計進度計劃時，在充分考慮設計工作的內部邏輯關系和資源分配，加強設計各專業間的溝通配合與交叉銜接，重視專業之間接口關系的同時，應更加重視設計與采購、設計與施工之間的協調配合，重視設計者與項目業主之間的溝通協調。要充分考慮工程項目外部約束條件等相關因素，確保工程關鍵設備和材料請購文件的提交時間，確保工程關鍵線路上設計圖紙及技術文件的提交時間。對于核電EPC項目，工程設計應提前建設工期1年時間全部完成，才能確保設計進度滿足EPC工程總體進度要求。

3.3 服務意識與設計人員素質適應EPC模式

各專業設計人員應從思想上真正意識到工程設計的重要性，加強自身服務意識和綜合素質，設計使用的標準必須確保準確無誤。在整個總承包項目中工程設計占據主導地位，而設計圖紙的優劣不僅關系到相關設計人員的設計水平高低，更直接體現著相關設計人員的責任心和品質。近年來設計階段凸顯出的問題主要有：設計不嚴謹、不完善；各專業之間相互矛盾，導致錯漏百出；設計圖紙前后矛盾、標準不統一等，而這些問題的出現表面上看是由于相關設計人員審核不嚴，同時承擔多項設計任務，精力不集中導致的，實際上是由于職業素養不夠，服務意識不強導致的。在施工階段隨意修改設計，變更設計無依據無跟蹤，細節考慮不周，文字表達不清楚，降低了自身在施工現場的威信?，F在科學技術日新月異，設計人員要注重審查工作，不斷地學習新工藝、新材料，對做過的項目要有針對性的回訪，對做過的設計要及時總結，對工程建設的新工藝新材料要及時了解，對標準圖集要及時更新，總之設計圖紙是設計師綜合素質的表達，也是設計團隊集體智慧的結晶，如今的設計行業已經由高高在上科技型企業轉化為真正的服務企業，加強設計師服務意識的培養是當務之急[5]。

3.4 加強核心能力建設

設計單位需要從制度和管理模式上創造條件加強設計管理及工作人員的核心能力建設，培養一批既懂設計、又有現場施工技術經驗和應用現代化信息平臺的復合型人才。

重視工程實踐、經驗反饋應用和現代化信息平臺搭建。設計單位應要求和鼓勵設計、管理人員參與施工現場設計技術服務，參與工程實踐，向制造、土建、安裝等施工企業學習技術和管理實踐經驗，并將有價值的實踐經驗反饋與于設計。設計單位應創建與總包單位間信息共享平臺，將工程實時信息、實踐經驗及時反饋給設計人員，實現設計的及時變更、優化。

核電項目在施工、調試過程中，派遣相當規模的設計團隊駐場服務，建立與現場各方的接口關系，實際是設計工作的自然延伸。設計人員清楚業主的要求和自己的設計意圖，因此，更加容易實現設計與施工的順利搭接，有利于加快工程進度，尤其能快速處理現場突發技術問題、有效控制設計變更，保證工期。通過與施工單位的交流，適當的調整設計方案，合理的配合施工的進度，采用臨時設計措施解決施工上的難題，可以很好的節約施工安裝費用。據統計，在設計中考慮可施工性，可節約成本最高達14%，施工分包商在有設計參與的基礎上能提前做好施工方案、地材采購的準備工作，從而可以縮短項目建設周期，提早發揮投資效益。

4 結語

核電總承包項目是一個相當復雜的系統工程，設計控制要點遠不止這些，問題的核心是工藝技術的創新和綜合人才的培養。核電項目EPC模式，在充分發揮設計優勢的同時，設計單位應針對EPC設計工作的特點，握設計工作控制要點，另外，還應對EPC工程實踐進行總結，認真分析設計、采購、施工之間的相互關系及影響，完善自身的設計工作與管理體系，更好地發揮設計主導作用，提高核電項目EPC模式下設計精細化，加快核電項目進展。

參考文獻：

[1]Jiang， Genmou，Shi， Jonathan.Exact algorithm for solving project scheduling problems under multiple resource constraints. Journal of Construction Research. 2005.

[2]喻飛，劉海波，張濤，等.核電工程EPC現場管理存在的問題及對策研究[J].人民長江，2015（5）：105-108.

[3]蘇紹堅.核電項目EPC模式下總包方的設計管理[J].中國核電，2013（2）：173-176.

[4]張偉偉，趙耀宗，肖華琴. 燃氣設計單位從事EPC設計工作的控制要點[J].燃氣與熱力，2013（11）：35-38.

[5]趙健.探索設計單位總承包工程的精細化管理方式[J].重型機械，2015（2）：86-92.