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在巴基斯坦建核电 他们实现了多个首创!

2021-05-08 15:17  来源:中核华兴    核电出口  巴基斯坦核电  华龙一号

当地时间3月18日,中国核建承建的”华龙一号”海外首堆——巴基斯坦卡拉奇核电站2号机组成功并网发电,这是中国自主三代核电”华龙一号”海外建设取得的重大里程碑。中国核建旗下中核华兴建设有限公司负责“华龙一号”海外首堆项目土建工作。回眸建设历程,在那片茫茫黄沙地上,中核华兴的建设者攻坚克难、自主创新,筑就了核岛厂房的钢筋铁骨。


一个从事多年核岛外壳预应力施工的老工长感叹:“在其他项目,每天只能穿2根穹顶水平钢束。在卡拉奇项目用了这个双层平台,一天可以穿6根!平台还宽敞,安装只花外国平台的一半时间。这个法子真厉害!”

当地时间3月18日,中国核建承建的”华龙一号”海外首堆——巴基斯坦卡拉奇核电站2号机组成功并网发电,这是中国自主三代核电”华龙一号”海外建设取得的重大里程碑。中国核建旗下中核华兴建设有限公司负责“华龙一号”海外首堆项目土建工作。回眸建设历程,在那片茫茫黄沙地上,中核华兴的建设者攻坚克难、自主创新,筑就了核岛厂房的钢筋铁骨。

01 — 突围之路:材料国产化 —

项目筹备伊始,进口材料出口受限就横在了中核华兴项目团队面前。为了解决这一难题,项目部团队将材料国产化这条只许成功的突围之路列入日程。

面对巨大的压力和未知的挑战,中核华兴选择了“毕其功于一役”的策略,依托中核华兴全球惟一30余年不间断的核岛土建施工领域经验,选择地下防水卷材作为材料国产化的突破口,建立专项攻关小组。项目部技术经理耿秀伟回忆道:“因为深知土建地下防水卷材的重要,所以我们慎之又慎。我们选择国内多家防水卷材厂家的产品,然后奔赴全国多个地区,花费数月时间,完成了对厂家和产品的调研。结合公司在民品市场积累的经验,最终确定了候选厂家作为国产化的合作伙伴,开启防水国产化突破之路。”

面对核电防水卷材严格的技术要求以及技术标准的差异,耿秀伟与厂家技术人员、设计人员一起多次沟通,解决了一个又一个难题。最终,国产化防水卷材的搭接边粘结力、抗静水压力、拉伸强度、抗渗透性和静摩擦系数等一系列试验结果满足设计标准要求,并优于国外同类型产品。

2015年6月,有关方面在巴基斯坦卡拉奇K2、K3核电项目核岛进行防水样板工程模拟施工,并对核岛防水卷材施工进行了工艺评定。在多方共同见证下,样板工程质量以及样板工程试件完全满足要求,国产化防水卷材开始进入核岛土建施工领域,填补了我国核电主体工程防水卷材的空白。

之后,项目团队并没未止步,而是继续完成了不锈钢覆面用氩弧焊丝的国产化,突破了国外的重重限制,推动了我国三代核电的自主建造。

02 — 强“骨”之路:高强混凝土的海外诞生 —

众所周知,混凝土是核岛土建工程最基础的工程材料。“华龙一号”核电单堆混凝土需用量高达60万立方米,但当地工业水平较低,建筑材料匮乏,工程建造的主材依赖国内进口。如此巨大方量的混凝土依靠进口完全不切实际。在巴基斯坦严峻的安全形势下,土建总工程师向群毅然走出核电建造的安全区,在巴国全境范围内进行混凝土原材料调研工作,行程上千公里,从卡拉奇到伊斯兰堡再到拉合尔的数家水泥、掺料生产厂家,试验验证性能,对比工程标准,最终选定了供货厂家,解决了混凝土水泥原材料的供应问题,保障了核岛FCD的顺利进行。

“华龙一号”核岛重要厂房采用防大飞机撞击的双层安全壳设计,外壳选用C60高强度等级的混凝土。按照国内经验,需要掺加粉煤灰或硅粉等性能良好的掺合料,但受当地生产力条件限制,该掺合料在巴当地均无法采购到。一筹莫展之际,材料调研时发现的石灰石粉出现在向群的脑海中:为什么不能另辟蹊径,就地取材选用石灰石粉呢?面对一个全新的高强度混凝土配比,从事核岛土建10余年的向群深知这个配比的确定难度。为此,向群带领团队制定实施了7组对比试验方案,制作完成了近千块混凝土试块,首创了采用石灰石粉作为掺合料配制的C60高强混凝土配合比,完成了全性能试验。结果证明其力学、热工、耐久性等指标完全满足三代核电混凝土规范要求。由此他们攻克了高温与资源匮乏地区高强度、大体积混凝土施工难题,完成了16.4万立方米C60高强混凝土施工。

03 — 模块化之路:确保首堆不拖期 —

面对“华龙一号”海外首堆,23个月土建主工期有太多的不确定性。第一任项目经理马铁刚在项目策划初始便坚定地提出:“钢衬里必须采用模块化施工。钢衬里走在土建前面。只有这样,内部结构施工才能保证压力容器的安装,才能保证首堆不拖期。”

提起钢衬里模块化施工,钢衬里施工的技术负责人凌亮如数家珍:“我们将钢衬里13层变更为9层,与厂家协商定制了超宽板,减少了40%的现场拼装量,降低了现场的安装难度和施工风险;底板与加腋区连接焊缝距离间隙15厘米,距离地面20厘米,焊接施工太难了,质量很难保证,必须采用模块化,底板环段与加腋区模块施工便诞生了;钢衬里模块做5层吧,现在看来还是保守了些……”

2016年,总承包单位中国中原提出堆腔水池模块施工方案,以实现主设备预引入。这与项目初始土建建造规划不谋而合。面对核电建造史上首次堆腔模块化施工,中核华兴人勇挑重担,坚定不移地推动堆腔水池模块化施工,大力协同中国中原实施创新:参与模块实施方案编制,一版讨论通不过就再改编一版;1次,2次……第5次的模块焊接变形模拟试验成功;顶着40℃的高温,连续进行3次浇筑模拟试验,摸索制定了混凝土浇筑和成品保护控制方案;场地狭小,廊道开挖施工,怎么办?那就编制125米大半径起重载荷188.8吨吊装方案。

就是这样,华兴人坚定地前行着。2017年2月2日,K2核岛首次堆腔不锈钢模块整体吊装就位。2017年5月23日,完成全部混凝土浇筑,为堆腔内压力容器提前5个月引入创造了条件。2017年10月13日,K2机组钢衬里穹顶顺利吊装就位。在吊装现场,安装总工程师裴习平看着缓缓就位的穹顶说:“2015年9月18日,K2核岛FCD。华兴公司在K2 、K3核电项目实现了多个首创,打破了‘首堆必拖’的魔咒。”

04 — 双层施工平台:创预应力施工多项之最 —

核电站安全壳预应力施工是一项专业化程度很高的专项工程,能够进入该领域进行施工的预应力企业世界范围内屈指可数,国内参考电站选用的也是国外公司。受多重不可预见因素影响,海外“华龙一号”首堆预应力施工将滞后1.5个月启动,若仍选用该公司提供的施工平台,预应力完工时间必将滞后,影响核岛关键路径施工。

面对巨大的施工压力,中核华兴与中国中原协同创新,联合攻关。传统预应力施工平台为单层设计,能否设计双层施工升降平台,能不能实现1+1>2的联合效用?中核华兴组织预应力施工领域的相关专家,经过多轮的设计讨论论证,自主研发了预应力双层施工升降平台和倒U型整体牵引成套设备,实现了上下层平台同时作业,发明多管道穿束编束、水平双驱动牵引和钢绞线锚固块同步穿装等方法,形成了预应力导管三维深化设计技术、自动化制浆技术、预应力张拉及监测技术。

在双层升降平台和创新工艺的保障下,海外首堆预应力工程历时143天,提前三个月完成6个阶段的预应力钢绞线穿束、张拉和高温环境的灌浆,安全和质量完全受控,创造了全球百万千瓦级核电机组安全壳预应力最长钢束、最大吨位和最短工期的施工纪录。

巴基斯坦卡拉奇K2、K3核电项目核岛土建工程开工至今,一路创新,授权10项发明专利和16项实用新型专利,取得9项省级工法,制订修订3项能源行业核电标准,荣获省部级科技进步奖3项……形成了新型高强混凝土、钢衬里和不锈钢模块化、双平台预应力和开顶法等一系列具有国际先进水平的建造施工技术,筑就了海外“华龙一号”的“钢筋铁骨”。



图为技术

深圳核博会

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