2018年4月8日(rì),秦山核電(diàn)30萬千瓦機組的主(zhǔ)控室裏(lǐ)出現從未有過的(de)“神奇”一(yī)幕:兩圈盤台全部(bù)被(bèi)拆除,這(zhè)個曾經為(wéi)慶祝(zhù)中國大陸第一座核電站並網發電而沸騰(téng)的大房間,如今空空如也。“消失了,拆(chāi)空了,整個屋子是‘一馬平川’。”118大修(xiū)的大修經理吳佑聰回憶道。
不(bú)久後,另一幕“神奇”景觀在這裏發(fā)生:新的主控盤台全部安裝(zhuāng)完成。“看外觀和之前基本沒有不同,特別熟悉的老員工可能發現報警牌的顏色有細微差別,但內在其實完全變了,達(dá)到了新的標準的要求。”
“換腦手術”背後的艱(jiān)辛
上述(shù)曆程,是秦山核電(diàn)30萬千瓦機組第十(shí)八次換料大修(簡稱118大修)的一項重要改造——主(zhǔ)控盤台改造(zào)的主(zhǔ)要內容。這一改造相當於核電站的(de)一次“換(huàn)腦手術”,是國內核電廠的首(shǒu)次實踐。
牽一發而動全身,換掉的當然(rán)不隻是兩圈盤台,與之成體係的儀表(biǎo)控製櫃、報警機櫃等140多(duō)個櫃子全部要換掉,接口必(bì)須一一對(duì)應,路徑設計不容有誤,技術難度空前高。“對原來的設備要非常了解。要查閱(yuè)過去(qù)的一些資料,它原來的(de)接口都是什麽樣的,包括它的體積、走線等等。”中核核電運行管(guǎn)理有限公司副總經理、大修總指揮劉崇都說,“必須非常精確,任何一個地方考慮不周(zhōu)全,後邊就沒法彌補了。”
做“換腦手(shǒu)術”,手(shǒu)術對象雖然不活動,但仍需要(yào)維(wéi)持“電站”基本的“生命體征”。在核電(diàn)站的主控盤台改造期間,雖然停堆,但(dàn)乏燃料係統等還必須保持運作,為此(cǐ)工(gōng)作人員在拆除盤台前在另外一個房間投運了一個(gè)臨時(shí)盤台作為替代,以(yǐ)維持最小化的功能。
核電站大修分為十(shí)年大修、五年大修、年度大修、短大修等。這台“換腦(nǎo)手術”所屬的118大修除了(le)按照規劃開展十年大修相關(guān)維修、試驗及變更改造工作外,還結合機組運行許可證延續(xù)(OLE),實施了主控(kòng)盤台(tái)改(gǎi)造、常規島設備更新改造、穩壓器安(ān)全端焊縫600合金堆焊等11項重特大變更改造,並增加實施了多項(xiàng)國家核安全(quán)局要求的在役檢查(chá)項目、緊固件(jiàn)更(gèng)換項目。整個大修共計完成檢修項目(mù)15500餘項,而一般的十年(nián)大(dà)修隻有8000餘項。
118大修自今年2月26日10時55分開始至8月16日22時05分結束,分為兩個階(jiē)段:第(dì)一階段是機組解列至正式並網,在7月27日20時27分結束;第二階段是為期(qī)21天的並網後調(diào)試工作,以8月16日(rì)22時05分機組升負(fù)荷至(zhì)滿功率為結束標誌。大修總計劃工期179天,實際工期171.5天,提前7.5天。
關鍵路徑要求24小時作業。從早上七八點鍾開始幹(gàn)活,直到晚上十一二點,中間隻有短暫(zàn)的吃飯休息(xī)時間。“吵架(jià)是經常的,比如關於參數調(diào)整,有的人有不(bú)同看法,但都是為了解決問題(tí),最後能統一步調。大家(jiā)其實都很可愛。”吳(wú)佑聰說。在主(zhǔ)控盤台改造接線過程中(zhōng),一(yī)天,他夜裏12點下班(bān)乘電梯,看見有個女員工太過疲勞,靠著電梯睡著了。但第二天早(zǎo)上這位(wèi)女(nǚ)員工還是照常上班了(le)。
在汽(qì)輪機控製係統的調試中,因廠家的產(chǎn)品(pǐn)不能完全匹配(pèi),工作遲遲(chí)沒有推進(jìn)。大修以(yǐ)來長時間(jiān)高強度的工作,也讓大家太過疲憊而有(yǒu)些(xiē)麻木。調試會上,討(tǎo)論半天沒(méi)有個所以然。秦一廠廠(chǎng)長、大修執行副指揮沙鬆幹忍(rěn)不住了:“都說沒事沒事,那為什麽狀態還一直停留在這裏?每個人還是要立足於本職工作(zuò),發揮(huī)自己的力量主動(dòng)擔當往前推(tuī)進。現(xiàn)在這個事可不是(shì)能今天不幹明天幹的!”會後(hòu),大家又重新打起精神幹活,直至將障礙一一排除(chú)。
機組延壽的路總有人要走
作為中國大陸第一座自主開(kāi)發、自行(háng)設計、自行建造和運營管理的核(hé)電機組,秦山核電30萬(wàn)千瓦(wǎ)機組自1991年12月15日並網發電,至今已(yǐ)安全穩定運行近(jìn)27年。2007年秦山核電30萬千瓦機組創造了連續運行469天的優異業績,2014年又創造了18.12天國內核電大修最短工期紀錄,機組在世界(jiè)核電運營者協(xié)會(huì)(WANO)對全(quán)球(qiú)核電機組的綜合指數排名中(zhōng)的(de)名次也逐年上升,2017年(nián)秦山核電30萬千(qiān)瓦機組(zǔ)WANO綜(zōng)合指數為100分,排名(míng)世界第一。
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事實(shí)上,秦山(shān)核(hé)電30萬千(qiān)瓦機組(zǔ)的“新陳代謝”一直在進行。每年投入技改資金數千(qiān)萬元,平均每年完成技改項目130多項。通過這(zhè)些(xiē)改造,電站係統和設(shè)備的可靠性有(yǒu)了(le)很大的提(tí)高,秦山核電30萬千瓦機組從一個原型堆(duī)變成了安(ān)全穩定運行的商用堆(duī)。
經濟效益也得到了提高。通過反複論證和持續不斷的自主技術改造,機組額定功率從31萬千瓦提升到32萬千瓦。在118大修完(wán)成後(hòu),功率進一步提(tí)升到35萬千瓦(wǎ)。
此外,OLE的費用低於新建核電廠的投資,而且其初始投資(zī)成本在原許可證有效期內已經(jīng)攤銷完畢,延(yán)續運行能夠獲得較高的投資收(shōu)益比。據估算,OLE總投資9.8億元(含安全評估)左(zuǒ)右,延續運行20年,不僅可以贏得退役經費,也為退役工程的技術研究爭取了時間。
安全水平也進一步提升。通過OLE工程改造,解決了機組PSR弱項,同時(shí)在係列熱態功能測試中解決(jué)了機(jī)組改造前主泵二(èr)次側(cè)給水主/旁閥自動切換功(gōng)能、發電機自動並網功能、甩負荷等問題。其中4次甩(shuǎi)負荷試驗(兩次100%功率、兩次50%功率)全部一次成功。OLE工程改造後(hòu)的機組更加安全、更加高效、標準更高,秦山核電30萬(wàn)千瓦機組“重新煥發青春”。
不同於一般人想象的是,給(gěi)核電站做“大手術”的難度並不亞於(yú)新建一座核電站。“新建是(shì)在白紙(zhǐ)上繪藍圖,118大修是(shì)在現有空間裏(lǐ)做手術,後(hòu)者更艱難、更複雜。”中核核(hé)電(diàn)運行管理(lǐ)有限公(gōng)司黨委副書記、副總經理曹水林說(shuō),“隨著核電站的發展,必(bì)然要經曆許可證延續和退役的過程,這個過程總得有人走(zǒu),秦山核電當仁不讓。這是積累經驗(yàn)、為國爭光。”
完(wán)善我國核電(diàn)的整個發展體係,掌握全過程的經驗,是秦山(shān)核電OLE最大的意(yì)義。“經驗的傳承(chéng)對核電行(háng)業來說(shuō)格外重(chóng)要,”沙鬆幹說,“秦山核(hé)電站從30萬機組以來薪火相傳,現在更要把高標準建立(lì)起來,不(bú)能(néng)把代價(jià)留給後人。”
多方驗(yàn)證延壽可行性
因為(wéi)與機組運行許可證延續相結合,118大修成為(wéi)了一(yī)場前所未有的大修。118大修所實施的改造,雖然(rán)不是OLE要求的全部,但(dàn)卻完成了最重要的部分。後續兩次(cì)大修(xiū)中還將(jiāng)進行剩餘(yú)的改造項(xiàng)目(mù)。
秦山核電30萬千瓦機組進行設備變更是常態。目前壓力容器是最不能更換的設備,它的壽命決定(dìng)了核電站的壽(shòu)命。經過關鍵設備的老化實際(jì)狀態評估,結果表明秦山核電30萬千瓦機組的壓力容器、主泵、安全殼等都處於良好狀態,OLE機組關(guān)鍵設備結構完整性是有保障的,從技術上確保了秦山核(hé)電30萬千瓦機(jī)組許(xǔ)可(kě)證(zhèng)延續的可(kě)行性。
設備的評估是一個長(zhǎng)期的過程。以壓力容器的材料為例,從製造廠(chǎng)開始製造的時候,各個(gè)工藝環節都有一些樣(yàng)品同步做出來。壓力容器到位後,樣品放在壓力(lì)容器內(nèi)部,離(lí)堆芯更近,受堆內環境影(yǐng)響更大(dà),然(rán)後定期取出來進行檢測。“一個花盆或一輛汽車能夠用(yòng)多少年,不是非得等哪一天散架了壞掉了才得出結論。設(shè)備的狀態要(yào)通過試驗去(qù)驗證(zhèng),根據一些標準去認定。”沙(shā)鬆幹說。
秦山核電30萬千瓦機組的設計壽命為30年,根據國家核安全局運行許可證(zhèng)延(yán)續的相關要求,相關手續正在履(lǚ)行當(dāng)中(zhōng)。
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