核電廠(chǎng)常規(guī)島與火電廠(chǎng)汽機(jī)廠(chǎng)房建設(shè)工期比較

趙琰韶

（中電投電力工程有限公司，上海200000）

核電廠(chǎng)常規(guī)島與火電廠(chǎng)汽機(jī)廠(chǎng)房建設(shè)工期比較

趙琰韶

（中電投電力工程有限公司，上海200000）

核電廠(chǎng)的常規(guī)島廠(chǎng)房和火電廠(chǎng)汽機(jī)廠(chǎng)房?jī)?nèi)的設(shè)備原理基本相同，但建設(shè)工期差別較大。論文試從各方面分析二者的不同及各因素對(duì)工期的影響，從而說(shuō)明核電工程建設(shè)的特殊性，有利于在后續(xù)施工過(guò)程中科學(xué)合理地確定工期。

常規(guī)島；火電廠(chǎng)；工期

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.010

1 概述

從發(fā)電原理來(lái)看，核電廠(chǎng)的常規(guī)島廠(chǎng)房和火電廠(chǎng)汽機(jī)廠(chǎng)房?jī)?nèi)的設(shè)備大同小異，核電廠(chǎng)是以核反應(yīng)堆來(lái)代替火電廠(chǎng)的鍋爐，以核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量代替煤燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能，來(lái)加熱水變成蒸汽，從而推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，從汽輪發(fā)電機(jī)組方面來(lái)看貌似并無(wú)太大的不同。但二者建設(shè)工期相差較多，這是由設(shè)計(jì)理念、設(shè)備選型、廠(chǎng)房布置等各方面綜合原因?qū)е碌摹?/p>

目前，根據(jù)國(guó)內(nèi)“十三五”規(guī)劃能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的整體部署，核電機(jī)組建設(shè)將穩(wěn)步上升，火電機(jī)組大量停建、緩建，清潔能源所占比重將大大提高，不可避免地將會(huì)有一批電建行業(yè)人員從火電建設(shè)轉(zhuǎn)入核電工程建設(shè)。論文通過(guò)對(duì)核電廠(chǎng)及火電廠(chǎng)類(lèi)似部位進(jìn)行工期對(duì)比分析，說(shuō)明核電工程建設(shè)的特殊性，避免在核電建設(shè)中盲目套用火電建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)開(kāi)展施工管理，有利于下一步電建行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2 工期對(duì)比及分析情況

核電廠(chǎng)普遍建設(shè)工期較長(zhǎng)，以同樣的1000MW機(jī)組為例，核電廠(chǎng)常規(guī)島廠(chǎng)房從澆筑第一罐混凝土（FCD）開(kāi)始至汽輪機(jī)具備進(jìn)汽條件，建設(shè)工期為39～43個(gè)月，實(shí)際施工中受各種因素影響常常滯后完成。而常規(guī)的1000MW機(jī)組火電廠(chǎng)汽機(jī)廠(chǎng)房從澆筑第一罐混凝土至汽輪機(jī)具備進(jìn)汽條件，建設(shè)工期為23個(gè)月，實(shí)際施工中經(jīng)常能夠提前2～3個(gè)月完成。

造成工期方面巨大差別的直接原因主要是工程量方面的差別和管理要求的嚴(yán)格程度，但究其根源，最深層次的根本原因是2種電廠(chǎng)設(shè)計(jì)理念的不同[1]，下面試從各個(gè)方面分析核電廠(chǎng)常規(guī)島廠(chǎng)房與火電廠(chǎng)的不同。

2.1 設(shè)計(jì)理念的影響

毫無(wú)疑問(wèn)，核電廠(chǎng)常規(guī)島與火電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組都將安全運(yùn)行放在首位，但核電廠(chǎng)更將安全運(yùn)行放在壓倒一切的地位。因?yàn)橐坏┌l(fā)生核泄漏事故，其影響是長(zhǎng)期的，影響范圍也是世界性的，因此，核電廠(chǎng)在設(shè)計(jì)上必須嚴(yán)格確保安全，一切設(shè)計(jì)都要為安全服務(wù)。而火電廠(chǎng)在一定程度上需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性方面的因素。

在保證安全的設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)下，核電廠(chǎng)的設(shè)計(jì)冗余度增加較多，主要體現(xiàn)在蒸汽參數(shù)、設(shè)備選擇、廠(chǎng)房布置、廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)、施工管理要求等各個(gè)方面，汽輪機(jī)設(shè)備需要考慮核島內(nèi)部相關(guān)設(shè)備的安全性、耐久性，廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)需要考慮的抗震等級(jí)提高。這些都在不同程度上增加了施工工作量。

2.2 設(shè)備選型的不同

設(shè)計(jì)方面的指導(dǎo)思想直接體現(xiàn)在主設(shè)備選擇方面，下面以AP1000核電機(jī)組與常規(guī)超臨界1000MW火電機(jī)組為例進(jìn)行比較。

表1 AP1000核電機(jī)組與常規(guī)超臨界1000MW火電機(jī)組選型對(duì)比表

從表1可見(jiàn)，造成各項(xiàng)差異的原因主要源于兩者設(shè)計(jì)理念的差異，即核電廠(chǎng)強(qiáng)調(diào)運(yùn)行安全，效率讓位于安全，蒸汽參數(shù)的選擇需要考慮核島壓力容器、主泵、蒸發(fā)器等關(guān)鍵設(shè)備的安全性和耐用性，壓力和溫度不能提高太多，通常使用飽和蒸汽；火電廠(chǎng)的設(shè)備選型具有長(zhǎng)期成熟的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，可采用高轉(zhuǎn)速、高參數(shù)的主設(shè)備，通常使用過(guò)熱蒸汽，并且從亞臨界、超臨界到超超臨界，各項(xiàng)參數(shù)隨著技術(shù)進(jìn)步不斷提高，追求更高的熱效率，提高經(jīng)濟(jì)性。

由于蒸汽參數(shù)的區(qū)別造成設(shè)備選型的不同，受到影響最大的設(shè)備是汽輪機(jī)和凝汽器等，主要區(qū)別有如下幾點(diǎn)。

1）核電汽輪機(jī)的級(jí)數(shù)少并且不設(shè)中壓缸，低壓缸做功比例增大，高壓缸為雙流結(jié)構(gòu)。

2）核電汽輪機(jī)出口蒸汽流量增大，為提高汽輪機(jī)組極限功率通常選用半速機(jī)，末級(jí)葉片長(zhǎng)度比全速機(jī)更長(zhǎng)，并采用多排氣結(jié)構(gòu)，汽輪機(jī)尺寸也相應(yīng)增大，安裝工程量勢(shì)必隨之增加[2]。

3）核電使用飽和蒸汽，在高壓缸做功后高壓缸末級(jí)的排汽濕度超過(guò)14%，如直接進(jìn)入低壓缸將產(chǎn)生汽蝕、水錘，大大縮短汽輪機(jī)組的使用壽命。因此，每臺(tái)機(jī)組增加了2臺(tái)汽水分離再熱器，在高壓缸和低壓缸之間對(duì)蒸汽進(jìn)行除濕和再熱，是火電廠(chǎng)所沒(méi)有的設(shè)備，也相應(yīng)增加了安裝工程量。

4）蒸汽流量較大，相應(yīng)的凝汽量增加，造成核電機(jī)組的凝汽器尺寸、容積相應(yīng)增加。凝汽器高度比火電機(jī)組平均高出4m，平面尺寸也相應(yīng)增大，需要核電廠(chǎng)常規(guī)島地下室更深、更大，土建工程量也隨之增加。

2.3 廠(chǎng)房工程量的差別

由于各方面綜合因素導(dǎo)致核電機(jī)組的汽輪機(jī)相關(guān)設(shè)備尺寸均比火電機(jī)組更大，為了安放相應(yīng)的設(shè)備，核電廠(chǎng)常規(guī)島廠(chǎng)房尺寸必將比火電廠(chǎng)尺寸增大。AP1000核電機(jī)組常規(guī)島廠(chǎng)房尺寸為120m×42m，混凝土量43000m3，鋼筋量13000t；相應(yīng)的超臨界1000MW火電機(jī)組汽機(jī)廠(chǎng)房尺寸為80m×33m，混凝土量21000m3，鋼筋量6300t。（注：僅對(duì)比汽輪機(jī)廠(chǎng)房混凝土及鋼筋量，含地下室、汽機(jī)基座，不含地基處理。火電機(jī)組以公用廠(chǎng)房的工程量除以2計(jì)。）

從上述對(duì)比可見(jiàn)，核電廠(chǎng)常規(guī)島廠(chǎng)房的土建工程量大致是火電廠(chǎng)汽機(jī)廠(chǎng)房的2倍，并且核電廠(chǎng)常規(guī)島采用單元制布置，即每臺(tái)機(jī)組的主廠(chǎng)房是獨(dú)立的，彼此不連接，而火電廠(chǎng)為運(yùn)行管理方便，2臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)組的汽機(jī)房和鍋爐房是相連的，在組織流水施工時(shí)更具有便利性，在建設(shè)工期方面會(huì)產(chǎn)生明顯的差別。

2.4 施工管理的要求

工程建設(shè)階段，為了滿(mǎn)足核安全法規(guī)要求，建設(shè)安全可靠、質(zhì)量合格的核電廠(chǎng)，需要采取大量的組織措施、合同措施、核安全文化建設(shè)措施等來(lái)確保施工質(zhì)量，需要建立完善的質(zhì)量保證體系和監(jiān)督體系，保證運(yùn)行期間的安全[3]。

由于核電廠(chǎng)的安全級(jí)別要求比火電廠(chǎng)高出許多，因此，相應(yīng)的質(zhì)量控制措施更加嚴(yán)格，在施工中對(duì)質(zhì)量控制程序和質(zhì)量控制點(diǎn)的設(shè)置、檢查、執(zhí)行等步驟均有所不同，過(guò)程檢查控制方面需要的時(shí)間、人力也會(huì)相應(yīng)增加，同樣規(guī)模的1000MW核電廠(chǎng)建設(shè)管理人員通常是火電廠(chǎng)的3～5倍。

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)上述對(duì)比分析可以看出，核電廠(chǎng)常規(guī)島中布置的設(shè)備雖然在發(fā)電原理上同常規(guī)火電廠(chǎng)基本相同，但由于核電的特殊性和安全級(jí)別方面的高度要求，造成核電常規(guī)島廠(chǎng)房從設(shè)計(jì)開(kāi)始就比火電廠(chǎng)增加了大量的工程量，再加上施工期間QAQC管理方面的嚴(yán)格要求，一系列相互影響的綜合因素最終造成核電對(duì)比火電同類(lèi)型機(jī)組建設(shè)工期較長(zhǎng)的客觀(guān)事實(shí)。

因此，目前相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)遵循科學(xué)規(guī)律，承認(rèn)核電工程施工管理的特殊性，避免“拿來(lái)主義”和“經(jīng)驗(yàn)主義”，在進(jìn)行工期設(shè)置時(shí)需要結(jié)合實(shí)際情況認(rèn)真分析邏輯關(guān)系和上游條件，科學(xué)合理設(shè)置切實(shí)可行的工期目標(biāo)。

【1】雷達(dá).核電廠(chǎng)與常規(guī)火電廠(chǎng)的比較[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2009 (10):85-89.

【2】王晗丁，周濤.核電站與火電廠(chǎng)汽輪機(jī)參數(shù)及熱力系統(tǒng)的比較分析[J].中國(guó)電力教育，2010(S1):662-664.

【3】邱忠恩.水電、火電、核電的綜合經(jīng)濟(jì)比較[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào),1990(3): 9-17.

Workshop Construction Duration Comparison Between CI of Nuclear Power Plant and Steam Turbine of Thermal Power Plant

ZHAO Yan-shao
(CPIPowerEngineeringCo.Ltd.,Shanghai 200000,China)

TheequipmentprincipleintheCIworkshopofthenuclearpowerplantisalmostthesameasthatofthesteamturbineworkshopofthe thermal power plant,but there is great difference in construction duration.This paper tries to analyze the difference between them and the influence from various factors on the duration,showing the particularity of nuclear power construction.It is good for fixing the duration scientificallyandreasonablyinthefollow-up constructionprocess.

CI;thermalpowerplant;duration

TM623

A

1007-9467（2016）10-0023-03

2016-09-30

趙琰韶（1984～），男，河南南陽(yáng)人，工程師，從事火電工程建設(shè)管理與研究。