如果说,秦山核电一期30万千瓦核电站的建造成功,实现了中国大陆核电零的突破,那么,秦山核电二期1号机组(60万千瓦)的并网发电,可以说是中国核电事业在国产化道路上的又一次历史性的跨越。
秦山核电二期工程是由我国自行设计、自主建设的首座2×60万千瓦商用压水堆核电站,其主体工程于1996年6月2日开工,计划建设工期72个月。目前,第一台机组已于2002年2月6日实现并网发电,历时68个月。在九五期间开工的四个核电工程中,这是唯一采用“以我为主、中外合作”方式建造的核电项目。作为国家重点工程,秦山核电二期得到了中央领导的重视和关怀,得到了国务院各部委、浙江省人民政府和社会各界广泛的关心和支持。李鹏、李瑞环、乔石、邹家华、吴邦国、温家宝等领导同志先后视察过秦山核电二期工程,吴邦国副总理亲自为秦山核电二期主体工程开工剪彩,并按动布料机按钮,为1号机组浇灌了第一罐混凝土。
1986年1月,国务院决定在秦山地区增建两台60万千瓦压水堆核电机组,即秦山核电二期工程。
秦山核电二期工程开工之前,国务院就明确了“以我为主、中外合作”的建设方针。原核工业部先后与德国、法国、日本和美国等国家进行了多轮谈判。1989年8月,国务院核电领导小组基于当时的国际环境,决定在秦山一期和大亚湾核电站的基础上,对秦山核电二期工程采取自主设计,同时争取国际合作的方针。在方案设计中,对必须进行实验验证的科研开发项目和有可能实现国产化的设备研制项目,以及需要向国外设计咨询的项目,进行了反复论证,最后确定秦山核电二期工程要建成商用核电站,采用二环路,每个环路30万千瓦,按照“以我为主、中外合作”的方针,引进技术,改造和加强国内现有的工业基础,尽量提高设备国产化比例。
秦山核电二期工程按照中央控股、地方参股共同办核电的精神,由中国核工业集团公司(股比50%)、国家电力公司华东公司(股比6%)、浙江省电力开发公司(股比20%)、申能(集团)有限公司(股比12%)、江苏省投资管理有限责任公司(股比10%)、安徽省能源集团有限公司(股比2%)共同出资兴建。
1987年10月29日,国务院和国家计委审批了秦山核电二期工程项目建议书。1988年1月19日成立核电秦山联营公司(1995年11月更名为核电秦山联营有限公司),作为业主,负责秦山核电二期工程(秦山第二核电厂)的建造和运营。
秦山核电二期位于浙江省海盐县秦山南侧的杨柳山地段,与秦山核电一期毗邻。国家有关部门为选定厂址,通过数年时间的前期地质勘察,并组织专家进行反复论证和技术经济分析后认为:杨柳山山体稳定,岩石坚硬;面临大海,取水方便;地形宽阔,山体标高较低,有利于大气扩散;又处于华东电网负荷中心,有利于电力输送和调控,是个较为理想的核电厂址。
1986年1月至1996年5月,为秦山核电二期工程的前期准备阶段。1992年开始“四通一平”,1993年5月至1996年5月进行土石方开挖及浇灌第一罐混凝土的准备,共完成土石方开挖750万立方米,为工程“零点”创造了条件。
1996年6月2日,1号反应堆厂房正式开工,秦山核电二期进入建造阶段。
秦山核电二期工程建造汲取了国内外施工组织管理的先进经验,实行“业主(法人)负责制、招投(议)标制和工程监理制”的新型管理模式。经过招标,由核工业第二研究设计院为工程设计总承包院,中国核动力研究设计院和华东电力设计院为分包院。通过议标,中原核电建设公司为施工总承包单位,核工业二二建设公司、二三建设公司、二四建设公司、核工业第五安装工程公司和浙江省火电建设公司为分包单位。
秦山核电二期在建设中遇到了很大的困难。首先,秦山二期按照“以我为主、中外合作”的方针建设,它的设计是参考法国设计、建造的大亚湾核电站,由于冷却剂回路由三环路改为二环路,使得反应堆堆芯、主回路系统布置及相关的辅助系统都发生了一些变化,堆芯的热工水力、反应堆厂房设计、土建结构设计及计算均需重新考虑,与场地特性有关的子项需重新设计,这就给设计带来很多需要妥善处理的新课题。其次,由于20世纪90年代初期国内筹资困难而不得不引入国际贷款来购买设备。为了打破独家索要高价的局面,而不得不与多国供货商进行谈判并引进其设备,因而设备接口复杂,设备谈判时间及采购时间相应拉长,对与设备有关的施工图的设计产生了一定影响。最后,由于我国处于核电的起步阶段,但在建造标准上又要与国际标准相适应,无论从我们国家的工业基础、建造经验、管理水平及认识深度上都有一定差距,客观上也增加了二期的建设难度。由于以上原因,使得施工图设计远远落后于现场施工的需要,在秦山二期开工时施工图的储备量还不到6%。因此,仅开工不到半年,现场就处于许多工号待图的局面。
国家有关部委、中国核工业集团公司、核工业建设集团公司以及核电秦山联营有限公司董事会都十分关心、支持秦山核电二期的建设。全国人大常委会财务经委副主任、原核工业部老部长蒋心雄非常关心秦山二期的建设,几次亲临现场检查指导工作;李定凡总经理仅在2000年就亲自主持召开了7次秦山二期工程协调会,对解决设计进度及各参建单位的协调起到了至关重要的作用。张华祝、穆占英、赵宏、王寿君等领导同志多次参加会议,对参建单位的职工是一个极大的鼓舞,有力地促进了工程建设。核电秦山联营有限公司总经理部在上级领导的关心支持下,带领公司全体职工,以工程建设为中心,严格实施工程三大控制,各参建单位也为工程建设付出了辛勤努力。因此,逐步扭转了工程建设的被动局面,使工程建设呈现出较好的形势。我们主要采取了六项措施:一是制订详细施工作业计划,使各参建单位目标明确;二是与设计院一起共同确定图纸及文件的设计进度,并加强了督促检查;三是加强计划的跟踪检查和考核,建立奖励机制;四是加强施工协调和技术决策力度,使问题解决在现场;五是加强施工组织管理,建立高效的工程管理制度;六是加强施工文件的传递与管理,满足现场施工需要。这6项措施的实施,有力地加快了施工进度,保证了1号机组主要工程节点目标按计划实现或提前实现。
反应堆厂房于1998年11月10日比工程二级计划提前5天实现了安全壳封顶的里程碑目标,并在国内核电站建设中首次采用了穹顶整体吊装的新技术;压力容器于1999年3月31日吊装就位,比二级计划提前了30天;两台蒸汽发生器分别于1999年5月26日和31日相继吊装就位,主泵泵壳于6月28日吊装就位。反应堆主管道于2000年1月21日全部焊接完成;220千伏“倒送电”于4月17日实现;汽轮机组于11月30日实现高压缸扣缸;2001年3月2日1号机组冷却剂系统主回路水压试验结束;6月25日,完成反应堆安全壳密封性及强度性试验;8月31日,汽轮机组实现首次非核蒸汽冲转目标;10月16日,完成1号机组反应堆首次核装料工作;11月30日,500千伏联合开关站启动成功;12月28日首次临界获得成功;2002年2月6日,实现并网发电。
许多到过秦山二期现场的人都说,秦山二期工程是同期在建核电项目中的“难中之难”,所遇到的困难是难以想象的。在这种特定困难条件下,要发挥参建单位的作用,发扬大团结、大协作精神,形成共建秦山二期的合力,为国产化争气,为核工业增光。各个参建单位为了早日建成秦山核电二期工程,战高温,冒严寒,风餐露宿,夜以继日,不讲条件,不分你我,只要工程需要,无条件,无怨言,先干了再说。例如,1998年的夏季气候变化异常,有时出奇的热,没封顶的安全壳内温度高达50多摄氏度,上千名工人在不同的工作面上,救护车就停在现场,没有人后退;有时,连续数天大雨,工人们就等在现场,雨稍小一点儿就马上登上工作面绑扎钢筋……他们吃在工地、住在工地,毫无怨言。在现场,类似这样顽强拼搏的事例数不胜数,充分体现了核电建设者艰苦奋战、坚韧不拔的精神面貌。
根据国家计委提出的核电站工程实施工程监理要求,1994年联营公司与核工业四达建设监理公司签订了监理合同,这是国内核电工程建设首次引入监理制。1994年10月,监理公司进驻工程现场,对主厂区工程的建筑、安装工作实行工程监理。监理公司从施工方案审查、对施工工序的监督、质量控制点的检查和放行、质量计划的审批,以及对不符合项的处理、月度结算、进度统计、交工资料审查等方面起到了监理作用。
质量保证体系是有效管理的一个实质性方面,也是保证核电厂建设、安全与可靠运行必不可少的一种手段。核电秦山联营有限公司的质量保证体系包括组织机构、大纲文件体系和质量保证记录制度三方面,在工程建设中得到逐步完善,为保证工程质量发挥了积极作用。
秦山二期工程的现场施工涉及多家单位,包括业主、监理公司、三个设计院的现场队、中原建以及两个土建公司和三个安装公司。核电秦山联营有限公司是秦山第二核电厂的全面负责单位,对质量负总责,并负责编制总质保大纲;总承包单位负责合同规定的工作,制定与其工作内容相符的质保分大纲;承担核电厂建设的各分包施工单位,对所承担任务的质量负主要责任。这三个层次都制定了相应的质保大纲。
为了使众多单位在解决质量问题的时候能协调有序,使有限的人力、物质资源发挥最有效的作用,核电秦山联营有限公司作为业主,在现场建立了“三级质保、二级质检”质量管理模式。“三级质保”,即施工单位的质保管理为一级质保,负责本单位质保体系的运转;中原核电建设公司为二级质保,负责本公司和5个施工单位的质保管理;联营公司为三级质保,负责整个现场的质保管理,保证现场工程的质保体系持续、有效地运转。“二级质检”即施工单位的质检为一级质检,四达监理公司的质检为二级质检。
从工程建设情况看,这一管理模式是成功的。现场各参建单位在质量管理中分工明确,各子项的施工均能在事先编制的施工方案指导下进行,各关键工序有人检查,有人签字,并形成记录,使整个现场工程质量得到有效控制。
针对秦山二期现场参与单位多、工作接口多、协调工作多的特点,在工程现场还有一类重要的程序就是“三方接口程序”,规定业主、监理公司、施工单位、设计单位各方的职责、工作的流程和完成时间的限制。通过几年的建设实践,证明“三方接口管理程序”在保证现场施工质量中发挥了很大作用。
为了保证工程所用原材料及设备质量符合设计要求,工程现场各方对进场的每批材料和设备的标识、外观、保护情况、理化性能报告、进场复验报告、质保书、合格证、数量及随箱资料等进行检查,合格后方允许签字验收;同时,对材料及设备的存放及使用情况进行跟踪检查,杜绝了不合格材料或设备被错用、误用于工程的情况发生。
业主、监理公司、总包、施工单位遵守和执行各级质量管理制度和程序,使工程质量始终处于受控状态。1号机组的冷态试验、安全壳整体强度和密封性试验、热态功能试验和汽轮发电机组非核蒸汽冲转试验的结果表明,电站的系统和设备性能满足设计和有关规范的要求,特别是安全系统的性能满足相关安全规范的要求,证明电站的系统设计是成功的,系统和设备的质量以及工程建设与安装的质量是好的。
秦山核电二期工程设备采购和管理工作是在市场经济和国企改革的大环境下展开的。业主在借鉴国内常规电站和核电站设备采购成功经验的基础上,采取自主采购和招标外委相结合的设备采购和管理模式,按照设计院编制的设备采购技术文件和设备清单,负责从设备定点调研到出入库和制造厂现场服务等全过程的管理,负责根据工程二级网络要求的设备进度控制,负责设备采购合同的价格控制。
根据质保大纲的规定和采购工作实践,业主适时制订各种工作程序,完善项目负责人制度,编制了《秦山二期设备采购工作大纲工作程序》、《进口设备采购管理程序》、《国产非标设备采购管理程序》、《国产标准设备采购管理程序》等30多个管理程序,规范设备采购工作,使得一切采购和管理工作有序顺利地进行。
“货比三家、落实信贷、择优选用”是设备采购的原则,并据此开展了设备谈判和签约工作。据不完全统计,已累计签订国内外合同1200多个,采购设备总量5.5万多套件,投资完全控制在概算范围内,大大降低了工程造价。
为了满足现场安装和调试需要,必须做好应急采购和制造厂现场服务两项重要工作。对于安装和调试期间出现的缺损件和设计遗漏项目等的应急采购,一般标准设备三天内签订合同,非标设备一周内签约,确保供应。制造厂商的现场服务从1998年起,累计已达到128人/年。不仅如此,设备项目负责人还经常深入现场,了解设备安装和调试情况,尽可能在现场解决设备问题和进行设备技术协商,加速了设备运抵现场后接口问题的处理。
秦山二期不仅在自主设计上跨越了一大步,而且在设备制造国产化方面上了一个台阶。通过采用与国外厂家联合设计、设计咨询等形式,把国外先进的设计有效地转化成自己的技术,在压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、汽轮机组、发电机组和主变压器等55项定点设备中,有47项可基本实现国产化。而对于国内已经有设计和制造能力的设备,坚持走科研开发之路,加大开发力度,也大幅提高了设计和制造水平。
随着工程建设的不断向前推进,秦山第二核电厂于1998年6月成立了调试队,编写和完善调试管理制度、调试大纲、调试规程;编制二、三级调试网络计划;确定调试试验项目和外委部分调试项目;准备调试专用仪器仪表、临设和消耗材料。
2000年11月,公司抽调部分生产技术人员,其中有的是参加过秦山一期调试,有的是参加过恰希玛核电站调试的技术骨干,再聘请部分专家,组织了240余人的调试队伍。在完善建制后,进行了工艺系统培训和考核、调试授权,包括机械授权、电气授权和核授权;同时,采取调试队伍提前介入的方式,及早熟悉安装情况,熟悉系统,并与安装队伍共同进行单机调试等方式,大大缩短了调试的准备时间,为调试的进展创造了有利的条件,从而赢得了工期,使得几个关键节点顺利实现。
从2000年11月到2002年2月并网发电的15个月期间,先后完成了各系统单机调试,系统调试、综合调试和功能试验等700多个调试试验项目,取得了一回路水压试验一次成功、堆内构件流致振动试验一次成功、汽轮发电机组非核蒸汽冲转一次成功、安全壳强度和密封性试验一次成功、核燃料组件装载一次成功、首次临界试验一次成功、500千伏开关站启动一次成功、并网发电一次成功的好成绩。
在国内核电项目建设中,秦山核电二期率先采用了业主负责制、工程招投标制和工程监理制;在建设过程中,坚持自主设计、自主建造、自主管理、自主运营,密切跟踪国际核电发展的新趋势,尽可能采用新技术,研制国产设备,进行技术创新。
根据国际核电发展的新趋势,在NSSS设计中留有比较大的安全裕度。在主要设备的设计和选型上,采用了一些当前最新技术。如反应堆压力容器采用了带管嘴、大尺寸的锻件,减少了焊缝,取消了活性区筒体段的焊缝;反应堆压力容器上、下封头的贯穿件上采用了lnconel 690新材料,以减少应力腐蚀;蒸汽发生器的设计也用了新的热工水力设计方法,采用整体锻件和lnconel 690传热管,支承板上管孔做成拉制的四叶梅花形孔,并增加了残渣收集器,提高了水质要求;核汽轮发电机组,也采用了一些当前新的设计和制造技术,减少了热耗,提高了额定出力;控制棒驱动机构经过样机综合试验考验,寿命超过850万步,落棒时间离限值2.4秒有较大裕量,性能已经达到国际先进水平;应急柴油发电机组采用“一拖一”方案,提高了机组启停运行的可靠性;成功开发了采用集成电路的反应堆保护系统和棒控棒位系统;采用以分布式计算机系统为基础的电站计算机控制系统和用于常规岛控制的分布式计算机控制系统等。这些创新为今后新建核电厂的设计和设备制造积累了宝贵经验。
采用了多种措施,提高核电设备国产化能力,带动国内机电制造业整体水平的提高。如反应堆压力容器一台引进,一台则利用国外的图纸资料和技术支持由国内制造厂供货;蒸汽发生器和堆内构件则采取一个机组引进,一个机组在国内制造;稳压器、安注箱、燃料转运系统等,利用核岛设计技术转让的图纸资料,由国内自行设计、制造;装卸料机由核二院研究开发成功,由上海起重机厂制造供货;由国内厂家制造供货的常规岛设备,如汽轮发电机组、凝汽器、高加、低压、主变、厂变等,在已引进技术的基础上,通过优化设计,提高了出力,改善了性能。
在自主施工安装过程中,也努力开展技术创新。如安全壳的施工中,成功地使用了粉煤灰混凝土,较好地解决了建筑行业最头痛的大体积砼浇灌防裂难题;采用新的焊接技术,解决了钢牛腿焊接等技术难题;在国内核电建设中首次采用穹顶整体吊装技术并一次获得成功,缩短了工期,保证了安全壳提前封顶;在循环水泵的混凝土蜗壳施工中,采用了高强度的混凝土配方,以提高抗磨蚀的性能,并采取有效的工艺措施,控制了裂纹的出现。这些新技术的采用,提高了施工质量,加快了工程主线进度。
调试工作完全由业主承担。在调试过程中,业主组织了应变能力强、高效的调试队伍,并努力开展技术创新。如对60万千瓦这样的核汽轮发电机组,决定不用调试锅炉进行非核蒸汽冲转试验并取得了成功,汽轮机转速达到了额定转速3000转/分,这在国际上的先例也不多见;在不设启动变压器、500千伏“倒送电”又滞后、厂用变压器不能投入的条件下,利用现有的备用变压器实现了1号堆热态功能试验。在法马通的技术支持下,自主进行了堆内构件流致振动现场实测试验,并获取了相应的数据;经综合评价分析表明,现场实测结果均在理论预测结果与模型试验结果范围之内,证实了理论预测和模型试验的结果,可以真实地并且比较保守地反映实际情况。这次堆内构件流致振动现场实测,在我国商用核电站上是首次进行,对今后核电站的设计和建造有重要的参考价值。
在工程建设的同时,完成了电站仿真模拟机研制,保证了主控室操作人员的培训考核、取照。公司参加操纵员(RO)执照考试40人,一次通过RO执照考试37人;参加高级操纵员(SRO)执照考试18人,一次通过SRO执照考试16人。这么好的成绩在国内RO、SRO考试中也是不多见的,为调试和运行做了充足的技术人才准备。
在推进核电工程建设的实践中,不断加强企业文化建设,是企业精神文明建设的重要切入点。我们把加强爱国主义教育和职业道德教育,把提高员工素质,增强企业凝聚力,促进工程建设放到突出位置,教育和引导职工逐步树立“敬岗爱业、厂兴我荣”的思想。我们创办了《秦山二核》报,宣传工程建设,颂扬新一代核电建设者忘我劳动、甘于奉献的崇高精神。我们还把营造和创建统一、鲜明、规范的企业形象标识系统,作为外树形象、内强素质、适应新形势的重要举措来抓。征集确定了司徽、司旗、厂歌、厂旗,编制了《企业形象识别手册》,归纳提炼了“开拓进取,求实创新”的企业精神;印刷了《公司职工工作守则》、《社会主义精神文明规范》、《生产运行辐射防护指南》、《工程建设安全文明管理手册》等小册子,使公司内部管理进一步制度化、规范化、标准化。在庆祝秦山核电二期工程开工五周年时举行了升国旗、厂旗仪式,进一步弘扬爱国主义精神,增强企业凝聚力。我们还广泛深入地开展社会主义劳动竞赛和合理化建议活动,连续开展了五个阶段的立功竞赛活动。广大职工积极发扬团结互助精神,踊跃参加扶贫赈灾活动,体现出了较高的政治觉悟和较好的精神风貌。党员干部在实际工作中发挥模范带头作用,以身作则,能够团结带领广大职工积极投身于工程建设中。企业党组织在工程建设中不断得到加强和壮大,思想政治工作和社会主义精神文明建设有了良好的局面,经过近年的建设和努力,职工的生活居住环境得到较大的改善,1998年以来,职工生活区先后被评为海盐县和嘉兴市的文明示范小区。现在,企业的文化建设正向好的方向发展,并逐渐形成自己的特色,秦山第二核电厂正向现代化文明企业迈进。
秦山核电二期1号机组的并网发电,实现了由自我研制到引进先进技术并消化吸收,进而大幅提高自主研制能力的跨越;实现了核电建设由行政安排到市场经济的跨越;实现了由30万千瓦原型堆到60万千瓦商用堆的跨越,为自主设计、建造百万千瓦级核电机组打下了基础。这些大踏步的跨越,是在“以我为主,中外合作”方针指引下实现的,是在充分吸取秦山一期和大亚湾核电站成功经验基础上实现的,是在全体参建单位及国内众多设备制造厂和科研、试验单位的奋力拼搏下实现的,是在引进、消化、掌握国际先进技术并不断完善创新的基础上实现的。在这一跨越中,国内大型核电站的设计能力、设备制造能力、工程建造与监理能力、自主调试与运行管理能力,都有了质的飞跃;在这一跨越中,核电建设者艰苦奋战、团结协作、坚韧不拔的精神再一次得到升华和展现。
秦山,是中国自主建设核电的发祥地。秦山核电二期1号机组的并网发电,又为中国核电发展史上添上了浓墨重彩的一笔。有理由相信,我们不仅能够建好秦山核电二期,也一定能够管理好、运行好这座国产化的核电站。我们相信,随着秦山核电二期的胜利建成和并网发电,我国核电建设一定会在国产化的道路上与时俱进,蓬勃发展。
(原载于《中国核工业》2002年2月)