中國核電站專業(yè)化檢修技術(shù)服務(wù)能力的分析與對策探討

周超凡 中核檢修有限公司

經(jīng)過三十多年的發(fā)展，中國大陸核電進(jìn)入多基地群廠運(yùn)營階段。截至2019年底，中國大陸商運(yùn)機(jī)組47臺，在建機(jī)組11臺。不論是從早期建設(shè)的部分機(jī)組所面臨著關(guān)鍵設(shè)備老化和延壽改造的迫切需要，還是隨著國內(nèi)新一輪核電機(jī)組的開工建設(shè)以及核電走入去以后的配套服務(wù)保障，都需要我們加快提升核電站專業(yè)化檢修技術(shù)服務(wù)能力。本文就中國核電站專業(yè)化檢修技術(shù)服務(wù)能力的現(xiàn)狀和問題進(jìn)行了分析，并提出若干對策建議。

一、國內(nèi)主要核電集團(tuán)檢修專業(yè)化發(fā)展分析

（一）中核集團(tuán)

截至2019年11月末，中核集團(tuán)在運(yùn)行核電機(jī)組21臺，在建6臺，共分布在7個(gè)地區(qū)。

中核集團(tuán)目前已進(jìn)入多基地群廠運(yùn)營階段，運(yùn)行和維修領(lǐng)域主要是各電廠自主管理。由于中核集團(tuán)核電技術(shù)路線復(fù)雜多樣，各基地之間堆型差異大，有的即使是同一基地也存在多種堆型，相比中廣核集團(tuán)技術(shù)路線統(tǒng)一連續(xù)的基礎(chǔ)條件，中核集團(tuán)在運(yùn)維領(lǐng)域?qū)嵤?biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、集約化管理的難度要大。

隨著中國核電領(lǐng)域強(qiáng)核強(qiáng)國戰(zhàn)略的推進(jìn)，無論是面對市場化還是“走出去”，根據(jù)國際國內(nèi)維修領(lǐng)域發(fā)展形勢，亟需打造一個(gè)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的具有中國核電特色的專業(yè)化服務(wù)機(jī)構(gòu)。

（二）中廣核集團(tuán)

第一階段：孤立電廠運(yùn)營階段。1985年，成套引進(jìn)法國核電技術(shù)建設(shè)大亞灣核電站（2臺機(jī)組），成立了廣東核電合營有限公司（GNPJVC），作為大亞灣核電站業(yè)主和運(yùn)營商，維修方面（核島）主要師從法國法馬通海外檢修公司（FRAMEX），常規(guī)島由主供貨商GEC-ALSTOM提供技術(shù)顧問，經(jīng)過幾年的時(shí)間基本實(shí)現(xiàn)了維修管理和維修實(shí)施的自主化。

第二階段：單基地群堆運(yùn)營階段。2003年，成立了大亞灣核電運(yùn)營管理有限責(zé)任公司（DNMC），作為大亞灣、嶺澳、嶺東核電站的運(yùn)營商，這一階段有2600多家供方，其中境外供方1000家。

第三階段：多基地群廠運(yùn)營階段。2012年，在DNMC基礎(chǔ)上分離部分資源組建中廣核核電運(yùn)營有限公司（以下簡稱“CNOC”），作為中廣核核電運(yùn)維專業(yè)化公司和服務(wù)平臺，CNOC服務(wù)于中國廣核旗下所有核電站，包括大亞灣、紅沿河、寧德、陽江、防城港、臺山等。

中廣核的維修專業(yè)化過程中，CNOC、蘇州熱工院、中廣核研究院等成員單位的內(nèi)部協(xié)同，管理邊界、定價(jià)機(jī)制和內(nèi)部結(jié)算、股東訴求、屬地化、與外部承包商接口等方面也存在一些現(xiàn)實(shí)矛盾，需加以解決。

（三）國電投

國電投在2018年《財(cái)富》世界500強(qiáng)排名第395位，是目前中國五大發(fā)電集團(tuán)當(dāng)中擁有核電開發(fā)建設(shè)運(yùn)營資質(zhì)的單位，電力總裝機(jī)容量超過1.1億千瓦，其中火電約60%，水電約20%，還擁有其他清潔能源及核電。

國電投旗下維修領(lǐng)域設(shè)立了“打造國內(nèi)電力檢修第一品牌”的愿景，致力于不斷提升發(fā)電檢修專業(yè)化水平、進(jìn)軍核電檢維修市場、領(lǐng)跑電力監(jiān)理領(lǐng)域。專業(yè)化公司主要有中電電力檢修工程有限公司（中電檢修）、中電華元核電工程技術(shù)有限公司（中電華元），二者均在上海注冊并合署辦公，整合預(yù)期較大。

中電檢修負(fù)責(zé)專業(yè)化電力檢修、監(jiān)理等業(yè)務(wù)，是中電國際四大戰(zhàn)略平臺之一，擁有清河檢修、神頭檢修、姚孟檢修、平圩檢修、深圳中電等多個(gè)分子公司，業(yè)務(wù)遍及全國20多個(gè)省區(qū)，其中清河檢修、平圩檢修在大亞灣核電有著多年的常規(guī)島檢修業(yè)績。根據(jù)中電國際檢修優(yōu)化方案，中電檢修所屬各檢修單位將納入發(fā)電公司一體化管理（注：目前在我國火力發(fā)電企業(yè)中，除實(shí)行新廠新制的電廠外，大部分電廠都擁有自己的檢修隊(duì)伍，自行負(fù)責(zé)機(jī)組維護(hù)與消缺、機(jī)組的等級檢修、日常搶修工作），中電檢修則加快轉(zhuǎn)型升級，側(cè)重做好發(fā)電技術(shù)服務(wù)、技術(shù)技能培訓(xùn)、電力監(jiān)理、核電檢修“四個(gè)平臺”建設(shè)。

（四）國際上主要核電國家專業(yè)化檢修發(fā)展分析

這里主要闡述維修活動組織和實(shí)施，大致劃分為電廠維修部門為主、（電力集團(tuán)）內(nèi)部專業(yè)化為主、外部專業(yè)化公司為主三種類型，典型國家及主要專業(yè)化公司如下：

表1.維修活動組織和實(shí)施分類及國家

二、國內(nèi)核電檢修專業(yè)化能力面臨的主要問題和挑戰(zhàn)

（一）核電集團(tuán)層面和核電版塊對于核電運(yùn)維與延壽改造技術(shù)能力的提升，缺少明確的整體規(guī)劃和戰(zhàn)略布局

根據(jù)中國核電的電站配置原則，每個(gè)電廠擁有的電站維修與技術(shù)人員各個(gè)專業(yè)加在一起不超過200人每兩臺機(jī)組，用以應(yīng)對電站的日常維護(hù)和大修管理與相應(yīng)系統(tǒng)的技術(shù)改造工作已經(jīng)非常繁忙，無暇考慮和應(yīng)對電站的長期重大變更升級的工作，而且這些工作需要投入大量的人力財(cái)力，是系統(tǒng)性工程，需要科研院所、設(shè)計(jì)院、專業(yè)的制造廠以及變更實(shí)施的專業(yè)化團(tuán)隊(duì)，尤其是電站三十年的大修期間電站的升級改造，重要設(shè)備的更新?lián)Q代，都需要有專業(yè)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行長期的策劃和準(zhǔn)備以及大量技術(shù)和資金的投入。長期以來，我們非常重視建設(shè)新的核電機(jī)組，但對后續(xù)機(jī)組運(yùn)行與延壽等相關(guān)的課題研究則關(guān)注不夠，規(guī)劃不足，技術(shù)儲備不強(qiáng)。

（二）現(xiàn)有電站配套服務(wù)的體制機(jī)制不完整，市場資源的配置尚不健全

由于核電事業(yè)近些年來在中國發(fā)展迅猛，各種堆型的核電站的建成也導(dǎo)致在技術(shù)儲備上存在很大的困難，電站的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)涉及了美國標(biāo)準(zhǔn)、法國標(biāo)準(zhǔn)、加拿大標(biāo)準(zhǔn)、俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)，很難有一個(gè)專業(yè)化的團(tuán)隊(duì)來針對全部堆型的核電站進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備和相關(guān)的重大課題研究。

（三）與重大設(shè)備改造相關(guān)的技術(shù)研發(fā)能力和工藝開發(fā)能力較為薄弱

核電站運(yùn)行三十年后，反應(yīng)堆相關(guān)的組件輻射劑量很高，在重大設(shè)備改造過程中，在高放射性環(huán)境條件的設(shè)備與管道的檢查、切割、焊接等工作需要專門的工藝和為之開發(fā)專門的裝備，同時(shí)也需要與其配套的科研計(jì)算能力，材料分析能力，基礎(chǔ)材料研發(fā)能力等。尤其是在高放射性環(huán)境下的密封材料，電子元器件的抗輻照能力的基礎(chǔ)材料的研究還很薄弱。

（四）電站服務(wù)配套的資源松散，解決能力無法集中

電站重大的技術(shù)改造都需要設(shè)備制造廠的協(xié)助和支持，中國這些核級重要設(shè)備分布在東北、西南、上海等地，與電廠的距離比較遠(yuǎn)，沒有項(xiàng)目時(shí)核電站與制造廠之間也沒有緊密的交流通道，這些設(shè)備的采購都是由工程公司完成的，工程公司的設(shè)計(jì)院有滿足大型技術(shù)改造的計(jì)算能力和設(shè)計(jì)能力，但由于電站的長期技術(shù)改造項(xiàng)目需要提前籌劃，提前準(zhǔn)備，提前投入，而且提前的時(shí)間少則四五年，多則十年以上，且這些重要的設(shè)備技術(shù)升級與電站的十年期的大修要相融合，統(tǒng)一規(guī)劃統(tǒng)一編制方案。現(xiàn)在電站的維修與技術(shù)改造的實(shí)施單位能力參差不齊，各專業(yè)能力的準(zhǔn)備和投入是根據(jù)電站的合同安排來保證的，很難在沒有合同的情況下做提前幾年的能力的投入準(zhǔn)備工作。

三、對策建議

（一）強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略規(guī)劃

在核電集團(tuán)層面和行業(yè)領(lǐng)域來研討核電站的后續(xù)重大的設(shè)備改造和系統(tǒng)升級的核心能力，建立一個(gè)專業(yè)化的核電技術(shù)研究院來著重解決這些服務(wù)的重點(diǎn)研究，由專業(yè)化公司來籌備這些重大設(shè)備的改造能力，尤其是現(xiàn)場實(shí)施的部分特種工藝和專業(yè)設(shè)施裝備。這樣的規(guī)劃至少要提前10年或者更久，確保有足夠的時(shí)間來確保技術(shù)的儲備、更新和創(chuàng)新。

（二）加強(qiáng)科研院所與企業(yè)緊密融合

現(xiàn)在各核電集團(tuán)內(nèi)有許多大型的研究設(shè)計(jì)院、工程管理公司、專業(yè)施工公司，集團(tuán)外有許多大型制造企業(yè)、科研院所，但這些企業(yè)大多是獨(dú)自為戰(zhàn)，并沒有形成足夠的合力，尤其是針對電站的重要設(shè)備的改造能力，還沒有專業(yè)的組織來匯集各方力量來建立這種能力。成立專業(yè)的研究院后，采用項(xiàng)目合作和課題研究機(jī)制協(xié)同各方力量建立大型設(shè)備在高放射性區(qū)的改造更新能力，如成立DCS專項(xiàng)組、反應(yīng)堆本體檢查與修復(fù)專項(xiàng)組、重水堆壓力管更換專項(xiàng)組、堆內(nèi)容器與主管道的更換、高放材料去污和分解專項(xiàng)組、汽機(jī)機(jī)及發(fā)電機(jī)組改造專項(xiàng)組、電氣老化研究專項(xiàng)組、耐輻照機(jī)械人與材料研究專項(xiàng)組等。通過主課題與大量的子課題把設(shè)計(jì)院和制造廠與業(yè)主的需求目標(biāo)融合在一起，共同開發(fā)所需要出的設(shè)備、工藝和方案。如蒸汽發(fā)生器的整體更換，每個(gè)反應(yīng)堆型不一樣，更換的通道就完全不同，有的需要在反應(yīng)堆安全殼上開孔，有的可以從反應(yīng)堆的設(shè)備閘門轉(zhuǎn)運(yùn)新舊蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的切割、分解、與主管道的焊接都是需要在高放射性環(huán)境下完成，需要開發(fā)大量的工具裝備，也需要進(jìn)行大量的工程計(jì)算，還需要開發(fā)每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝流程。這是一個(gè)系統(tǒng)工程，也需要大量的準(zhǔn)備時(shí)間和人力、資金的投入。

（三）加強(qiáng)電廠內(nèi)部資源整合

現(xiàn)在各電站每兩臺機(jī)組有機(jī)電儀專業(yè)的維修隊(duì)伍配置約120人正式員工，以及同等數(shù)量的聘用人員，還有技術(shù)準(zhǔn)備和設(shè)備管理的工程師近100人，這些高素質(zhì)的技術(shù)工程人員分布在各個(gè)電廠，中國各核電現(xiàn)有維修正式員工近四千多人，此外在這些電站的技術(shù)部門的人員還有近千人，但任務(wù)量不足而且技術(shù)儲備力量不足，在解決大型設(shè)備難題和攻關(guān)重要項(xiàng)目時(shí)無法形成合力，建議參考韓國KHNP的模式，電廠有獨(dú)立維修計(jì)劃管理與系統(tǒng)工程師團(tuán)隊(duì)，維修與現(xiàn)場實(shí)施工作由專業(yè)化的公司來完成，重大的專項(xiàng)和課題攻關(guān)同類似的KORI公司來完成，人員來自己各廠站的設(shè)備維修與管理的技術(shù)人員，這樣可以充分地整合利用電廠現(xiàn)有技術(shù)資源降低電站成本并形成專業(yè)的工程改造和新工藝、新裝備、新技術(shù)研發(fā)的專業(yè)化隊(duì)伍。

（四）強(qiáng)化基礎(chǔ)材料與關(guān)鍵工藝的投入研發(fā)

核電站的技術(shù)服務(wù)對中國來說還是起步階段，很多基礎(chǔ)材料和基礎(chǔ)應(yīng)用還剛剛起步，尤其是耐輻照材料研究，抗高輻射遠(yuǎn)程控制的機(jī)械手，耐輻照的電子元器件等的研發(fā)還比較落后，對于現(xiàn)場的高放環(huán)境下的在線檢查、在線維修、在線焊接等工藝還有等進(jìn)一步的開發(fā)和投入，隨著核電進(jìn)一步發(fā)展和建設(shè)，這些工藝和裝備將是很廣闊的市場和前景。

（五）加強(qiáng)外部合作與協(xié)作

現(xiàn)在科技創(chuàng)新發(fā)展日新月異，遠(yuǎn)程機(jī)械手、數(shù)據(jù)分析平臺等都已在各個(gè)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用，尤其是在現(xiàn)場遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程控制、自動加工等方面都有相當(dāng)成熟的使用。在重型制造業(yè)，精密加工業(yè)為核電裝備的發(fā)展提供了非常好的基礎(chǔ)。通過加強(qiáng)外部合作與協(xié)作，充分利用中國強(qiáng)大的工業(yè)體系能力和先進(jìn)的科技成果，提升核電站的服務(wù)能力。

四、結(jié)語

當(dāng)今世界風(fēng)云變幻，隨著中國開放的大門越開越大，中國的核電市場巨大的服務(wù)需求，吸引著國內(nèi)外核行業(yè)眾多單位的參與和角逐（截至2019年8月1日，共有182家為核電提供設(shè)備設(shè)計(jì)制造服務(wù)的境外單位在國家核安全局注冊登記）。提升核電運(yùn)維整體服務(wù)能力、形成關(guān)鍵問題解決能力，對于我們已經(jīng)十分緊迫，建議中國核電領(lǐng)域加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮集中力量辦大事的制度優(yōu)勢，統(tǒng)籌各方資源，以“創(chuàng)新”、“協(xié)調(diào)”、“開放”、“共享”的發(fā)展理念，加快推進(jìn)核電站檢修專業(yè)化管理和技術(shù)服務(wù)能力提升。