趙琰韶

（中電投電力工程有限公司，上海200000）

核電廠常規(guī)島與火電廠汽機(jī)廠房建設(shè)工期比較

趙琰韶

（中電投電力工程有限公司，上海200000）

核電廠的常規(guī)島廠房和火電廠汽機(jī)廠房內(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工期的影響，從而說明核電工程建設(shè)的特殊性，有利于在后續(xù)施工過程中科學(xué)合理地確定工期。

常規(guī)島；火電廠；工期

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

1 概述

從發(fā)電原理來看，核電廠的常規(guī)島廠房和火電廠汽機(jī)廠房內(nèi)的設(shè)備大同小異，核電廠是以核反應(yīng)堆來代替火電廠的鍋爐，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，來加熱水變成蒸汽，從而推動汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，從汽輪發(fā)電機(jī)組方面來看貌似并無太大的不同。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、廠房布置等各方面綜合原因?qū)е碌摹?/p>

目前，根據(jù)國內(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)。論文通過對核電廠及火電廠類似部位進(jìn)行工期對比分析，說明核電工程建設(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 工期對比及分析情況

核電廠普遍建設(shè)工期較長，以同樣的1000MW機(jī)組為例，核電廠常規(guī)島廠房從澆筑第一罐混凝土（FCD）開始至汽輪機(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)組火電廠汽機(jī)廠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種電廠設(shè)計(jì)理念的不同[1]，下面試從各個(gè)方面分析核電廠常規(guī)島廠房與火電廠的不同。

2.1 設(shè)計(jì)理念的影響

毫無疑問，核電廠常規(guī)島與火電廠發(fā)電機(jī)組都將安全運(yùn)行放在首位，但核電廠更將安全運(yùn)行放在壓倒一切的地位。因?yàn)橐坏┌l(fā)生核泄漏事故，其影響是長期的，影響范圍也是世界性的，因此，核電廠在設(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、廠房布置、廠房結(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，廠房結(jié)構(gòu)需要考慮的抗震等級提高。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)組選型對比表

從表1可見，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；火電廠的設(shè)備選型具有長期成熟的經(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)，末級葉片長度比全速機(jī)更長，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的排汽濕度超過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，每臺機(jī)組增加了2臺汽水分離再熱器，在高壓缸和低壓缸之間對蒸汽進(jìn)行除濕和再熱，是火電廠所沒有的設(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，需要核電廠常規(guī)島地下室更深、更大，土建工程量也隨之增加。

2.3 廠房工程量的差別

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，核電廠常規(guī)島廠房尺寸必將比火電廠尺寸增大。AP1000核電機(jī)組常規(guī)島廠房尺寸為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)廠房尺寸為80m×33m，混凝土量21000m3，鋼筋量6300t。（注：僅對比汽輪機(jī)廠房混凝土及鋼筋量，含地下室、汽機(jī)基座，不含地基處理?；痣姍C(jī)組以公用廠房的工程量除以2計(jì)。）

從上述對比可見，核電廠常規(guī)島廠房的土建工程量大致是火電廠汽機(jī)廠房的2倍，并且核電廠常規(guī)島采用單元制布置，即每臺機(jī)組的主廠房是獨(dú)立的，彼此不連接，而火電廠為運(yùn)行管理方便，2臺或幾臺機(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，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]。

由于核電廠的安全級別要求比火電廠高出許多，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，過程檢查控制方面需要的時(shí)間、人力也會相應(yīng)增加，同樣規(guī)模的1000MW核電廠建設(shè)管理人員通常是火電廠的3～5倍。

3 結(jié)論

經(jīng)過上述對比分析可以看出，核電廠常規(guī)島中布置的設(shè)備雖然在發(fā)電原理上同常規(guī)火電廠基本相同，但由于核電的特殊性和安全級別方面的高度要求，造成核電常規(guī)島廠房從設(shè)計(jì)開始就比火電廠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比火電同類型機(jī)組建設(shè)工期較長的客觀事實(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).核電廠與常規(guī)火電廠的比較[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2009 (10):85-89.

【2】王晗丁，周濤.核電站與火電廠汽輪機(jī)參數(shù)及熱力系統(tǒng)的比較分析[J].中國電力教育，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，河南南陽人，工程師，從事火電工程建設(shè)管理與研究。