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(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位與國(guó)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(guó)核電建設(shè)能走上健康持續(xù)發(fā)展的道路，國(guó)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(yíng)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(guó)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(guó)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(kù)、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(guó)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(wú)本質(zhì)上的區(qū)別。我國(guó)幾個(gè)主要的電力設(shè)計(jì)院已經(jīng)具備了600 MW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(guó)內(nèi)電力設(shè)計(jì)部門自主承擔(dān)完成了秦山一期300 MW機(jī)組常規(guī)島設(shè)計(jì)任務(wù)，目前正開展秦山二期600 MW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(guó)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和慣例組織進(jìn)行，目前工作已接近完成。
與國(guó)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(guó)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(kù)系統(tǒng)，其中工程數(shù)據(jù)庫(kù)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(gòu)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(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的理解和比較。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的A／E公司與國(guó)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(guó)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(guó)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(gòu)、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(duì)工程實(shí)施全方位的控制，有職、責(zé)、權(quán)，對(duì)外代表公司對(duì)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(gòu)、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(kù)系統(tǒng) 龐大適用的工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、參考文檔數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)系統(tǒng)正在建立和積累，但適用于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的工程數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(duì)國(guó)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(duì)國(guó)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)(System Design) 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(kù)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(kù)，所采用的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件也僅適用于國(guó)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(guó)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(gòu)
規(guī)范書 由專門的部門、人員和程序來(lái)完成，對(duì)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(gòu)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(wú)專門的采購(gòu)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(duì)較簡(jiǎn)單。 安裝、調(diào)試、
運(yùn)行文件 有較強(qiáng)的文件編寫能力。 基本無(wú)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(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位的資源、經(jīng)驗(yàn)和能力的局限性，選擇一家國(guó)際著名的工程公司進(jìn)行合作設(shè)計(jì)可更有效地借鑒國(guó)外先進(jìn)的管理手段，設(shè)計(jì)技術(shù)以及信息財(cái)富，有利于國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位在較短的時(shí)間內(nèi)盡快趕上國(guó)際先進(jìn)水平。
在選擇國(guó)外合作伙伴時(shí)要注意在電站工程設(shè)計(jì)方面，國(guó)際上流行著兩種不同的模式，在這兩種模式中，工程公司所起的作用也不同。
3.1.1 美國(guó)模式
a)設(shè)備制造商僅負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和提供直接由其制造的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)俗稱主機(jī)供應(yīng)商；
b)工程公司在電站的成套設(shè)計(jì)、工程管理、采購(gòu)、工程服務(wù)(土建、安裝、調(diào)試運(yùn)行、維修)等方面起著非常大的作用，并且有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
3.1.2 歐、日模式
a)設(shè)備制造商不但能負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和提供直接由其制造的產(chǎn)品，對(duì)主廠房?jī)?nèi)的工藝系統(tǒng)也有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)和成套能力；
b)一般不請(qǐng)獨(dú)立的工程公司協(xié)助其進(jìn)行輔助系統(tǒng)的成套設(shè)計(jì)；
c)其工程設(shè)計(jì)力量是屬于設(shè)備制造商的一部分，所提供的工程設(shè)計(jì)總是與公司的設(shè)備緊密聯(lián)系在一起，屬專門化的設(shè)計(jì)。
3.1.3 選擇美國(guó)模式的優(yōu)勢(shì)
筆者認(rèn)為，如創(chuàng)建合資的工程公司，則采取美國(guó)模式更為有利，主要因?yàn)椋?/p>
a)從工程的觀點(diǎn)看，美國(guó)模式無(wú)論是設(shè)備制造還是電站設(shè)計(jì)均十分接近我國(guó)傳統(tǒng)的、成熟的火力發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐，雙方合作容易找到共同一致的基礎(chǔ)。
b)美國(guó)的工程公司總是獨(dú)立于設(shè)備制造之外，具有和多家廠商合作的經(jīng)驗(yàn)，因而在電站設(shè)計(jì)方面，增強(qiáng)了靈活性，減少了局限性，可增強(qiáng)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院的應(yīng)變能力。
c)在主設(shè)備的招標(biāo)評(píng)標(biāo)過程中，唯有美國(guó)模式的工程公司才能公允地同參與競(jìng)爭(zhēng)的各供貨商進(jìn)行評(píng)判。若選擇了歐洲某設(shè)備貨商合作，將使自己陷入“唯一性”，而失去了“靈活性”和“公允性”。
d)美國(guó)工程公司由于其在工程項(xiàng)目中的地位和作用，積累了非常豐富和廣泛靈活的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)提高國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位的水平有利。
e)一般而言，美國(guó)公司在提供技術(shù)轉(zhuǎn)讓方面，持相對(duì)比較開放的態(tài)度。
3.2 BOP工程設(shè)計(jì)模式
可按嶺澳核電項(xiàng)目現(xiàn)有的模式，繼續(xù)擴(kuò)大國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的份額，把設(shè)計(jì)自主化推上一個(gè)新臺(tái)階。
4 結(jié)語(yǔ)
大型商業(yè)核電站的自主化設(shè)計(jì)是設(shè)備國(guó)產(chǎn)化制造的基礎(chǔ)，也是我國(guó)核電建設(shè)走上持續(xù)健康發(fā)展道路的關(guān)鍵。在核電站常規(guī)島及電站輔助設(shè)施自主化設(shè)計(jì)方面，我國(guó)已積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)，建立了一定的能力。通過技貿(mào)結(jié)合，以核電建設(shè)項(xiàng)目為依托，以組建中合作的工程公司為實(shí)施主體，在6臺(tái)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)組的建設(shè)過程中，將設(shè)計(jì)責(zé)任逐步由外方轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位，進(jìn)而全面實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自主化是完全必要和完全可能的。
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