上 廣西防城港核電項目4號機組核島反應堆筏基澆筑前夕場景
2016年12月26日凌晨3點35分，中國廣核集團（以下簡稱中廣核）在廣西的防城港核電二期4號機組施工現(xiàn)場燈火通明，隨著七輛“天泵”泵車緩緩收臂，4號機組核島反應堆筏基順利完成澆筑，現(xiàn)場響起一片歡呼聲。一次性連續(xù)澆筑63.5小時，共澆筑混凝土8733立方米，這也是4號機組核島工程中，連續(xù)澆筑量最大的一次。
萬事開頭難。正是這樣一項艱巨任務，為廣西防城港核電4號機組全面建設施工開了個好頭。在北部灣畔剛剛“站穩(wěn)腳跟”的4號機組，也直接關系到我國自主知識產(chǎn)權的三代核電技術——“華龍一號”（HPR1000）的“江湖地位”。防城港核電二期3、4號機組不但是“華龍一號”示范機組，而且將作為中廣核控股的英國布拉德韋爾B核電項目參考電站。面對我國核電產(chǎn)業(yè)的全球市場，防城港是一個重要支點。
念好“中國經(jīng)”
說到“華龍一號”，人們并不陌生。“華龍一號”是在我國30余年核電科研、設計、制造、建設和運行經(jīng)驗的基礎上，充分借鑒國際三代核電技術先進理念，汲取福島核事故經(jīng)驗反饋，采用國際最高安全標準研發(fā)的，具有中國完全自主知識產(chǎn)權的三代核電技術。無論是在國內(nèi)效力，還是揚帆出海，其前景都備受關注和期待。能不能將世界核電產(chǎn)業(yè)的“中國經(jīng)”念好、唱好，研發(fā)設計之后，示范機組的施工建設至關重要。承擔防城港核電3、4號機組核島建設的，是在核電領域經(jīng)驗豐富的中國建筑第二工程局。
時間回到2016年12月23日，防城港核電4號機組核島反應堆筏基澆筑尚未開始時，記者站在筏基上往下看，一層層鋼筋縱橫交錯，形成整齊劃一、層層疊疊的方格子，一眼看不到底。如果說核反應堆是一棟“摩天大樓”，那么筏基就是“摩天大樓”的地基。哪怕已經(jīng)準備了7個月，工程離開地面已有幾米高，但對核電項目來說，4號機組仍處于尚未開工建設的準備階段。“這就是核電項目的特殊之處，只有開始澆筑筏基才算正式開工，我們專業(yè)上稱之為FCD。”中建二局項目經(jīng)理李光遠對記者說，“一般來說，此前的準備工作要用一年時間，我們7個月就圓滿完成，這個速度在國內(nèi)史無前例”。
距離4號機組252.5米的地方，3號機組建設已經(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，就會迎來項目的另一個重大節(jié)點——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，核反應堆才能安安穩(wěn)穩(wěn)地“居住”。
說起來簡單，但要把核電站造好，每一步都是不小的挑戰(zhàn)。以“華龍一號”為代表的三代核電技術的重要特征，就是具有更高安全性，在這方面，中國技術走出了自己的路。無論是“能動和非能動相結合”的安全設計理念，還是從157堆芯組件擴容到177堆芯組件，以及采用雙層安全殼、增加非能動水箱，目標都是更加安全、更有效率。但設計上的任何創(chuàng)新，都直接為工程建設帶來一系列新變化——體量更大、結構更復雜，質(zhì)量要求更嚴、安全要求更高。“我國核電技術采用新理念、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，都要適應新的技術路線。”李光遠說。
對此，項目業(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、啟動聯(lián)合辦公模式，委派專業(yè)工程師集中辦公、加強交流，共同解決施工中遇到的各類難題。
保障“新路徑”
把中國的技術路線變?yōu)榛钌默F(xiàn)實，絕非易事。僅是4號機組筏基澆筑，從技術到材料，從模擬到現(xiàn)實，中建二局廣西防城港核電項目在創(chuàng)新路上就走了好幾個來回。
首先就是研發(fā)特殊材料。4號核島筏基直徑54米，厚度為3.85米，結構幾何尺寸大、澆筑方量大、持續(xù)時間長。要在一次性連續(xù)澆筑中掌握混凝土布料、振搗的時間，同時避免產(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……一系列難點都要在澆筑前一一攻克。中建二局項目部干脆組建試驗團隊，采用自主研制的混凝土配比——強度等級為C40P8的混凝土，一舉達標。
其次便是采用有限元建模分析模擬混凝土澆筑。核島筏基結構復雜，澆筑共分為36層，使用鋼筋量就高達1900噸。面對這般龐大的結構造型，項目技術團隊依照核島施工場地的布設方案建模，對施工過程中的施工路徑、大型設施、布料控制等實行虛擬現(xiàn)實施工，土建設計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，順利地將標志著全面開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成“活物”來監(jiān)測，用溫度傳感器、應變傳感器、數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)等繪制出溫度場和溫度變化曲線，隨時應對，“引導”著混凝土沿著設計好的路徑走，保證質(zhì)量。
在3號機組，施工中的核電標準同樣嚴苛。正在鋼襯里施工，面積龐大的6毫米厚鋼板全部通過焊接成形。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，零點幾毫米大的氣孔都清晰可見。“核電的要求很高，焊縫不能出現(xiàn)1.5毫米以上的單個氣孔，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目副經(jīng)理譚俊介紹說，“這樣高質(zhì)量的鋼襯里焊縫，我們已經(jīng)完成了950多米，一次性檢驗合格率近97.2%”。
項目總工程師劉軍坦言，可以預見的是，未來工程落地的每一步都有諸多挑戰(zhàn)。“不過，從1987年開工建設的大亞灣核電站開始，我們先后參與建設了嶺澳核電站、陽江核電站、臺山核電站、遼寧紅沿河核電站、江蘇田灣核電站，建設過核島和常規(guī)島，歷經(jīng)過法國的EPR技術、美國的AP1000技術等不同路線施工。”劉軍說，“多年來我們積累了豐富的經(jīng)驗，有信心把國之重器‘華龍一號’從設計變成現(xiàn)實”。
踏實“起跑線”
2016年9月29日，中廣核與法國電力集團（EDF）在倫敦正式簽署了英國新建核電項目一攬子合作協(xié)議，中廣核正式開始推進布拉德維爾B項目的各項準備工作。2017年1月10日，英國政府正式受理華龍一號通用設計審查（GDA），GDA是華龍一號落地英國的技術前提。這一背景令建設之中的防城港核電二期增添了與眾不同的使命。
與中建二局建設的其他8個核電項目不同，防城港核電二期將作為中廣核英國布拉德韋爾B核電項目的參考電站。英國是歷史悠久的核電國家，擁有成熟的核電管理體制、嚴格的核電技術審查、完善的核電監(jiān)管，世界上首座商用核電站就誕生在英國。建造出能被認可的“華龍一號”示范機組，對進一步推動華龍落地英國、助力中國自主核電技術出海揚帆都大有裨益。
再看國內(nèi)，截至目前，我國在建機組24臺，總裝機容量2672萬千瓦，規(guī)模居世界首位，占全球在建規(guī)模的近四成；運行核電機組30臺，總裝機容量2831萬千瓦；預計“十三五”期間，我國每年還將新開工6臺至8臺機組。在這樣的核電“大盤子”中，將自主創(chuàng)新、博采眾長的“華龍一號”建設好，對助力中國清潔能源發(fā)展意義重大。
以廣西防城港核電項目為例，一期工程和二期工程共四臺機組全面建成投入運營后，每年具備315億千瓦時發(fā)電能力，與同等規(guī)模的燃煤電站相比，可減少標煤消耗1012萬噸，減少二氧化碳排放量約2486萬噸，減少二氧化硫和氮氧化物排放量約40萬噸，環(huán)保效益相當于新增了725平方公里的森林。
無論是在國內(nèi)效力，還是揚帆出海，防城港核電項目都是“華龍一號”的“樣板間”，也是又一個“起跑線”，建設者的使命感油然而生。
眺望施工現(xiàn)場，中建二局廣西防城港核電項目書記金顯龍十分感慨。“我們30年前建設大亞灣核電站時，幾乎所有先進設備都需要進口，技術也要依靠外國企業(yè)，核電站是中國的，但中國在核電建設方面卻心有余而力不足。”金顯龍說：“現(xiàn)在不一樣了，我們有了自己的核電技術、施工能力，從這里出發(fā)的每一步都會很踏實。”
