核電站常規(guī)島及電站輔助設(shè)施自主化設(shè)計(jì)有關(guān)問題探

摘　要　論述了核電站常規(guī)島及電站輔助設(shè)施設(shè)計(jì)自主化的重要意義、目標(biāo)。在國內(nèi)設(shè)計(jì)單位與國際標(biāo)準(zhǔn)的工程公司能力差異比較的基礎(chǔ)上，提出了實(shí)施上述目標(biāo)的步驟和方法。

1　設(shè)計(jì)自主化的目標(biāo)

　　為使我國核電建設(shè)能走上健康持續(xù)發(fā)展的道路，國家有關(guān)主管部門明確提出必須實(shí)現(xiàn)核電發(fā)展的四個(gè)自主化。四個(gè)自主化中，核電工程設(shè)計(jì)自主化是基礎(chǔ)。只有做到設(shè)計(jì)自主化，才能實(shí)現(xiàn)工程管理、設(shè)備制造和電站營運(yùn)的自主化，進(jìn)而降低核電站的投資，降低核能發(fā)電的電價(jià)，我國的核電也才能得到快速地發(fā)展。

　　常規(guī)島及電站輔助設(shè)施(BOP)設(shè)計(jì)自主化的主要目標(biāo)是要通過技貿(mào)結(jié)合，以若干臺(tái)大型商用核電站的建設(shè)為載體，逐步全面建立大型商用核電站常規(guī)島和BOP的自主設(shè)計(jì)能力，并具備一定的研究開發(fā)能力。包括建立并完善整套規(guī)程、規(guī)范及程序文件，配套合適的設(shè)計(jì)／計(jì)算手段和方法，培育建立起一支合格的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，最終能由國內(nèi)工程公司或設(shè)計(jì)部門向建設(shè)單位提交合乎規(guī)程規(guī)范要求、質(zhì)量要求和進(jìn)度要求的整套設(shè)計(jì)文件和相關(guān)工程服務(wù)。

　　實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)自主化的步驟是：

　　a)在大型商用核電站的首兩臺(tái)機(jī)組的建設(shè)過程中，通過外方為主，中外合作設(shè)計(jì)，完成包括設(shè)計(jì)管理、設(shè)計(jì)規(guī)范、適用的計(jì)算機(jī)軟件和數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)的擬定、計(jì)算與優(yōu)化、施工圖設(shè)計(jì)技術(shù)以及各類工程文件編制在內(nèi)的全面技術(shù)轉(zhuǎn)讓；

　　b)3、4號(hào)機(jī)組的大部分設(shè)計(jì)責(zé)任轉(zhuǎn)移到中方，僅少量關(guān)鍵性技術(shù)責(zé)任仍由外方承擔(dān)；

　　c)5、6號(hào)機(jī)組由中方承擔(dān)全部設(shè)計(jì)責(zé)任。

　　考慮到我國核電站建設(shè)將走上系列化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的道路，除少量改進(jìn)項(xiàng)目之外，后4臺(tái)機(jī)組的重新設(shè)計(jì)工作量將大大減少。因此，1、2號(hào)機(jī)組設(shè)計(jì)技術(shù)轉(zhuǎn)讓的成功與否是設(shè)計(jì)自主化能否得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

2　設(shè)計(jì)自主化的現(xiàn)狀

2.1　常規(guī)島工程設(shè)計(jì)自主化現(xiàn)狀

　　從技術(shù)角度而言，核電站常規(guī)島與常規(guī)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)島之間并無本質(zhì)上的區(qū)別。我國幾個(gè)主要的電力設(shè)計(jì)院已經(jīng)具備了600MW級(jí)火力發(fā)電廠的設(shè)計(jì)資格，在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐方面，也已有了相當(dāng)?shù)姆e累。

　　在核電工程方面，國內(nèi)電力設(shè)計(jì)部門自主承擔(dān)完成了秦山一期300MW機(jī)組常規(guī)島設(shè)計(jì)任務(wù)，目前正開展秦山二期600MW級(jí)常規(guī)島工程設(shè)計(jì)工作。而嶺澳核電項(xiàng)目則在大型商業(yè)核電站常規(guī)島設(shè)計(jì)自主化方面邁出了第一步。通過與常規(guī)島供貨商的合作，國內(nèi)電力設(shè)計(jì)院具體承擔(dān)了常規(guī)島部分土建、工藝設(shè)計(jì)任務(wù)并完全承擔(dān)了相應(yīng)的技術(shù)責(zé)任。整個(gè)設(shè)計(jì)工作按國際標(biāo)準(zhǔn)和慣例組織進(jìn)行，目前工作已接近完成。

　　與國際標(biāo)準(zhǔn)的工程公司(A／E公司)相比，我們至少應(yīng)在以下幾個(gè)方面通過國際合作，從技術(shù)轉(zhuǎn)讓中獲取相應(yīng)的能力，才能真正談得上設(shè)計(jì)的自主化。

　　a)項(xiàng)目管理的能力，包括項(xiàng)目管理隊(duì)伍的組成和工作程序的建立等；

　　b)適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)(硬件和軟件)以及配套的工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其中工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是問題的關(guān)鍵；

　　c)接口控制能力，包括接口的預(yù)見性和確立、控制等；

　　d)系統(tǒng)的計(jì)算擬定和優(yōu)化(指工藝、電氣、儀控等主要系統(tǒng))；

　　e)設(shè)備采購規(guī)范書的編制能力；

　　f)施工、安裝、調(diào)試和運(yùn)行文件的編制能力；

　　g)國際通用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的理解和比較。

　　國際標(biāo)準(zhǔn)的A／E公司與國內(nèi)設(shè)計(jì)單位(CDI)能力差異比較見表1和表2。

2.2　BOP設(shè)計(jì)自主化

　　國內(nèi)設(shè)計(jì)院已基本具備了BOP設(shè)計(jì)自主化的能力。特別是在嶺澳核電站項(xiàng)目中，國內(nèi)設(shè)計(jì)院與業(yè)主的經(jīng)驗(yàn)和能力相結(jié)合，除個(gè)別系統(tǒng)由于商務(wù)、系統(tǒng)小成套等因素導(dǎo)致工藝設(shè)計(jì)由外方承擔(dān)外，已全面實(shí)現(xiàn)了包括工程管理、采購、設(shè)計(jì)(工藝設(shè)計(jì)和土建設(shè)計(jì))等各個(gè)環(huán)節(jié)的自主化。

表1　工程管理能力差異表

項(xiàng)目A／E公司CDI
項(xiàng)目經(jīng)理能對工程實(shí)施全方位的控制，有職、責(zé)、權(quán)，對外代表公司對項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量、工期和費(fèi)用三大控制，擁有項(xiàng)目組內(nèi)部人力調(diào)度和收入分配的權(quán)力。主要從技術(shù)協(xié)調(diào)角度組織管理項(xiàng)目設(shè)計(jì)，基本沒有人員調(diào)配、費(fèi)用控制和收入分配的權(quán)力。項(xiàng)目三大控制職責(zé)主要由生產(chǎn)處室實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致項(xiàng)目技術(shù)、工期、費(fèi)用職責(zé)不清。
項(xiàng)目管理隊(duì)伍有專責(zé)的項(xiàng)目經(jīng)理工作班子，職能包括項(xiàng)目的計(jì)劃，設(shè)計(jì)管理協(xié)調(diào)，商務(wù)、會(huì)計(jì)、質(zhì)保、預(yù)算、采購、合同等與項(xiàng)目實(shí)施有關(guān)的各個(gè)方面。不健全的項(xiàng)目工作班子，依靠生產(chǎn)處室實(shí)現(xiàn)管理的職能。
工作程序建立行之有效的工作程序并按程序辦事，工作人員的個(gè)人表現(xiàn)基本能與公司體系運(yùn)作的有效性進(jìn)行適度的分離。以工作經(jīng)驗(yàn)和工作慣例為基礎(chǔ)，工作程序不健全或不受重視，行政命令仍為主要工作手段之一。
工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)龐大適用的工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫、參考文檔數(shù)據(jù)庫等，有利于建立快速報(bào)價(jià)體系，電站優(yōu)化設(shè)計(jì)和提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量，降低工程投資。工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正在建立和積累，但適用于國際標(biāo)準(zhǔn)的工程數(shù)據(jù)庫基本是空白。
質(zhì)保體系正常運(yùn)作的質(zhì)保體系和較強(qiáng)的質(zhì)保意識(shí)。體系類似，運(yùn)作的有效性和穩(wěn)定性正常。
接口控制有豐富的接口控制經(jīng)驗(yàn)，專門的管理程序和管理人員對接口的預(yù)見性和控制能力有待加強(qiáng)。

表2　工程設(shè)計(jì)能力差異表

項(xiàng)目A／E公司CDI
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對國際通行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有廣泛深入的了解，并運(yùn)用于工程實(shí)踐。對國際通行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的了解和使用有待加強(qiáng)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(SystemDesign)有較強(qiáng)的系統(tǒng)計(jì)算、分析、設(shè)計(jì)、選型和優(yōu)化的能力，有豐富的計(jì)算機(jī)軟件。有一定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析計(jì)算能力，但仍以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和引進(jìn)設(shè)計(jì)為主，應(yīng)變能力不強(qiáng)，適用計(jì)算機(jī)軟件不夠。
安裝設(shè)計(jì)
(設(shè)備、管道、
電纜等)有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)布置、力學(xué)分析、支吊系統(tǒng)設(shè)計(jì)、材料和型號(hào)選擇的經(jīng)驗(yàn)和能力，有適用的參考數(shù)據(jù)庫支持，具備了3D模型設(shè)計(jì)能力。有豐富的設(shè)備、管道、電纜等設(shè)計(jì)布置的經(jīng)驗(yàn)和能力，掌握了3D模型設(shè)計(jì)能力，但缺乏適用的數(shù)據(jù)庫，所采用的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件也僅適用于國內(nèi)工程。
土建設(shè)計(jì)成熟的結(jié)構(gòu)計(jì)算與設(shè)計(jì)。與國外設(shè)計(jì)能力大致相當(dāng)，但大型動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)的力學(xué)分析計(jì)算有待加強(qiáng)。
設(shè)備采購
規(guī)范書由專門的部門、人員和程序來完成，對各主要發(fā)電設(shè)備主、輔機(jī)供貨商比較了解，所編設(shè)備采購規(guī)格書內(nèi)容比較全面(包括商務(wù)、技術(shù)、材料、質(zhì)保、包裝、運(yùn)輸安裝、服務(wù)等各方面內(nèi)容)。無專門的采購部門，以過往工作經(jīng)驗(yàn)為主，以編寫技術(shù)規(guī)格書為主，內(nèi)容相對較簡單。
安裝、調(diào)試、
運(yùn)行文件有較強(qiáng)的文件編寫能力�；�本無經(jīng)驗(yàn)，能力有待提高。

3　工程設(shè)計(jì)模式

3.1　常規(guī)島工程設(shè)計(jì)模式

　　為了要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自主化，必須最大限度地參與核電站的設(shè)計(jì)和管理實(shí)踐活動(dòng)，只有參與才能掌握，只有干才能學(xué)會(huì)，只有敢于承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)才能取得勝利。

　　由于國內(nèi)設(shè)計(jì)單位的資源、經(jīng)驗(yàn)和

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