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歷史的跨越

——華能第一度核電誕生記
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發布時間:2022-01-11    信息來源:中國華能



2021年12月20日,位于山東半島黃海之濱的國家科技重大專項——高溫氣冷堆核電站示范工程1號反應堆發出第一度核電,這道絢麗的光把所有華能人的心匯聚在一起,跳動如核能般強勁——我們成功了!

這一度核電,是第四代核電技術從“實驗室”到“工程應用”的歷史跨越,中國核電技術從此實現了“領跑式”發展。

這一度核電,是“華能核”從“無”到“有”的歷史跨越,華能勇擔國家科技重大專項使命,站在了歷史的“高起點”。

自主制造,出了廠才是落地

“固有安全”“系統簡單”“高效發電”“用途廣泛”,經過清華大學專業團隊的精心研究,這些核能技術尖端理念完美融合到了高溫氣冷堆示范工程的設計上,但理念與落地商用項目之間有著猶如天塹一般的鴻溝。2006年2月9日,高溫氣冷堆示范工程被正式列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020年)》十六個國家科技重大專項之一。血液里流淌著自主創新精神的華能人,深知這是一條從來沒有人走過的荊棘之路,更是一條科技創新推動能源轉型和綠色發展的光明之路,他們毅然決定在高溫氣冷堆示范工程“產學研用一體”的一片泥濘中,趟出自己的路。

“全世界首座高溫氣冷堆沒有經驗可借鑒,設計研發、設備制造和工程建造投入很大。沒有集團公司十余年的堅持走不到今天?!闭劶案邷貧饫涠咽痉豆こ探ㄔO,石島灣建設者們感慨萬千。建設一個項目、攻克一堆難題、造出一批設備、鍛煉一支隊伍、打造一套體系,幾乎是所有“首堆工程”的必經之路。

在國務院重大專項領導小組的領導下,國家能源局與科技部以重大課題研究的形式為示范工程首臺套主設備制造提供了研發條件,但設備制造剛起步,就遇到大鍛件頻繁報廢的“下馬威”。

一個看似簡單的壓力容器圓柱形筒體,400多噸的核1級大鍛件制造、馬鞍型焊縫焊接等制造環節已超出當時國內最大設備制造能力和制造業工藝水平?!凹夹g的突破就是0和1的區別,為了打破制造瓶頸,我們甚至跨行業探索,多次聯系航天領域的教授、行業內專家召開研討會?!笔瘝u灣公司原設計采購部負責人韓建成回憶。華能最大化發揮業主主導作用,走進鍛件廠,歷時2年持續推動澆筑鍛造工藝的探索,于2010年造出了第一個合格的核電大鍛件。

然而大廈之成,非一木之才,這只是高溫氣冷堆示范工程設備制造的冰山一角。主氦風機、金屬堆內構件、碳堆內構件、石墨堆內構件、燃料元件……每一個關鍵設備都有幾十個世界性技術難題亟待解決。華能瞄準美好藍圖,探索產學研結合模式,主動引領核電關鍵設備尋求突破。

“國之重器”蒸汽發生器是示范工程設計和制造難度最大的核島主設備,在國內屬于首次設計和制造,其結構復雜、材料特殊,各工藝環節都已觸及國內制造能力極限,不斷考驗著華能項目團隊的抗壓能力。但誰也沒想到這一抗就是10年。2019年,這個重達420噸的龐然大物才運抵示范工程現場。

遲到的“大家伙”將高溫氣冷堆的建設推向了新的高度,華能人一鼓作氣聯合數百家企業將先進核電技術產業鏈一點一點拼接起來,實現設備制造國產化率93.4%。

自主建設,安裝好才能運轉

“今天是個好日子,心想的事兒都能成!”2012年12月9日,伴隨著歡快的音樂,水泥攪拌車往核島基坑的鋼筋上注入了第一罐混凝土。兩度因外部因素被暫停的示范工程再次重啟。為了保障工程順利建設,石島灣公司2009年接受了中國核能行業協會首個同行評估;2013年又再次開展土建施工階段同行綜合評估完善工程管理體系;2014年發布《工程建設質量工藝手冊》,制作工藝樣板,明確了工程工藝要求;2015年啟動安全生產標準化達標評審工作;2016年高水平通過電力安全生產標準化一級達標評審。

隨著核島廠房和汽輪機廠房拔地而起,600多噸重、25米長的壓力容器和卸料管穿過間隙只有25毫米的建筑孔洞,也穩穩坐落到核島中心?!斑@是示范工程關鍵設備的第一吊,也是當時國產最大噸數的起重機最重的一吊?!碑敃r負責示范工程安裝建設的石島灣公司副總經理張愛軍說。干完這個張飛穿針的技術活,示范工程建設進入全面安裝階段。

“我深深感到責任重大,使命光榮?!奔瘓F公司副總經理王文宗在2017年示范工程現場指揮部會議上,接過總指揮的接力棒感嘆到??吹胶藣u上萬份設計變更,他夜不能寐,意識到要建成示范工程還有很多事要做?!稗k法總比困難多,”他說:“在確保安全的前提下,我們要像‘鐵人’那樣,有條件要上,沒有條件創造條件也要上?!弊鳛槭澜缡锥?,示范工程建設“沒有條件”比“有條件”的時候多。

堅定信念的華能人白天奔走一線,監督質量、組織溝通、巡視安全、開展驗收;晚上挑燈夜戰,鉆研圖紙、研究方案,將幾千個設備精準安裝到了現場。

2019年底,工程接到命令,核島電纜敷設需整改,要從捆綁密實的纜槽中回抽電纜,再按新的標準重新敷設,安全風險極大。雪上加霜的是,2020年的新冠疫情,讓整改進度進一步面臨延期風險??晒こ探ㄔO等不起!石島灣核電公司黨委書記周亮果斷召集公司調試、運行、維修、工程、設計采購等領域近200多名黨員干部成立黨員突擊隊,進入攻堅前沿陣地。從冬季到夏季,從密布的支架間、低矮的溝道里、黑暗的豎井里到狹窄的高空橋架上,歷經100多個日夜奮戰,2020年7月22日,貫穿核島多個區域、縱橫數千個橋架、總長382公里、共計6712根電纜的敷設提前3天完成。

打贏如此艱巨的攻堅戰,像一記響鼓重錘,振奮了廣大參建者的士氣。國內首次進口氦氣閥門自主檢修、國內首次核電廠二回路化學清洗、隔膜壓縮機缺陷處理等難題被逐一攻克。2020年,示范工程先后完成了雙堆“三殼組對”、主氦風機安裝、核島電纜敷設等一系列攻堅任務,年度計劃全部如期實現,為工程調試奠定了堅實基礎。

自主培育,上場干才有實力

核電產業快速發展,隨之而來的是關鍵技術人員的結構性短缺,為了自主培育核心專業人才隊伍,自2008年起,華能連續3年從核電廠、火電廠、高校招收了近200名生產備員,在清華大學200號培訓基地開展高強度培訓。

但如果按照已有核電操縱人員培養路徑要求,若不及時制定科學合理的培養路徑,這些預備操縱員們就無法按期獲得執照派上用場。

“我們的路還很長……”走出國家能源局操縱人員資格審查委員會會場,石島灣公司總經理胡守印心情沉重。在這次會議上,高溫氣冷堆示范工程操縱人員培訓議題仍未獲得正式認可。

現有基礎理論培訓是否有效?正在進行的操縱員培養路徑是否得到認可?路該怎么走?一時間大家陷入彷徨。但立志要做高溫氣冷堆操縱人員培訓標準制定者的華能人怎么會輕易放棄。

華能的自主培育并未因此有絲毫停滯,預備操縱人員在10兆瓦高溫氣冷試驗堆上實習,借鑒在運核電站管理經驗搭建起來的管理體系開始在堆上驗證操作。期間,部分管理人員和優秀預備操縱員還赴國外核電廠學習核電管理理念。漫長的等待看到了曙光,在國家標準《操縱人員執照考核》中,高溫氣冷堆操縱員考試內容赫然在列。高溫氣冷堆示范工程首批操縱人員培訓大綱、操縱人員運行培訓教材、考試題庫也陸續批準發布,一條科學高效的操縱人員培養路徑終于得到行業認可,操縱人員培養工作最終進入正常有效模式。

經過13年的培養和磨練,2021年2月,華能迎來了高溫氣冷堆示范工程首批預備操縱員,其中26人獲頒高級操縱員執照、62人獲頒操縱員執照。同年8月,示范工程取得核設施運行許可證,操縱員無縫對接進入帶核運行操作狀態。

自主調試,發出電才算勝利

2020年7月25日,示范工程宣布全面進入調試階段。這是石島灣核電強化業主主導責任改革重塑后的全新亮相,也是示范工程建設者向最艱難挑戰進發的莊嚴宣示。集團公司黨組副書記、工委主任王森宣布高溫氣冷堆示范工程“聚力攻堅杯”勞動競賽啟動,更把石島灣調試攻堅推向高潮。

2020年7月創新完成國內首次核電廠二回路化學清洗;2020年9月在外方技術人員遠程指導下完成電磁軸承動態懸浮試驗,主氦風機實現功能可用;2020年10月開創國內超大容積、高氣壓系統試驗的先例,采用氣壓試驗的方式完成首堆“冷試”;2021年3月創新采用并行試驗方法完成“雙冷”“雙熱”聯合調試;2021年8月創新采用“輔助電鍋爐+啟動過熱氣+三聯控調節”的方式完成汽輪機非核沖轉試驗……

調試越到最后,難度越大?!盀槭裁匆??因為我們的調試任務非常艱巨!現在工程建設處在以生產為中心的調試運行狀態,我們要高度重視安全,按照生產期的要求完成剩余的工程建設工作?!焙穗姽緢绦卸?、黨委書記張濤為石島灣擰緊了弦,開足馬力,全速前進。石島灣公司總經理胡守印、黨委書記周亮帶領領導班子成員帶上“攻堅督導”紅袖標,領銜成立專項攻堅組掛牌督戰。不僅發揮各自專長突破攻堅,還沖在前、干在前,4小時輪一班,無縫銜接守護一線。公司成立首次并網攻堅“3+3”指揮協調小組,負責協調日常主線工作,組織各領域專業人員開展重要生產活動文件獨立核查,提前識別和糾正問題,進行獨立監督,保證各項重要生產活動安全可靠開展。中層干部主動認領安全責任區,深入現場開展安全巡查,全力以赴保駕護航。攻關組、突擊隊紛紛成立,員工們精神抖擻聯合作戰,共同推動示范工程現場捷報頻傳。

張濤深信“打勝仗靠兩個結,一個是總結,一個是團結?!痹谑痉豆こ态F場,調試、運行、維修人員、核安全監督人員在一線攻堅,清華大學、西安熱工院、華能核能院專家現場助陣。項目團隊分析技術攻關難點,積累高溫氣冷堆標準化建設經驗,創新組建了ERCG設備可靠性跨專業合作小組,開展風險識別、技術支持、可靠性績效提升工作,為首次并網成功提供了強大支撐。

“報告董事長,高溫氣冷堆示范工程目前已完成此負荷下運行評價試驗,示范工程并網成功?!?/span>

喜訊傳來,工程現場的每一個人眉梢掛著曙光,眼里裝滿希望,不禁激動得鼓起掌來。

十四年的風雨兼程,將華能石島灣核電人磨練成為高溫氣冷堆示范工程的中流砥柱,推動實現了第四代先進核電技術的“中國引領”。

目前,石島灣2號反應堆并網發電前的各項試驗正在有序進行,2022年年中有望實現雙堆商業運行。自立自強的華能人將高溫氣冷堆技術一步步從“實驗室”帶向世界。

承前啟后、繼往開來,自立自強的科技發展道路、綠色低碳的能源發展道路已經鋪開。篳路藍縷不忘初心使命的華能人堅信:只要想干,就能干成!

文字:石島灣公司 陳美岑 房崇強 孫文湛 劉權甲


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