发挥设计优势,助力田湾建设

2021-06-07


6月2日22时06分,在江苏田湾核电站6号机组的主控室里,大屏幕上计时器数字已然归零,现场总指挥庄严宣布:“田湾核电站三期工程6号机组100小时满功率连续试运行,顺利通过!” 现场响起了热烈的掌声和欢呼声。
田湾核电站三期工程6号机组具备商业运行条件,标志着由中国能建东北院负责常规岛及其BOP设计的田湾核电站三期工程(5、6号机组)全面建成投产。在工程建设过程中,东北院始终坚持“安全第一、精心设计、优质服务”的方针,充分发挥核电常规岛方面的设计优势,为打造自主研发水平高、安全性强、技术指标先进的核电工程奠定了坚实基础。

精巧设计,提升机组出力

田湾核电三期工程采用我国自主研发1000兆瓦等级M310+改进型压水堆核电机组,是我国二代加核电机组的主力机型。经过大亚湾核电站、岭澳核电站等工程实际和多项重大技术改进,目前改进型M310技术已经成为国内自主化水平高,安全性、经济性都很成熟的核电技术方案。
然而,根据核电机组单机功率不断增大的发展趋势,原设定的单机功率已经不能满足未来发展要求。如何提高核电机组发电功率,增加核电站投产后的经济效益,成为了摆在东北院项目团队面前的一个难题。
“通过仔细论证主机选型方案,系统研究M310+堆型的启动、运行、功率等方面的特点,我们大胆提出将原三缸四排汽方案改为采用四缸六排汽方案,实现机组增容。”东北院项目经理范占凯介绍说。
项目团队通过参考比较国内其他M310机组,提出取消STR蒸汽转换系统和设备,使用汽轮机高压缸排汽作为辅汽主要供汽源的设计方案。相较原设置STR方案,单台机组出力增加约1250千瓦,两台机组每年增加供电收益约680万元。优化了低压加热器疏水回收方案,增设疏水冷却段,成功使低压加热器疏水温度大幅降低,单台机组出力增加约1300千瓦,两台机组每年增加供电收益约700万元。
经过一系列试验和考核,三期工程单台机组出力增至1118兆瓦,切实提高了机组的综合效率和经济性能。

精细管理,加强设计质量

“安全是核电建设的核心要义。管理上做精,技术上做细,质量上做好。东北院通过制度保障质量控制,通过实践总结设计经验,有效提升了核电设计的精细化水平和设计成品质量。”东北院副总工程师石磊介绍说。
为了充分借鉴同类型机组的设计经验,项目团队制定了经验反馈分析跟踪的管理规定,对以往核电工程的经验反馈、设计变更单、技术澄清单等进行认真分析总结,建立了近200条经验反馈跟踪记录,确保了以往工程好的设计经验在工程中得到应用,有效避免了相似问题在工程中重复出现。
该工程全面采用三维设计,从源头上制定了三维设计原则,对核电站常规岛内所有大大小小的设备、管道、阀门、电缆、开关、房间、门窗等等,都进行数据建模,出图深度大大加强。设计成品从公司、核电工程部、各专业三个层面把关,按月进行碰撞检查并形成报告发给相关专业,项目管理人员对碰撞检查报告发生的问题进行跟踪落实。通过以上努力,优化了厂房布置,减少了设备管道碰撞问题,确保核电设计成品质量安全可靠。
核电设计的接口纷繁复杂,东北院与核岛设计院及主辅机厂等业主单位共建立了接口多达1049条。为提高接口管理的效率和水平,项目团队实施了接口提醒制度和重点接口催要制度,接口工程师每月在月初、月中及月底将接口提醒发送给各专业主设人,督促跟踪接口的交换情况;对于厂家接口资料延误打开及延误回复的,项目管理人员每周都要统计各专业急需的接口资料并与中国核电工程有限公司采购部沟通,由采购部向设备厂家催要,必要时通过正式传真形式催要接口资料。一系列的举措,确保了接口管理专业性更强,协调、管理更加有效。

精心服务,保障机组建设

核电站的建设周期长、标准高、难度大。田湾核电三期工程5号机组2015年12月27日开工,2020年9月8日具备商运条件;6号机组2016年9月7日开工,2021年6月2日具备商运条件。在此过程中,东北院组建了专业化的现场服务团队,积极配合现场的各项试验和调试工作,为两台机组的顺利投产提供了有力支持。
“田湾5、6号机组建设周期多次调整,最终确定为57个月,这与同类型核电机组相比,应该说建设速度是非常快的。”东北院工地总代表宋玉萍介绍说,“为此,我们安排设计人员加班加点,确保常规岛设计图纸文件提交满足现场施工需求。现场服务团队配合解决常规岛设备制造及现场安装过程中出现的各类技术问题,确保项目所有里程碑节点按期完成。”
现场服务团队涵盖了土建、机务、水工、电控等多个主要专业,他们常驻现场,全过程参加了土建、安装、调试、装料、临界、并网等重大工程节点。特别是2020年发生新冠疫情以来,服务团队更是积极转变工作方式,采用微信、电话、邮件、视频会议等方式,积极开展“云”办公、“云”会议,在复工复产后第一时间赶赴现场,配合业主、施工单位、监理、调试等部门及时处理各类问题,在特殊时期保障了现场的调试进度。服务团队先后参与完成了1000余项调试和100余项的试验,确保工程安全、可靠、经济、环保,多次获得业主好评。
核电作为清洁能源,在我国能源战略中一直占据着重要地位。田湾核电站三期工程建成投产后,与传统燃煤发电相比,相当于每年减少燃烧标准煤约520万吨,等效减排二氧化碳约1356万吨,减排二氧化硫约4.5万吨,相当于种植超过3.4万公顷森林,对进一步优化我国能源结构,提高核电技术自主创新能力,实现“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标都有着重要意义。
田湾核电三期工程是东北院完成M310堆型的常规岛设计的首个核电设计工程。他们还涉猎VVER 、M310、AP1000和“华龙一号”等核电堆型,并积极开发储备四代核电(高温气冷堆等)和小堆技术,开展东北区域核能供热厂址普选工作,在国内核电常规岛设计领域始终保持着领先地位。
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