2025年11月13日,中广核工程有限公司设计院土建所副总工程师白明鑫在深圳核博会核电数字·生态·科技论坛,先进设计建造技术 助力核工程高质量发展专题环节发表《中广核华龙一号先进建造技术研究与应用》主旨报告。

报告介绍了中广核工程有限公司在华龙一号核电工程中开展先进建造技术研究与应用的背景、主要技术路线和工程案例。核心结论是,面对核电建设体量大、工期紧、人力投入高和质量提升瓶颈等问题,模块化、工厂化、机械化、数字化建造能够提升效率、缩短工期并逐步显现经济性,但仍需在设计成熟度、监管模式、标准体系、数字化协同和产业化配套方面继续完善。

关键点
1. 报告主题与主讲人背景(00:00)
主持人介绍白明新为中广核工程有限公司设计院土建所副总工、正高级工程师,并说明其在核岛土建设计、核电在役与退役、先进建造技术等方面具有丰富经验。本次报告主题为“中广核华龙一号先进建造技术研究与应用”。
2. 中广核工程公司的业务能力(01:11)
报告人介绍公司成立于2004年,经历从大亚湾引进消化吸收到自主研发和多项目、多基地发展的过程,目前具备核电全生命周期、全方位工程服务能力,核心业务包括设计、采购、施工、调试等EPCS总包服务,并逐步拓展至退役、海上风电、光热、储能等领域。
3. 华龙一号核岛的安全级特征(04:47)
华龙一号主要指核岛部分,属于核安全级系统,采用世界较高核安全要求和最新技术标准。其结构需要考虑地震、龙卷风、内压、商用飞机撞击等极端工况,安全壳采用一米二厚预应力混凝土并内贴六毫米钢板,以保障密封性和安全性。
4. 开展先进建造技术的原因(09:04)
核岛体量大、混凝土和钢筋用量高,在有限土建工期内需要大量人力投入。随着多基地建设、人口老龄化和传统施工质量提升接近极限,报告认为必须通过模块化、机械化、自动化、数字化和工厂预制来提升质量与效率,并进一步改善进度和成本。
5. 专项技术改进与六类应用方向(10:45)
公司自2015年起成立专项团队,围绕华龙一号标准型策划了73项技术改进,目前已实施36项。主要分为钢板混凝土结构、免支模免支撑楼板、装配式混凝土、钢筋笼、钢结构平台和钢衬里等六类,其中钢板混凝土是当前和后续应用的重点。
6. 蒸汽发生器房间钢板混凝土模块(14:09)
蒸汽发生器所在的三个独立房间具备较好的改造条件,可通过底部连接实现钢板混凝土模块化。每个模块约十米乘六点七米乘十五点七米、约一百六十吨,现场吊装后结构基本成型,相比传统绑钢筋、支模板、浇混凝土方式,为工期贡献约三十天。
7. 反应堆水池与乏燃料水池模块化(16:50)
由于原设计未充分考虑大规模模块化,吊装设备、道路、运输和工序配套会对模块尺寸形成制约。报告介绍反应堆水池采用不锈钢与碳钢结合,并解决铁素体污染等问题,约三百多吨一次吊装就位;乏燃料水池因墙体厚约两米七、超过规范常规限制,通过三层钢板混凝土结构实现应用,单体约三百五十吨。
8. 复杂区域钢板混凝土尝试(19:59)
在部分结构不规则、楼板和连接板复杂的区域,团队仍选择进行钢板混凝土改造尝试,目的不只是追求工期加快,而是验证复杂、不规则、缺乏传统结构体系区域能否应用该技术,并在项目中基本实现应用。
9. 宁德二期柴油机厂房大型模块案例(20:53)
宁德二期柴油机厂房因小岛场地和工期约束,传统建造方式难以及时完成,采用钢板混凝土大型模块化方案。厂房被分为上下两个模块,上部约四千吨、下部约两千吨,通过工厂建造、SPMT陆运、滚装上船、海运、现场滑移和精准就位完成,体现大型模块在经济性、工期效应和市场化方面的更大价值。
10. 预制装配式混凝土的适用场景(27:07)
预制装配式混凝土适用于楼梯、水平和竖向风道、廊道等局部区域,可加快现场安装和缩短开挖到回填时间。报告也说明整体预制楼板因钢筋与墙体钢筋、贯穿件和洞口干扰较大,试验后被放弃;预制隔墙需满足地震下可损伤但不能脱落乱飞的要求。
11. 整厂房装配式混凝土尝试(30:03)
团队在进出厂房开展整厂房装配式尝试,将竖向构件、水平梁体和墙板均做成装配式。该厂房虽属于核安全相关、抗震一类,但重要性低于反应堆厂房,因此通过性能和塑性能力调整实现装配式可能;其工效明显提升,但经济性目前主要依赖工期收益抵消增加的直接投资。
12. 免拆楼板技术路线(31:33)
免拆楼板经过多种形式研究后,主要采用叠合板、钢梁加压型钢板、单钢板混凝土三类。叠合板适用于跨度小、孔洞少、形状规则区域;钢梁加压型钢板适用于屋面类区域;单钢板混凝土适合多跨度、孔洞较多和复杂区域,并可作为永久模板和受力构件,为安装提前创造空间。
13. 钢筋笼预制减少现场绑扎(34:21)
对于无法采用钢板混凝土的区域,可将现场钢筋绑扎转移到厂区或场外,形成钢筋笼后吊装就位。报告介绍堆坑钢筋笼约一百九十多吨,局部应用可带来约十天工期效益;地坑、壁坑和洞口少的外墙区域也适合钢筋笼预制。
14. 钢平台与钢衬里装配优化(37:15)
核电厂房内钢平台用量较大,尤其内壳和外壳之间需采用钢的柔性连接。通过将原来复杂的钢平台改为类似盖板形式,先做牛腿再整体吊装连接,可显著贡献工期;钢衬里技术较成熟,已广泛应用,并从早期多层拼装发展到更少层数、更高集成度。
15. 行业认可与华龙二点零模块化方向(38:57)
经过研究和工程应用,模块化先进建造得到行业共识和监管部门认可,华龙二点零也被鼓励实现模块化、集中化。报告展示华龙二点零从设计之初即考虑“能模块尽模块”,反应堆厂房和周边厂房被划分为多个模块,整体钢筋混凝土模块占比可达较高水平,并进一步向工艺模块和集成模块发展。
16. 当前问题与后续提升方向(42:41)
报告指出模块化仍处于起步和待完善阶段,存在设计成熟度不足、吊索具智能调位不足、模块变形控制和拼装超差等问题。后续需完善场外预制监管模式、设计变更和后开孔应急方案、数字化协同平台、标准体系、产业化链条、新材料新技术以及便于拆装的连接技术和专用机械器具。

时间线
00:00 - 会议主持人介绍主讲人身份、专业背景和报告题目,随后报告人开始分享华龙一号先进建造技术研究与应用。
01:11 - 报告先介绍中广核工程有限公司的发展历程、人员规模、业务范围和工程总包能力,并说明公司在核能、退役和新能源等方向的布局。
04:47 - 报告转入华龙一号基本情况,说明核岛范围、核安全级要求、三代核电安全特征以及核岛结构体量,为后续说明建造技术需求作铺垫。
09:04 - 报告分析先进建造技术的出发点,包括工程量巨大、工期紧张、人力投入不可持续、传统质量提升受限以及成本和效率压力。
10:45 - 报告概述专项团队、技术改进数量和六大类先进建造技术,并开始按类别介绍具体应用案例。
14:09 - 报告重点展开钢板混凝土模块应用,从蒸汽发生器房间、水池结构到复杂区域和柴油机厂房大型模块,说明不同场景下的模块化实践。
27:07 - 报告进入预制装配式混凝土部分,介绍楼梯、风道、廊道、隔墙和整厂房装配式尝试,同时说明部分方案在实际应用中暴露的限制。
31:33 - 报告介绍免拆楼板、钢筋笼、钢平台和钢衬里等配套技术,强调通过减少支模拆模、减少现场绑扎和提升预制化程度来压缩工期。
38:57 - 报告讨论先进建造技术的成熟度和未来方向,说明行业与监管认可、经济性改善,以及华龙二点零从设计源头推进大型土建模块和集成模块。
42:41 - 报告最后总结模块化建造仍面临的主要问题,包括设计、监管、施工、数字化、标准和产业化配套,并提出后续合作与技术研发需求。

AI 延伸阅读(下文由AI生成,其内容可能存在偏差,请注意甄别):
中广核推进华龙一号先进建造技术应用,模块化建造助力核电工程提质增效
中广核工程有限公司设计院土建所副总工程师白明鑫围绕“中广核华龙一号先进建造技术研究与应用”作报告,系统介绍了中广核在核电工程建设中推进模块化、装配式、机械化和数字化技术的实践路径。中广核工程有限公司成立于2004年,技术积累源于大亚湾核电项目的引进、消化和吸收,目前已形成覆盖核能工程总设计、制造、采购、施工、调试及发电前服务的全生命周期能力,并逐步向在役服务、核电退役、海上风电、光热、储能等绿色能源领域拓展。
报告指出,华龙一号主要聚焦核岛部分,其工程建设标准高、监管要求严、材料采购和施工组织均属于核安全级范畴。作为三代核电技术,华龙一号在安全设计上需应对正常运行、事故、万年一遇地震、F5级龙卷风、内压以及商用飞机撞击等极端工况。其安全壳采用约1.2米厚预应力混凝土结构,并设置约6毫米钢板内衬,以保证事故状态下的密封和放射性包容能力。单个核岛区域虽然占地不到一万平方米,但混凝土用量约21万立方米、钢筋用量约6.5万吨,施工体量和建造复杂度都非常突出。
中广核推进先进建造技术,既是应对多基地、多机组同步建设带来的用工压力,也是提升工程质量、缩短工期和优化成本的现实需要。传统以人工绑筋、支模、浇筑为主的施工方式,在质量稳定性和效率提升方面逐渐接近瓶颈。自2015年前后起,中广核成立专项团队,策划了约73项技术改进,目前已实施约36项,重点是在华龙一号标准型基础上推进模块化应用,将更多现场作业转移到工厂或场外预制环节。
在先进建造技术体系中,钢板混凝土结构是当前最重要的方向之一。通过钢板与混凝土组合,可将大量现场钢筋绑扎、模板安装和浇筑准备工作前置到工厂完成,提高模块化和工厂化水平。蒸汽发生器房间、反应堆水池、燃料相关水池等均开展了钢板混凝土模块应用。其中,蒸汽发生器房间单个模块约160吨,吊装后结构基本成型,可带来约30天工期收益;反应堆水池模块重约300多吨,需解决不锈钢与碳钢结合及铁素体污染等问题;燃料相关水池因墙体厚达约2.7米,通过三层钢板混凝土结构实现超厚墙体模块化,单体重量约350吨。
宁德二期柴油机厂房模块化建造是大型模块应用的重要案例。该厂房因影响装料和商运节点,工期要求紧迫,因此采用大型钢板混凝土模块化方案。受运输和高度限制影响,厂房被划分为上、下两个模块,上部约4000吨、下部约2000吨,通过SPMT运输、滚装上船并海运至现场,再利用滑移、下降、液压顶升、滑靴和三向调整等方式实现高精度就位。该案例显示,大型模块在工期控制、经济性和市场化推广方面具有较高价值,也为后续新堆型采用数百吨至数千吨级模块积累了经验。
预制装配式混凝土技术则主要应用于楼梯、风道、廊道、隔墙和部分厂房等场景。预制楼梯可在楼梯间完成后快速吊装,尽早形成通行条件;预制风道通过水平和竖向构件连接提高施工效率;预制廊道则根据核安全等级不同,分别采用干式或湿式连接。装配式厂房试点显示,竖向构件、水平梁板和墙板全装配化能够显著提升工期效率,但阶段性造价增加、外露墙体接缝密封处理等问题仍需进一步优化。
免支撑楼板技术的应用重点在于释放下部安装空间,减少传统支撑体系对后续施工的影响。叠合板适用于跨度小、孔洞少、形状规则的区域;钢梁压型钢板楼板适用于屋面等规则区域;单面钢板混凝土楼板则以钢板、栓钉和梯形钢梁形成永久模板,并参与结构受力。此类技术实施后,下部空间可提前移交,为油漆、防护、机电安装等工作创造条件。
钢筋笼预制也是提升土建效率的重要方式。反应堆厂房底部堆坑钢筋笼可整体预制后吊装就位,单个重量约190至200吨,局部应用即可带来约10天工期收益。筏基地坑、外墙等区域也适合开展钢筋笼预制,以减少现场绑扎时间。不过,整墙钢筋笼对上下钢筋精准对位、接头纠错和安装偏差控制要求很高;单层钢筋网片虽然施工更简单,但效率提升相对有限。
在钢结构与钢衬里装配化方面,安全壳内外壳之间的钢平台由复杂连接优化为类似盖板的整体吊装方式,提高了安装效率。不锈钢结构也由过去后贴施工逐步转向先安装并兼作模板,以减少房间移交受阻。安全壳钢衬里分层施工技术已较为成熟,分层数量从早期约12层加1层优化至约5层加1层或6层,并尽可能提前集成可安装物项。
面向华龙二点零,中广核的先进建造思路将从既有设计条件下的局部改造,转向设计源头的系统模块化。华龙二点零在设计初期即贯彻“能模块化尽量模块化”的理念,围绕反应堆厂房内部、压力容器、反应堆水池以及周边电气厂房等区域规划大型土建模块。未来预计设置20多个大型土建模块,模块化混凝土量可占总钢筋混凝土量的50%以上;若仅统计建筑物部分,占比可达70%至80%。同时,华龙二点零还规划约400多个工艺集成模块,推动设备、管道、电仪、暖通与土建结构协同集成。
报告也分析了当前模块化建造面临的挑战。模块化对设计成熟度要求极高,一旦后期洞口、贯穿件或设备布置发生变更,将直接影响模块制造、开孔、加固和现场安装。大型模块在制造、运输和吊装过程中还存在变形、偏差、重心与刚心不一致、精准定位困难等问题,对专用工装和智能吊装设备提出更高要求。与此同时,场外预制改变了传统现场监管方式,核安全监管、质量监督和责任划分机制需要同步完善,数字化协同平台和标准体系也亟待加强。
后续技术突破将集中在新型连接、专用装备、后开孔与加固、设备滞后条件下二次浇筑以及多方协同创新等方向。中广核希望发展便于拆装、可靠性高、减少焊接依赖的机械式或卡扣式连接技术,并研发适用于大型模块制造、运输、吊装、定位、检测和狭小空间作业的智能装备。同时,针对设计变更、设备不到位和现场缺陷等情况,还需建立可靠的修复、复原、连接和密封技术体系。未来,中广核将继续联合业主、设计院、工程公司、制造厂、安装单位、高校和科研机构,在计算分析、细部构造、施工装备和监管模式等方面深化协同创新。


