三門核電站范文
時間:2023-03-22 14:16:10
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篇1
【關鍵詞】AP1000;核電站;常規島;技術管理
0.引言
浙江三門核電站是國家首先確定的建造國際上最先進的第三代核電技術的廠址之一,其核島供應于2004年9月正式向國際招標,于2007年2月正式確定采用美國西屋聯隊的AP1000核電技術,其常規島部分采用三菱-哈動設備。三門核電廠健跳廠址規劃建設容量為6臺百萬千瓦級核電機組,一次規劃、分期建設。一期工程建設規模為2×1251MW機組,設計壽命為60年。我公司主要承擔一期工程常規島及BOP的安裝施工任務。
浙江省火電建設公司三門核電項目施工技術室作為項目技術管理的歸口管理部門,其主要職責是主持項目各專業技術活動,協調處理各項技術問題,并負責項目對外的技術聯系、協調等工作。其目的是通過積極貫徹國家電力建設技術標準和管理制度,嚴格執行業主和公司的技術管理制度,以技術措施為保障,科學規范地進行管理,力保施工安全、質量和進度控制穩定有序。
綜合考慮各項影響因素,三門核電廠常規島施工技術管理主要有以下特點。
1.堅持四個凡事,重點在落實
結合核電的技術要求和核安全文化編制管理程序、工作程序及施工方案,通過落實、宣貫、技術交底等措施,統一工藝標準、技術要求和施工規范。做到核電質保的“四個凡事”即:凡事有章可循、凡事有人負責、凡事有人驗證、凡事有據可查。先后編制了《圖紙會檢管理程序》、《技術交底管理程序》、《焊接過程管理程序》、《施工過程控制管理程序》、《焊接工藝評定管理程序》、《開工報告管理程序》、《工作程序、施工方案的編制管理程序》、《現場技術澄清及設計變更管理程序》、《現場材料代換管理程序》、《現場二次設計管理程序》等施工技術相關的管理程序。前期策劃并形成了“圖紙催交計劃”、“設備催交計劃”、“適用國家標準、規范清單”、“施工方案和工作程序編制計劃”、“過程控制策劃表”、“設備安裝過程拍攝計劃”、“施工工藝標準示范手冊”、“焊接分項工程一覽表”等文件。對于各施工方案及工作程序,按具體內容劃分為一般方案、重要方案及重大方案,分別采取不同層次的編制、審核、批準模式。各項管理要求及計劃策劃內容重點宣貫、定期檢查,確保落實到位。
2.強化圖紙會審,熟悉施工接口界限、設計分工界限、設備供貨界限
AP1000核電技術作為國際上最先進的第三代核電技術,三門核電廠作為全球首個三代核電技術示范工程,整個工程的設計是以美國西屋公司為首的聯合團隊共同完成的,設計團隊主要包括美國西屋公司、美國紹爾公司、上海核工程研究設計院、日本三菱重工、華東電力設計院等。在我公司承擔的一期工程常規島及BOP施工范圍內的施工圖紙,涉及到上述所有設計單位,圖紙來源廣泛,各施工圖紙設計風格迥異、接口眾多。同時,不同于以往常規火電項目各系統由一家設計單位獨立完成,三門核電廠多數工藝系統由一家設計院來做系統設計、多家設計院分工完成施工圖紙。而對于某些連接核島廠房與常規島廠房的工藝系統,又存在多家施工單位共同完成的情況,這些系統中的設備、管道、閥門等由三門核電業主、核島承包商、常規島承包商三方多家共同供貨。這樣的情況對于布置于常規島廠房的核島14個系統(即NI14個系統:是指本應布置于核島廠房,因廠房空間受限而布置于常規島廠房的14個系統)尤其普遍。因此,加強圖紙會審,熟悉施工界限、設計分工界限、設備供貨界限,了解各個系統的接口,顯得非常重要。針對上述特殊情況,我們積極參加各種設計交底會,工程施工協調會,設備供貨盤點會,加強外部技術溝通、內部技術管理,將各技術問題在工程施工前盡量解決,推動整個工程的進展。
3.汽輪發電機廠房為半地下式建筑物、多層布置,設備眾多,拖運方案需統籌考慮
三門核電常規島汽輪發電機廠房為半地下式建筑物,廠房按六層布置,地下兩層,地上四層。各層相對標高分別為FL-16.05m、FL-7.5m、FL0m、FL8.5m、FL15.5m、FL23.2m。且不同于其它核電站的是,在汽輪發電機廠房與核島輔助廠房之間,增設了一個五層的混凝土構筑物,與汽輪發電機廠房相連,稱之為汽機房第一跨,主要用于布置NI14個系統的設備。該跨各層相對標高分別為FL-7.5m、FL0m、FL5.4m、FL10.7m、FL16.2m,軸線跨度為7682mm。整個汽輪發電機廠房結構復雜、空間緊湊,在0m層及其以下,布置有眾多的設備,與常規火電廠相比,增加了設備拖運的困難。因而在這些設備安裝之前,必須要結合其安裝位置及整個廠房的結構,整體規劃每個設備的拖運通道。
經過統籌規劃,對于汽機房地下結構內布置的設備,主要通道有四條:1.汽機房擴建端0m層吊物孔;2.經汽機房擴建端0m層吊物孔吊至8.5m層,通過高壓缸基礎孔向下吊裝拖運;3.經汽機房擴建端0m層吊物孔吊至8.5m層,通過凝結水泵吊物孔向下吊裝拖運;4.經汽機房擴建端0m層吊物孔吊至8.5m層,通過#4樓梯口向下吊裝拖運(#4樓梯緩建)。如下圖1所示。
對于汽機房0m層設備,主要通道有四條:1.汽機房擴建端0m層吊物孔;2.汽機房F排外,T4~T5軸處臨時通道;3.汽機房第一跨外E~F排處臨時通道;4.汽機房A排外,T4~T7軸處臨時通道。如下圖2所示。
對于同一拖運通道上的設備,還必須考慮先后拖運順序,并將這一信息及時反饋給業主物資處,確保設備供貨滿足一定的邏輯關系,避免部分設備到貨后而不能及時拖運就位。
4.大件、重件設備多,要求配備大型起吊機械,并重點考慮設備運輸、拖運通道
三門核電廠二回路主蒸汽性能參數較低(設計壓力8.17MPa,設計溫度316℃),而電廠的最大電功率為1251MW,勢必主蒸汽流量很大,這樣造成了各輔助設備尺寸較大、重量較重。事實上三門核電廠多項設備的尺寸、重量均創造了世界之最。如除氧器水箱外形尺寸為(外徑×長度)為Φ4768×43617mm,重約250t,發電機定子外形尺寸為(長×寬×高)11.8×5.62×5.46m,重約445t。整個電廠中吊裝運輸困難最大、最復雜的屬凝汽器,AP1000凝汽器采用模塊化供貨,由膨脹節、將軍帽、凝汽器本體3部分共6塊組成,其中膨脹節整體重量約為45t,將軍帽由3塊組成,各部分重量為52t、19t、52t,凝汽器本體由2塊組成,每部分重量均為220t。組合完成后的凝汽器整體尺寸約為(縱向長度×上部橫向寬度×下部橫向寬度×高度)10×10×18×19.2m。
在整個核島廠房和常規島汽輪發電機廠房的地下四周,設計布置有綜合管廊,管廊內部布置有電纜橋架及全廠生活水管道、生產水管道和消防水管道等工藝系統,綜合管廊本體除覆土載荷外只考慮了20kN/㎡的地面均布載荷。而大件設備吊裝時必須要經過已完成的綜合管廊,吊裝時設備及車輛對地載荷大大超過了綜合管廊能承受的均布載荷,因而必須要考慮對綜合管廊進行加固。凝汽器的吊裝還必須占用部分變壓器區域場地,由于整個吊裝工期較長,會對電廠倒送電節點的按時完成帶來一定的影響。因此,我們綜合汽輪機廠房周邊區域的施工情況,重點考慮設備運輸、拖運方案,合理安排進度,完成了各項設備的吊裝就位。
5.重視工藝小管道、儀表管、小橋架的二次設計
三門核電一期工程設計院在進行施工圖紙設計時,對于口徑小于2寸的工藝小管道、明敷φ50以下的儀表管及200mm以下的小橋架均不出施工圖紙,而是由承包商根據現場實際情況進行二次設計。不同于以往常規火電模式,上述施工范圍在施工前,承包商必須先將二次設計圖紙,并報送監理、業主審核批準后才能指導現場施工。為了提高設計水平,我公司與華東電力設計院進行合作,采用設計院PDS三維軟件平臺模型,對三門核電常規島工藝小管道、儀表管及小橋架的布置進行二次設計。設計圖紙經過技術人員嚴格審核后,確定適用于現場施工的,及時上報監理、業主審核批準。批準用于施工的圖紙嚴格受控分發,并最終作為工程竣工資料的一部分組卷移交。
6.結論
目前,國內核電事業已進入快速發展的軌道,三門核電廠作為全面引進AP1000核電技術的自主化依托項目,三門核電廠的順利實施,將為后續國內陸續批量建設的AP1000機組積累寶貴的經驗。當前,三門核電廠#1機組常規島及BOP已全面進入安裝階段,逐步邁向施工高峰。正是因為重視施工技術管理,策劃當先,做精、做細、做實各項前期準備工作,順利完成了管理方指定的各項節點,取得了良好的效果。
篇2
在日本福島核泄漏事故發生后,世界各國對于核電站都持謹慎態度。本刊記者實地探訪三門核電站,揭開核電的神秘面紗。
核電站施工酷似“搭積木”
位于浙江省臺州市三門縣境內的三門核電站,是世界上第一座采用第三代核電技術AP1000的核電站。它使用了由美國西屋公司開發的AP1000技術,不僅安全性比第二代核反應堆提高百倍,而且壽命也延長了20年,達到60年。今年2月3日,本刊記者就探訪了這座正在興建當中的核電站。
換上特制的防砸皮鞋,穿上反光背心,戴上能顯示準入區域的安全帽,記者搭乘核電站專車,穿過一條隧道,來到位于海邊的三門核電工程現場。這里矗立著一個巨型的鋼制安全殼,殼體被巨大的塔吊包圍著,殼體外遍布腳手架。
“這就是核島,核反應堆主系統都在這里面。”三門核電站工作人員介紹說。
三門核電站采用“模塊化”的施工方法來建設,AP1000核電機組共有119個結構模塊和65個設備模塊。在運抵核電站施工現場之前,各個模塊可以在不同的工廠同時制造。而后,它們就可以在工地上像搭積木一樣拼裝起來,從而節約施工時間。
不過,想要搭好這些“給巨人玩的積木”,也需要起重能力超群的吊車助力。考慮到AP1000核電站建設過程中大型模塊和設備較多,三門核電站于2007年引進了當時全球起重量最大的履帶式大吊車。最大起吊能力達2358.2噸,可在100米起吊半徑上起吊500噸以上的重物,滿足施工中的起重需求。
第三代核電站強調安全
當三門核電站的施工進度穩步推進的時候,人們也不免有些擔憂:這座核電站的安全性究竟如何?或者說,假如發生自然災害或者工作人員操作失誤,它會不會成為又一個“切爾諾貝利”,讓核電站周圍的土地成為“廢土”?
“經常有人問我:‘核電站會像原子彈一樣爆炸么?’人們會提出這個問題,乃至談‘核’色變,恰恰反映出公眾核能科技知識的缺乏。”三門核電站工作人員說,“‘二戰’末期美國對日本廣島和長崎的核打擊,給人們留下了深刻的印象,也讓‘核’成為一個令人膽寒的詞。不過,雖然原子彈中的核裝料和核電站中的核燃料都含有鈾-235或钚-239,但它們的純度相差很大,前者高達90%以上,后者僅為3%左右,所以核電站不會像原子彈那樣發生核爆炸。這就好比是高度白酒和低度啤酒一樣,白酒因酒精含量高可以被點燃,而啤酒因酒精含量低,就不能被點燃。”
不僅如此,擔心中國的核電站變成下一個“切爾諾貝利”也同樣可謂多慮。這是因為中國的核電事業起步較晚,因此具有“后發優勢”,可以選擇更安全的反應堆堆型。而三門核電站采用的AP1000,屬于第三代核電技術,安全性更是大幅增強。舉例而言,以往核電站在發生事故時,很多應急措施需要由操作人員和工程技術人員在短時間內做出決斷,但人在巨大壓力下很容易判斷失誤,有可能導致核電站事故雪上加霜。因此,第三代核電站在保證安全方面,有意減少了“人”的因素。三門核電站使用的AP1000壓水堆,在發生事故后的72小時內,無需人工干預即可自動啟動安全系統,維持反應堆堆芯的完整性和乏燃料池的冷卻,從而為核電站的操作人員和工程技術團隊留出更長的決斷時間。
從三門核電站排出的冷卻水,也不像人們想象的那樣會帶有核輻射。三門核電站工作人員說:“三門核電站使用的AP1000壓水堆,其‘雙回路’的工作原理就保證了有輻射的水不會流向外界。在這個反應堆里,高溫高壓的一回路冷卻水把熱能帶出反應堆,并在蒸汽發生器內把熱量傳給二回路的水,使它們變為蒸汽,蒸汽推動汽輪機帶動發電機發電。這就好比說一回路是個熱水袋,里面的水有輻射;二回路是一臉盆水,這里的水被熱水袋加熱,但與熱水袋之間是隔絕的,因此臉盆里的水沒有輻射。至于從三門灣取得的海水,只是為了冷卻臉盆里的水,那么從核電站排回大海的水就更沒有輻射了。”
核電不應被“妖魔化”
盡管三門核電站采用的第三代核電技術已經極大地提高了安全性,但與“核”有關的諸多負面詞匯,比如“核泄漏”“核輻射”,早已隨著此前的歷次核事故深入人心,讓不少人對核電是否真正安全充滿疑慮。
自從前蘇聯在1954年6月建成奧布寧斯克核電站以來,人類利用核電站生產電能的歷史,至今已有將近60年。在這期間,人類共經歷了3次重大核事故,分別是1979年的美國三哩島核事故,1986年的前蘇聯切爾諾貝利核事故和2011年的日本福島核事故。
“這3起歷史上的核電站事故,各有其起因。每一次事故,都提醒人們關注此前設計、建設和管理核電站時忽視的一些問題,讓核電變得更為安全。”清華大學工程物理系副教授俞冀陽告訴記者。
俞冀陽介紹說,三哩島核事故開始于一次工作人員的錯誤操作,而后,由于一系列設備故障,以及緊急情況下其他工作人員的錯誤操作,使一次小的故障急劇擴大,造成了堆芯熔化的嚴重事故。幸運的是,由于主要的工程安全設施都自動投入,而且反應堆設有幾道安全屏障,因此沒有造成人員傷亡,對環境的影響也極小。在三哩島核事故之后,提高核電設備的質量和可靠性得到了全球核工業界的重視,最終催生了極為重視安全和可靠性的AP1000技術。
篇3
2010年1月26日,國家核電技術公司董事長王炳華早早出現在會議室。
西服、襯衫、領帶、皮鞋,不管在哪個場合看見他,幾乎都是這樣的正式行頭。這天王炳華還要求出席的公司人員也著正裝。會議規模很小,但對他來說卻很重要,他要總結匯報公司在過去一年的成敗得失。他精心準備了材料,并且為此專程去了一趟三門核電站。
2009年對王炳華來說,著實不平凡。
當年3月31日,采用美國西屋公司的核電三代技術APl000的中國三門核電站1號機組核島開始澆注第一罐混凝土,主體工程全面開工,引起全世界關注。
中國成了“第一個吃螃蟹的人”。此前,世界上還沒有建設和運營AP1000的先例,輿論紛蕓。
這是一次冒險。一旦成功,中國將成為陷入低潮的世界核電產業的領軍者。
而國家核電技術公司的使命是:代表國家引進并售讓三代AP1000技術,并通過消化吸收再創新,最終形成中國核電技術自主知識產權品牌。
國家發改委2009年11月26日的一份報告顯示,2008年,中國新核準14臺百萬千瓦級核電機組,核準在建的核電機組24組,總裝機容量2540萬千瓦,是世界上核電在建規模最大的國家。進入2009年,中國核電建設不斷加速,新項目、新訂單、新協議、新廠址接連出爐。
資料顯示,江西、湖南、湖北、四川、吉林、甘肅、河南、河北、重慶、遼寧等地都有核電項目處于醞釀之中,其中絕大多數都選址在內陸地區,有的省份甚至有五六個之多。
在四萬億刺激計劃的拉動下,核電作為國家力推的大項目,具有徹底改變一個城市經濟形態的能力,也被地方政府作為吸金噱頭。不少地方政府將核電項目作為“書記一號工程”。
而國家有關部門明確表示,要將內陸地區納入AP1000選址范圍。這給國家核電技術公司帶來了空前的市場。
為什么吃螃蟹
國家核電技術公司成立已三年多,一直處于爭論漩渦。
2006年12月16日,原國家發改委主任馬凱與美國能源部長博德曼共同宣布,美國西屋公司以第三代核電技術AP1000最終擊敗法國阿海琺集團,贏得了中國第三代百萬千瓦級核電招標。
但國內核電業界仍然爭議重重。焦點不在于是要引進美國的AP1000還是法國的EPR1000,而是到底要引進技術還是采用中國自主設計的CNP1000。
北京大學政府管理學院教授路風就措辭尖銳地說:“國外核電巨頭鯨吞著中國核電建設數百億美元的龐大蛋糕,我們自己擁有的核電技術知識產權卻被日益邊緣化。中國自主創新的道路,為什么在舉國上下齊呼的自主創新口號中越走越窄?”
曾任中核集團科技委常委的退休專家張祿慶則對本刊記者說:“AP1000是美國技術,為什么沒有一家美國公司愿意出頭吃第一只螃蟹?”
2009年3月,浙江三門核電站一期工程AP1000核電項目將全面進入工程建造階段。與此同時,許多省的核電項目計劃紛紛出現。
“國家核電自主化工作領導小組早已明確要求,內陸地區上核電,必須要上AP1000。這主要是考慮到內陸地區人口稠密,對核電站安全性有著更高的要求。”王炳華對本刊記者表示,“根據我國新的核安全標準法規要求,在核電站的放射性廢棄物排放限值方面,內陸核電只允許達到沿海的百分之一,而目前除了AP1000之外,其他堆型核電站很難達到這種要求。”
然而,許多內陸地區盡管早就開始規劃核電站,其項目卻是按照源自法國技術的二代改進型技術M310規劃設計的。比如湖南桃花江核電站,按照原來的規劃,2009年底就具備開工條件。MS10在國內已經應用較廣泛,目前沿海地區獲批的CPR1000就是從M310改進。這使內陸各省反應激烈。
“等沿海的4個依托項目搞完之后,就要向內陸發展了。”王炳華說,“在2010年底之前,湖南桃花江、湖北大畈及江西這三個項目完全具備正式開工的條件,我指的是在設計上,我搞了一套標準,這是基礎,結合廠址進行一些適應性設計就行了。”
“挨批1000”
越來越多的項目,使得王斌華的2009年越來越奔忙。他不僅要頻頻視察浙江三門和山東海陽的核電站建設情況,還要走訪國內外各供應商及合作伙伴。
“去年我們去各地和供應商企業開了100多次協調會,平均每月近10次,王總都親自出面。”國家核電技術公司副總經理馬璐說。
對于王炳華來說,核電是個嶄新的事業。在此之前,他任中電投總經理。
他每月至少去一趟浙江三門和山東海陽,主要有三件事:一是學習;二是幫助現場在關鍵時刻解決一些問題,承擔一些責任;第三件事就是要掌控,掌握和控制工程建設的進度。
自第三代核電自主化依托項目開工令以來,國家核電技術公司共設置了包括核島負挖、混凝土澆鑄、模塊就位等在內的關鍵里程碑節點目標22個,目前已經按計劃實現或提前實現18個。
王炳華說,AP1000項目已經將中國的裝備業水平整體提高了一個檔次。兩年來,國家核電技術公司與哈電、上電、東電、沈鼓、一重、二重、大重、大起、太重、寶鋼、太鋼和鞍鋼等國內裝備制造企業建立了緊密的合作關系,通過定期或不定期的高層協商機制和建立三代核電合格供應商機制。
“為AP1000做蒸汽發生器的一重和二重的工人都管它叫‘挨批1000’,因為二代蒸汽發生器的壽命是45年,且中途可以更換,三代蒸汽發生器的壽命是60年,且中間不能更換,這個要求太高。所以工人們做的時候常常覺得手都是抖的,一不小心就會出錯。”王炳華笑道。
他興奮地告訴本刊記者,二代改進型的國產化率只有89%,而三代AP1000的國產化率幾乎接近了100%。
新一輪核電浪潮中國將走在最前面
在消化引進AP1000的過程中,國家核電技術公司還在核電技術上有了許多突破。比如在世界上率先掌握了第三代核電AP1000的核島筏基大體積混凝土一次性整體澆鑄技術、核島鋼制安全殼成套技術、模塊設計和制造技術、主管道制造技術、核島主設備大型鍛件制造技術等五大核心關鍵技術。
以三門核電站為例,其混凝土澆灌采用了一次性澆鑄方式,僅僅用了不到50個小時就完成了,而傳統方式需要四五十天。這種革命性的工藝是美國人提出的要求,但是在美國還沒有采用過。
“我們做的本來就是史無前例的事。擔心是一種慣性思維,必須打破。老布什80歲生日還去跳傘,我們為什么不能學學人家的精神?”王炳華說。
但他也會感到焦慮,因為世界各國在新一代核電技術上都在賽跑。不久前,韓國APR1400核電技術中標阿聯酋的核
電項目,這件事給了他很大刺激。“韓國和我們的研發起步于同一時代,現在他們的APR1400都已經走出國門了,而我們的CAP1400(擁有自主知識產權的大型先進壓水堆核電技術)還在研發中。這個設備的成套轉讓費用是500億美元,你說中國得賣出多少雙鞋子才能賺這么多錢?”
“2017年CAP1400建不出來,不能發電,就拿王炳華試問!”他立了軍令狀。
引進AP1000中最為關鍵的技術轉讓工作也已經完成了34個文件包,其中包括TP1-8這個最核心的技術轉讓部分。當時在討論這個項目的時候,外交部表示過擔心,因為中美合作出現過一些問題,這個幾十億元人民幣的技術轉讓合同出問題怎么辦?
“現在即便是美國人撕毀合同,我們也可以把AP1000和CAP1400搞出來,完全沒有問題,我們采取的方式是前緊后松,你先把最核心的技術給我。”王炳華說。
現在的AP1000應該是AP1000’了。“為啥加撇呢,它已經有自主知識產權了。現在是西屋公司急于與我們合作,他們沒想到,中國在引進的同時會開展自主創新,把他們甩在了后面。”王炳華很興奮。
目前,CAP1400和CAP1700重大示范工程已經確定落戶威海。國家核電技術公司與華能組建了合資公司運作這項工程。
而中國在第三代核電技術上的突飛猛進也吸引了一位特殊的合作者――比爾?蓋茨。2009年11月,比爾?蓋茨專程率新公司泰拉能源造訪了國家核電技術公司。
王炳華告訴記者,蓋茨正在研究一個第四代新堆型“行波堆”,即“熱堆+快堆”。簡單來說,這種反應堆可以保持60年不換核燃料。蓋茨此行共有三個目的地,日本、中國和印度。在造訪完國家核電技術公司之后,他取消了印度之行。因為在中國,蓋茨與國家核電技術公司圍繞第四代核電技術交流簽署了技術交流合作諒解備忘錄。
“這是國家在策略上的成功。”王炳華說。
篇4
從海邊歸來,楊叔叔帶我核電站的鋪覽廳,還告訴我每個中國人最關注的是核安全性和實用性,原槍彈可以把一個城市給炸毀,三十年不能住人。假如你要住的話壽命減少一半以上。氫彈更牛一個氫彈就足夠把一個城市變成水蒸氣什么東西都沒有了。還有核能潛艇從中國一小時就到夏威宜海灘了,美國人最怕的也就是核能潛艇了。
嚇?完大廳之后我跟楊叔叔一起到體育館。我和我哥在打羽毛球,差未幾打了一小時,幾乎每一次都是我哥發球的。
不知不覺中就到了吃飯時間了,楊叔叔點了很多豐盛的飯菜,楊叔叔和邵叔叔跟每個人都干了3杯。
吃完飯后,楊叔叔送我們到海邊的沙灘上玩,讓我們在沙灘玩一個小時,我們在沙灘上比挖洞,望誰挖洞深誰就贏了。不知不覺中一個小時過往了,楊叔叔說:“我們該走了。”
篇5
【關鍵詞】 核電 問題 建議
2011年日本福島第一核電站發生7級核安全事故后,各國都開始重新審視本國核電建設中暴露的問題和發展策略。2011年3月16日國務院總理主持召開國務院常務會議,作出了立即組織對中國核設施進行全面安全檢查,切實加強正在運行核設施的安全管理,全面審查在建核電站以及嚴格審批新上核電項目四項決定。該決定表明,安全是核電的生命,我們必須吸取日本核危機的經驗教訓,認清我國核電發展形勢,認真查找和解決核電建設中存在的問題,保證我國核電事業健康、穩步向前發展。
一、我國發展核電的意義
目前核電已成為人類使用的重要能源之一,由于其具有不造成對大氣污染的特點,因此在國際社會越來越重視溫室氣體排放、氣候變暖的形勢下,積極推進核電建設工程,是我國能源建設的一項重要舉措。積極發展核電對于滿足經濟和社會發展不斷增長的能源需求,保障能源供應與安全,保護環境,實現電力工業結構優化和可持續發展,提升我國綜合經濟實力、工業技術水平都具有重要意義。
二、我國核電發展歷程和現狀
為保障核能的和平利用,上世紀70年代國務院作出了發展核電的決定,1983年確定了壓水堆核電技術路線,經過40多年的努力,我國核電從無到有,得到了長足的發展。目前我國投入商業運營的核電機組共計13臺,裝機容量1080萬千瓦,包括浙江海鹽秦山核電站、浙江海鹽秦山二期核電站及擴建工程、浙江海鹽秦山三期核電站、廣東深圳大亞灣核電站、廣東深圳嶺澳一期核電站、廣東深圳嶺澳二期核電站、江蘇連云港田灣一期核電站。
截至2010年底,我國已核準13個核電項目共34臺機組,核準規模3702萬千瓦。這些核電站大多位于東南沿海地區,包括浙江臺州三門核電站、浙江海鹽方家山核電站、山東海陽核電站、遼寧大連紅沿河一期核電站、廣東陽江核電站、廣西防城港一期核電站、福建寧德一期核電站、福建福清核電站等。此外,還有湖南益陽桃花江核電站、湖北咸寧大畈核電站、江西九江彭澤核電站、廣西紅沙核電站、安徽蕪湖核電站等近30個核電項目正處在前期籌劃或是等待核準當中。
“十二五”期間,我國將有30臺左右核電機組建成投產,我國核電總裝機容量將超過4000萬千瓦,核電年發電量將達到3200億千瓦時,核電占一次能源消費比重將達到2.2%。通過摸索實踐,我國在壓水堆核電站設計、設備制造、工程建設、運行管理和人才培養等方面已經形成了一定的能力,成為了世界上少數擁有比較完整核工業體系的國家之一。
三、我國核電發展面臨的主要問題
1、我國核電發展中長期規劃面臨調整的壓力
近年來受政策影響,國內地方政府和相關企業發展核電意愿強烈,核電規模快速擴張,從而在經濟性和安全性兩個方面都存在較大的風險。同時還引發了人力資源分配、燃料供應、核安全監管等方面的深層次結構性矛盾,進而威脅核電的建造質量和運行安全。
2、技術路線爭議問題
受此次日本核危機影響,我國核電二代、三代技術路線之爭又一次成為業界關注的焦點。在二代核電的安全性和經濟性已經滿足我國核電當前發展的需要,而三代技術尚不成熟的條件下,究竟該選擇何種技術路線,并保證其安全性與經濟性,是我國核電可持續發展的關鍵所在。
3、核電標準問題
核電標準作為核電技術和經驗的總結,是規范核電技術行為、保障核電安全可靠的有效手段,也是推動核電技術進步、引導產業健康發展的重要基礎。但因我國的核電標準體系尚不完整,不僅制約了我國核電的快速發展,也影響了我國核電“走出去戰略”的實施。由于引進了不同的技術路線,我國的核電站目前是多種堆型、多國標準并存,如采用了法國的RCC系列標準、美國的ASME標準以及俄羅斯、加拿大標準等。
4、核電人力資源短缺
目前不僅我國在加快發展核電站,美、法、韓等其他國家也熱衷于核電等清潔能源,全世界形成了急缺核工業人才的局面。此外,核電本身建設周期長,對各類專業技術和管理人才需求大,而我國核電人才儲備有限。在這種背景下,現有核電人力資源過量稀釋和無序流動,既難以滿足新建項目人才需求,又影響已開工項目建造質量,其結果是直接影響未來核電廠的運行安全。
5、核燃料問題
根據經合組織核能機構(OECD/NEA)與國際原子能機構于2010年7月的《2009年鈾:資源、產量和需求》(鈾紅皮書),全球已知可開采鈾資源總量為630萬噸,分布在43個國家。由于我國鈾資源勘查工作相對滯后,已探明儲量居世界第14位,現在正在開采的鈾礦主要位于江西、新疆、陜西和遼寧,累計產能約每年840噸,可滿足國內對天然鈾將近一半的需求,另一半則依賴進口,不能適應發展核電的長遠需要。此外,世界上已探明鈾資源絕大部分被發達國家分占,并由發達國家主導了世界鈾勘探開發的主要市場。由于鈾資源的戰略重要性和分布不均衡性,對其爭奪已成為包括中國在內的世界各國能源外交的核心內容。
6、核安全監管問題
核安全是核電事業的生命線,是國家安全的重要組成部分。但我國在監管核安全方面的基本法律《原子能法》卻長期缺位;對核設施安全、放射性防護以及處置放射性固體廢物等工作存在多頭監管現象。此外,目前我國核安全監管還存在人員少、技術手段落后、經費不足等問題。
四、解決問題的建議
1、合理調整核電中長期規劃
在“十二五”期間調整核電中長期規劃時,核電發展目標不宜定得過高。自“十一五”提出積極發展核電戰略以來,經過這幾年發展,核電在建和核準項目規模已突破2006年制定的規劃。為了防止一些地方和企業不顧客觀條件,過多過快開發核電項目,國家應當通過規劃調整國內外各方面對未來的預期,將2020年的運行裝機容量控制在7000萬千瓦以下,加上在建機組,總規模控制在1億千瓦左右。在規劃期內,國家應根據需要與可能,實事求是地安排建設規模和開工節奏,尤其對內陸核電站建設更要積極穩步推進。
2、堅持第三代核電技術路線
在調整中長期規劃時,必須堅持第三代技術路線。在這個方向下,關鍵是解決好從第二代過渡到第三代的時間問題。目前從美國西屋公司引進技術的,世界上首批4臺第三代AP1000機組正在我國三門核電站和海陽核電站建設,兩個電站首臺機組分別將于2013年8月和2014年2月并網發電。該機型什么時候能夠批量建設,主要決定于下面四個條件:一是首批項目投入運行一個燃料周期(約2―3年),技術性能得到驗證;二是要具備自主設計能力;三是設備國產化率要達到70%以上;四是經濟上三代與二代接近。所以現階段我國要做好三方面工作,一是充分利用已掌握的成熟技術、努力提高自主化水平,建造一批“二代加”的核電機組,滿足核電建設批量化建設的需要。二是把首批AP1000機組建設好,通過引進、消化、吸收和再創新開發自主品牌的第三代壓水堆核電站,再結合地方經濟實力逐步推廣。三是加快CAP1400等國家重大專項的研發與示范工程建設進程。
3、核電標準
目前我國核電標準基本滿足30―60萬千瓦核電機組的建設要求,現階段應立足于對現有標準進行修訂和完善,盡快形成二代改進型機組建設需要的標準,并著眼于我國三代機組建設和運行的長遠目標,爭取在“十二五”末期,基本建成適應國情、技術先進、統一完整的壓水堆核電廠標準體系,滿足實現我國核電自主發展的需要。為此,應采取的政策措施有:一是建立跨部門、跨行業的核電標準工作協調機制;二是充分發揮國內現有核能、電力、機械等標準化技術組織的作用,建立和完善核電標準體系建設工作制度;三是在政府有關部門的大力支持下,充分發揮核電設計、制造、建設、營運企業的主體作用;四是積極開展核電標準國際交流與合作。
4、核電人才培養
核工業作為知識密集型產業,人才是其長足發展的關鍵,為搞好人才規劃與核電發展規劃的銜接,需要做好四個方面的工作:一是借鑒法國等核電強國經驗,加強對高校有關核專業辦學的統籌規劃,建立完整的核工程專業教育體系;二是鼓勵核電企業與高校以“訂單+聯合”的模式合作培養核電人才,縮短新人積累實際經驗的時間;三是大力引進海外師資人才,在職稱、待遇等方面給予特殊政策,吸引并留住人才;四是與國外核電站建立姊妹電站關系,進而建立人才培養合作關系,實現核電人才在管理理念、專業技術上與國際接軌。
5、核燃料保障
目前國際上核電大國主要利用國際市場的鈾資源,通過購買天然鈾產品、進行海外開發、建立適當的鈾儲備體系等保障本國核電發展的需求。我國目前之所以已探明的鈾資源儲量不大的直接原因是我國鈾資源勘探開發的投入較少,至今尚有40%的國土面積未進行過鈾礦普查。因此,應借鑒國外經驗,逐步建立鈾勘探、采冶多元化投資體制,加大國內鈾資源勘探開發力度,統一核燃料引進渠道,積極開拓和利用國外鈾資源,建立國內生產、海外開發、國際鈾貿易三渠道并舉的天然鈾資源保障體系,從而促進我國核電發展需要的鈾資源得到保障。
6、核安全監管
我國作為國際原子能機構的成員國,已是世界上核電在建規模最大的國家,如何有效地開展核安全監管是一個無法回避的嚴峻挑戰。為此,應積極推動制定規范的《原子能法》,確立國家核安全局作為全國統一監管機構,其他行政主管部門配合的監管體制,加強行業準入、運行和應急管理等全流程安全監管機制建設,積極引入國際監督方式,加強監管機構和隊伍建設,推進信息公開和公眾監督工作。
總之,我國作為能源消耗大國和碳排放大國,在經濟增長的剛性需求和碳減排的雙重壓力下,大力發展核電是解決我國清潔能源長期短缺重要的戰略選擇。中國已向世界承諾,到2020年非化石能源占一次能源消費比重將達到15%左右,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。我們相信通過認真查找和解決核電發展中存在的問題,中國核電定將為這些目標的實現發揮重要作用。
【參考文獻】
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篇6
從上世紀80年代中期開始,中國先后引進了法國、加拿大、俄羅斯和美國的核電技術,中國核電一度被國際同行稱為“萬國牌”。
目前,國際核電業已為三代核電技術所主導,而國內核電業經過30年努力,目前已形成兩種自主研發的三代技術型號:“華龍一號”與CAP1400。前者脫胎于法國技術,后者脫胎于美國技術。
中國核電站的快速增長,也帶動了核電設備制造能力提升。二代+核電技術的核心供應鏈已經成熟,三代核電技術的設備制造難關,大部分也已被攻克。
但是,由于核電站審批速度跟不上設備制造擴張速度,核電設備的產能過剩已引發企業間的價格戰。另外,相比不確定的出口市場,全球最大的核電市場仍在中國。下一個五年,國內年均6個-8個核電項目的預期,更值得中國設備商期待。 懷胎30年的“華龍一號”
在中國核電起步的上世紀80年代中后期,中核集團自主設計建設了30萬千瓦容量的秦山一期核電站。但該技術路線后來被主動放棄,中國工程院院士葉奇臻曾告訴《財經》記者,秦山一期的反應堆與國際主流技術沒有接軌。
1994年5月正式投產的大亞灣核電站通過引進法國M310技術,成為國內首座百萬千瓦級商用核電站,并且直接催生了中廣核的誕生。大亞灣的建設,對中國大型商用核電站的發展產生了深遠影響。到2006年中國引進三代核電技術之前,國內核電企業主導的核電站開發,技術路線基本皆脫胎于M310。
中核集團的秦山二期與中廣核集團的嶺澳二期,是法國技術路線國產化的兩個標志性項目。秦山二期設計借鑒了大亞灣的標準環路設計,后來被學界視作“中國核電自主化建設的里程碑”。2004年,嶺澳二期項目被國務院列為“核電自主化依托項目”,這一項目的標志意義在于,中廣核集團借此推出了自己的首個核電技術品牌CRP1000。
不過,上述兩個項目本質均是對法國M310技術的引進改進,中方消化了法國技術,具備自主設計能力,在國內可以進行批量化建設。但是,根據中方與法方的技術引進合同,中方不具備獨立出口能力。
此后,在M310技術基礎上,中核與中廣核分別進行設計改進,在“十一五”期間上馬的一批核電站中大量應用了自主設計的改進型二代+技術。
福島事故之后,國務院要求新建核電機組必須符合三代安全標準,中核與中廣核隨后推出各自的三代核電技術型號ACP1000與ACPR1000+。
為了避免技術路線分散,2013年4月,在國家能源局主導下,中核與中廣核兩集團開始了各自三代技術的融合談判。2014年8月,融合方案獲得通過,融合后的三代技術,即為“華龍一號”。
“華龍一號”統一了關鍵的堆芯技術,采用中核集團的177組件堆芯設計,有別于M310的157組件堆芯設計。
在“華龍一號”的落地項目上,中核與中廣核采用的技術方案不完全一樣,安全系統的布置存在差異。
2015年5月8日,中核集團旗下首個采用“華龍一號”技術的項目――福清5號核電機組開工,宣告著這一技術型號正式落地。
從1987年引進法國M310技術到開工“華龍一號”,中國花了近30年時間。這期間,中國核電發展的速度并不穩定,研發力量分散到兩家央企。直到2014年,能源局以批準項目為條件強勢推動兩方融合,才促成“華龍一號”降生。 銜玉而生的CAP1400
2003年,時任總理批示:“發展核電,要采用世界先進技術,統一技術路線,不敢再走錯一步,不能照顧各種關系。”
經過三年的招標談判,最終美國西屋公司的AP1000技術戰勝法國阿海琺公司的EPR技術中標,被確定為中國三代核電技術的引進對象。隨后新的核電央企――國家核電技術公司成立,全面負責AP1000技術的引進和消化吸收。
原來隸屬于中核集團的上海核工程設計研究院,被劃給新成立的國家核電技術公司,任務是在AP1000基礎上研發CAP1400技術。據國家核電專家委員會主任陳肇博回憶,在引進技術的談判過程中,中美兩方達成協議,如中方自己開發的非能動大型壓水堆功率超過135萬千瓦,則中方擁有知識產權,可以對第三國出口。但對美國和日本出口,須與西屋公司合作。
功率達到135萬千瓦,成為上海核工院自主開發的關鍵指標。不過,談判中并未明確135萬千瓦是毛功率還是凈功率,這給后續工作帶來了曲折。
上海核工院院長鄭明光向《財經》記者介紹,2009年,西屋提出,中方設計的CAP1400,雖然毛功率達到135萬千瓦以上,但是凈功率只有128萬千瓦,因此不能承認中方具有自主知識產權。西屋認為,135萬千瓦的條件指凈功率,而中方認為是毛功率。
最后,上海核工院重新設計,堆芯功率從3730MW提升到4040MW,安全殼、蒸汽發生器、主泵、主管道等關鍵設備也重新設計,突破了135萬千瓦凈功率的限制,預期達到140萬千瓦。在核心的堆芯設計上,AP1000為157組件堆芯,而CAP1400為193組件堆芯技術。
2014年1月,CAP1400通過了能源局初步設計審查。同年9月,CAP1400初步安全分析報告獲得核安全局審評通過,這一安全審評啟動于2013年3月,歷時17個月,直接參與審評的專家學者有260多人,經30多次的對話、討論,共計提出并解答問題5000余個,前后形成了1000多個工作單,被視作國內范圍最廣和程度最深的一次核安全審評。鄭明光對《財經》記者說,目前CAP1400的施工設計已經完成80%,現場也早已具備開工條件。
不過相比于已經落地的華龍一號,CAP1400目前仍然在苦候項目核準。環保部核安全局有關人士向《財經》記者介紹,目前核安全局針對CAP1400項目的安全審評工作已經基本結束,評價報告基本準備完畢,只剩召開最后的專家委員會會議。但在國務院核準之前,核安全局無法發放建造許可證。
業內普遍認為,CAP1400重大專項在2015年內開工是大概率事件。 設備國產化爬坡
在中國核電發展初期,限于國內設備商的制造能力,設備國產化率并不高。大亞灣核電站的設備,幾乎全部進口。
國內設備商能力的突破始于最近十年。“十一五”期間,大批“二代+”技術機組批量上馬,使得國內設備商的制造能力得到了很大提升。在與核島相關的大部分關鍵設備上,已逐步實現了國內供貨。
遼寧紅沿河核電項目,是高層有組織地推進設備國產化的開端。中國機械工業聯合會原總工隋永濱在接受媒體采訪時稱,2006年4月,國家發改委在廣州召開了紅沿河核電項目設備國產化工作會議,決定以紅沿河項目為依托工程,以大型鑄鍛件和核級泵閥為突破口,通過聯合攻關,使依托工程項目的設備國產化率達到75%。
此后,陸續開工的寧德、福清、陽江、防城港等一批二代+技術的核電站,秉承了設備國產化的路線,國產化率不斷提高。正在施工中的陽江5號、6號機組,國產化率已經達到了85%。
這一輪設備國產化進程中,包括蒸汽發生器、反應堆壓力容器、冷卻主泵、堆內構件、控制棒驅動機構、主管道、汽輪機等核島與常規島的核心設備,均實現了國產化制造,二代+核電的核心供應鏈已經相當成熟。
核島設備的國產化,直接驅動了核電站建造成本的大幅下降。隋永濱舉例稱,上世紀90年代初期,我國進口核電壓力容器的成本大約是2.3億元至2.4億元,而目前國產壓力容器價格已經降到1.2億元左右。
隨著AP1000技術的引進,中國設備商又開始了新一輪追趕爬坡。在三代技術引進過程中,除了核電站相關的設計技術引進之外,西屋公司還聯合了EMD、斗山重工、SPX、安薩爾多等國外企業,進行了設備設計與制造技術的轉讓。
作為新技術的首批示范項目,西屋公司提出的嚴苛標準,一度讓國內設備商非常不適應。隋永濱舉例稱,在對鍛件封頭進行氣孔、雜質探傷時,過去只是垂直于曲面進行探傷,而美方要求不僅要垂直探傷,還增加了45度夾角的探傷。“我們有一批鍛件,只進行垂直探傷,是合格的,但是進行45度探傷之后就不合格,就需要重做。”
三代技術的嚴苛標準,讓國內設備商不得不投入重金進行技術研發。核電的大型鑄鍛件技術,是核電設備的關鍵基礎技術,也是此前我國未能完全掌握的技術之一。中國一重(601106.SH)是這一領域研發的龍頭企業,據了解,為了提升熱加工工藝,中國一重投入40多億元,改造了一整套鋼水熔煉設備、鍛造設備、熱處理設備、機加工設備和探傷檢驗設備。
在產品試制初期,中國一重曾出現良品率較低的現象。隋永濱認為,工藝提升有一個過程,不應因為設備企業在初期投入高、良品率低而苛責設備企業。
據國家能源局有關人士介紹,目前中國一重的鍛件良品率已超過90%。2014年8月20日,中國一重承制的首個AP1000反應堆壓力容器筒體交付三門2號機組。
目前,三門AP1000項目的蒸汽發生器、控制棒驅動機構、堆內構件、鋼制安全殼等其他首批國產化主設備已經大部分交付。依托該項目的四臺機組國產化率逐步提高,從三門1號到海陽2號,國產化率從31%提高到了72%,綜合國產化率達到55%。
目前關鍵設備中,唯一還留有懸念的是反應堆冷卻主泵。該設備由于技術轉讓方EMD公司的研發出現波折,至今還未交付使用,技術受讓方沈陽鼓風機公司與哈爾濱電氣集團仍然在同步跟進最新進展。
屏蔽主泵的供貨延遲了將近三年,嚴重影響了AP1000項目的工期。為避免在CAP1400重大專項中出現同樣問題,CAP1400已經提早開始了主泵研制,并且布局兩條線進行研發,以確保主泵影響工期的情況不會在CAP1400項目中重演。一條線是屏蔽泵的技術受讓方沈鼓、哈電同步開展CAP1400的主泵研制;另一條線是上海電氣(601727.SH)與德國KSB聯合開始了濕繞組主泵的研制。據《財經》記者了解。目前濕繞組主泵的工程樣機已經試制出來,即將在9月進行第三次工程可行性試驗。
CAP1400的27項長周期設備,也已開始訂貨制造,借助AP1000供貨過程中逐步積累起來的能力,CAP1400的國產化率預計將達到85%。
相較而言,“華龍一號”的設備制造要順利得多。中核集團一位專家在接受《財經》記者采訪時表示,“華龍一號”的設計基于已有的成熟設備技術,沒有工藝不可實現的設備,不需要針對新設備進行附加試驗。
核安全部門一位專家謹慎認可了這一觀點:“華龍一號設備研發的困難不會像AP1000主泵、爆破閥那么大。但是作為新技術,核心設備設計都有變化,研發過程也需要特別關注。”
中核集團的公開數據顯示,采用華龍一號的福清5號、6號機組設備費用合計約168億元,國產化比例將達到86.5%。 走出去不大易
福島核電事故的影響,正逐步散去。
對核電項目而言,長制造周期設備的訂貨,一般在核電項目開工之前就已經開始。福島事故之前,市場預計中國每年將開建10臺-12臺百萬千瓦核電機組。福島事故后,中國核電緊急剎車,即便目前已經重啟,但審批放行的新開工項目數量遠遠小于預期,2014年,沒有一臺機組開工。業內共識是,中國已經具備了年產10臺-12臺(套)核電設備的能力,但訂單大量積壓,無法轉化為產品。
隋永濱多次提醒,核電設備產能過剩帶來了無序競爭。在今年5月的一次公開論壇上,隋永濱表示,“競相壓價幾乎出現在每個項目和每個設備的招標當中。與此同時,外國公司也不斷降價來打入中國市場。這破壞了正常的市場秩序,致使一些裝備制造企業在微利甚至虧損的狀態下承接任務。這對于穩定和提高產品質量,對于核電和裝備制造業的健康發展,十分不利。”
不過黎明或許即將到來。2015年至今,國家已經核準了兩個核電項目,開工了3臺機組。綜合各方信息看,業內普遍認為今年還將有2個-3個核電項目獲得核準。這一速度,已經與福島核事故前的審批速度相當。隨著AP1000依托項目的推進,“十三五”期間,后續AP1000技術機組的批量開工也可期待。
總理也多次在海外出訪時推銷中國核電,這使得國內的過剩產能看到了一絲希望。然而多位受訪專家認為,中國三大核電公司在英國、南非、阿根廷、土耳其等國出口自主技術的努力,均不太可能短期內收到成效。
另一方面,盡管國內核電建設速度舉世矚目,但中國企業尚無競標國際核電站的經驗,這也讓中方企業與外方合作伙伴合作尋求出海成為現實選擇。
“在知識產權上,目前是明確的,凈功率超過135萬千瓦的CAP1400是中方的知識產權。我們的型號技術不落后,但是對整個核電技術的理解,西屋公司和美國相關研究所的技術積累目前還是更深厚。另外,西屋在海外市場耕耘多年,國際市場上品牌也更受認可。所以我們會持續保持合作,推動核電技術發展。”鄭明光對《財經》記者表示。
中廣核華龍一號總設計師咸春宇在接受《財經》記者采訪時表示,華龍一號從設計之初就以走出去為目標,“法方有專利的技術我們都回避掉了,未來出口不會受到法方限制,不存在知識產權隱患”。
但亦有業內人士在受訪時認為,目前中國的兩種三代核電技術都還未實現出口,知識產權的風險還未暴露,因此在推進海外項目的過程中,與外方合作共同開拓市場,將有助于避免對方設置障礙。
事實上,與技術引進方合作出口的案例并不陌生。作為核電技術的后發國家,韓國在引進西屋技術的基礎上自主開發出APR1400技術,并在2009年阿聯酋核電招標過程中擊敗了阿海琺、通用電氣-日立公司,拿下總額超過200億美元的核電訂單,這一結果一度引起轟動,也讓國內核電界艷羨不已。而在這一招標過程中,西屋公司作為韓方聯隊的一員,是該項目的分包商,負責包括主泵、控制系統等關鍵設備的供應。
不過,相比核電站的出口,在國內市場中歷練起來的本土核電設備商,已經率先實現了出口突破。今年3月23日,上海電氣公告,阿海琺通過來料加工的方式,向上海電氣全資子公司上海電氣核電設備有限公司分包了6臺蒸汽發生器的制造,用于南非庫貝赫(Koeberg)核電站蒸汽發生器的更換項目――這是國內的核電主設備首次在國際競爭性市場中實現出口。
篇7
關鍵詞:電伴熱;溫度開關;電控柜;數字溫度控制器
中圖分類號:TP
核電廠電伴熱系統的對象分別布置在核島及常規島。常規島內的電伴熱系統主要應用于普通流體的防凍保護,其設計同常規電站設計基本一致;核島內的電伴熱系統由于其環境條件,伴熱對象的不同,而有其與常規電站設計的特殊性。本文將就核島內的電伴熱系統進行簡要介紹,并著重介紹電伴熱系統的控制方案。
1核島電伴熱系統簡介及其特殊性
核島電伴熱系統用于提高或維持管道,閥門,儲罐(箱等)以及儀表中流體的溫度,防止介質結晶。電伴熱系統本身不是核安全系統,但它為核安全系統提供伴熱保障,以防止流體介質低溫結晶,進而影響核電站的正常運行,或不能保證安全功能的有效執行。因此,電伴熱的正常運行是核電站安全運行的重要保證。
目前在建和已經投運的核電站中,電伴熱的設計過程為:根據工藝需求,統計被伴熱的管道數量及設備的工藝參數(管道外徑,壁厚,保溫層厚度,導熱系數,風速,環境溫度,溫度設定點等),并考慮管道上閥門和支架等設備的熱阱效應,將相關熱阱折合成一定長度相同管徑管道的熱損失,根據IEEE Std 515,計算整體管段的熱損失,結合不同硼濃度介質的結晶溫度,配備相應功率和長度的伴熱纜。當介質溫度低于設定值時,通過成熟的控制方案及相關控制設備,使伴熱纜自動啟動加熱。整個伴熱系統的運行狀態可以在主控室或專門的輔控設備上得到實時監視。合理設計電伴熱系統有助于提高電站安裝,調試效率,減輕電站維修及運行人員工作壓力,提高伴熱相關系統的運行可靠性。
與普通電站或常規島相比,核島電伴熱系統具有以下特殊性:
1.1伴熱對象。壓水堆核電站以含硼水作為冷卻劑和慢化劑,隨著硼水中硼濃度的升高,硼水易出現結晶現象。硼結晶溫度與硼濃度的對應關系,見圖1。硼結晶后無法通過再加熱使硼酸溶解,核電廠出現過由于硼結晶造成泵,管道及儀表報廢的情況。需要考慮硼酸電伴熱的系統包括:安全注入系統、反應堆硼和水補給系統、安全殼噴淋系統、硼回收系統、固體和液體廢物處理系統等。
圖1結晶曲線圖
1.2環境條件。電伴熱所需的設備,如伴熱纜、測溫元件、控制設備等,均需考慮廠房內輻射的影響。由于壓水堆核電站的硼酸溶液是作為冷卻劑使用,因此,被伴熱的很多管道都布置在放射區內。其輻照劑量多在0.01mSv/h到100mSv/h不等,甚至個別區域超過100mSv/h。因此對伴熱系統的測量設備、伴熱設備都有耐輻照要求。
1.3壽命要求。伴熱纜和測溫元件都是緊貼管壁,埋在管道的保溫層內,因此給后續更換帶來很大工作量。為了盡量減少維修人員的輻照劑量,伴熱設備需要較長壽命和高可靠性。目前國內投運及在建的核電站,均要求電伴熱的主要設備壽命不低于20年的要求(電站設計壽命40年或60年)。
1.4冗余設計。M310型核電站為保證硼酸伴熱系統能夠穩定運行,硼酸伴熱系統為冗余設計,分為正常回路和備用回路,正常和備用回路的溫度差約為5℃左右,其運行要求詳見圖2所示的溫度控制范圍。正常和備用回路選用隔離的應急電源(帶有應急柴油機的電源系統)分別供電。
圖2冗余設計的溫度控制范圍
2核島電伴熱系統控制方案簡介
電伴熱系統的控制方案分為檢測、控制和顯示(報警)三部分。目前已有的核島電伴熱控制方案有如下幾種:
2.1溫度開關控制。溫度開關是機械式的自動控溫設備,在電伴熱的設計中,當某個管段的溫度低于溫度開關的低設定點時,測量該管段的溫度開關觸點閉合,送出無源信號,加熱電路盤中相應的繼電器帶電,可使得對應該管段的伴熱纜供電回路導通,管段因此得到電伴熱,當溫度達到高設定點時,溫度開關觸點打開,電伴熱暫停。其伴熱控制方案詳見圖3。
該方案采用熱電偶作為檢測元件,每管段兩支熱電偶,一支用于遠傳溫度信號至主控室顯示和報警,另一支用于將溫度信號送到就近的溫度顯示箱(包含多個管路的溫度信號),方便檢修人員就地的監測。熱電偶信號本身不參與電伴熱的控制。
目前已經投運的大亞灣、嶺澳一期、嶺澳二期、秦山二期,以及在建的福清一期,方家山等M310型核電站,均采用此種伴熱控制方案。
圖3溫度開關控制方案原理圖
優點:(1)單個回路分散控制,各回路之間的影響較小。(2)溫度開關采用機械原理,控制簡單,且不需要供電。
缺點:(1)根據秦山二期核電站反饋,溫度開關的溫包易產生泄漏。(2)溫度開關的設定點不易調節,設定點及回差需要逐臺現場標定,工作量大。且隨著運行時間加長產生不同程度的定值漂移。(3)設備采購困難。目前國內生產的溫度開關在實際使用中并不理想。國外設備價格昂貴,供貨周期長,且對解決現場問題,后期調試以及后續維修都存在一定困難。
2.2PLC控制
PLC技術在現代工業中應用相對普遍,且技術成熟度也較高。該伴熱設計方案采用熱電偶測溫,將溫度信號傳送至PLC控制站完成掃描、數據整定、模/數轉換、線性化、熱電偶冷端補償、過程點質量判斷的功能。正常回路用雙支熱電偶測溫,一支送PLC控制站用于顯示當前溫度并通過閾值比較產生啟停伴熱元件的信號,另一支熱備。備用回路同理。
目前已經投運的秦山二期擴建項目,以及在建的海南項目等M310型核電站,采用此種伴熱控制方案。控制原理詳見圖4。
圖4PLC控制方案原理圖
優點:(1)該方案集中顯示,操作員站可對整個伴熱系統的狀態進行監視和記錄。信息更直觀。易于整體調試。(2)避免了溫度開關的泄漏、漂移、調校和維修的若干問題。(3)盤箱柜及電纜的數量較溫度開關方案少了很多。節省了成本。
缺點:(1)該方案采用集中控制,對PLC穩定性要求高,存在軟件失效的風險。增大了EMC帶來的風險。一旦交換機或PLC機柜失效,將會造成大量管道失去伴熱,給電站運行帶來一定潛在風險。(2)各回路之間產生共模故障的幾率較溫度開關方案偏大。(3)就地沒有可視化顯示、報警,只能在操作員站實現,給后續檢修帶來一定難度。(4)交換機、PLC機柜、以及操作員站,集中布置在輔控室,給原本緊湊的核島布置帶來困難。
2.3自控溫伴熱帶及電控柜控制方案
該方案為目前在建的三門項目(AP1000堆型)擬采的伴熱控制方案。其主要伴熱對象為防凍的水管線和一些房間。由于不涉及核安全相關的管線的伴熱,因此沒有設置冗余的回路。同時其管道大多在非輻照區域內,因此應用了部分自控溫伴熱帶。這些都與上述M310的方案有所不同。
自控溫伴熱帶的控制方案為:采用熱電阻測溫,電控柜完成熱電偶信號采集、啟停伴熱纜信號輸出、就地報警、指示、回路循檢、送出報警信號等功能。電控柜同時還集成了M310中配電盤和加熱電路盤的功能,該控制方案原理詳見圖5。
圖5電控柜控制方案原理圖
篇8
2010年的兩會中,“低碳經濟”作為一號提案引起市場的重點關注,在諸多低碳投資品種,我們尤其看好核電。核電作為我國重要的發展,其環保性,經濟性,技術的成熟性、較高的回報率都使其投資價值明顯高于其他新能源品種。我國正處于核電的建設成長期,未來相關市場機會巨大,由此引領的投資機會值得我們長期重點關注。
核電是目前最好的新能源形式
目前新能源形式多樣,技術日趨成熟,在諸多新能源中我們更看好核電以及由此帶來的相關上市公司的投資機會。
核電的優勢:節能+低碳+污染少+安全
對比各種能源發電,核電基本實現了溫室氣體的零排放,根據統計每22噸鈾(約合26噸U308)發電所節約的CO,量相對于一百萬噸煤所產生的量。全球每年產生的CO2中38%來自于煤炭、43%來自于石油,一臺100萬千瓦的火電機組每年產生的CO2差不多有700萬噸,核反應發電本身不產生溫室氣體,核電站的溫室氣體主要來源于核電站的輔助端以廢料的運輸存儲過程。
核電站在運行過程的輻射量對人是足夠安全的。人類對于核電的擔心主要來自于歷史上的兩次事故(美國三里島和前蘇聯的切爾諾貝利),不過以上事故都是人為操作失誤,經過幾十年的改進目前的核電站的安全性可以說是萬無一失,即使電站在遭受大規模的破壞前提下,其安全性仍然可以得到保障。
國內核電行業機會
目前我國正處于核電建設的高速發展時期,同時對于國外的核電的核心技術正在進行消化吸收(以AP1000堆型為代表),一旦國內完全掌握了核心技術,由此將帶動一大批核電設備的主制造商以及輔助設備提供商進入核電領域。由于核電的建設周期(從正式開工到并網發電)大約需要3到5年,同時對已有的機組要進行不斷的改建和擴建,因此未來數年行業內投資機會的可持續性完全得到保障。
根據我國制定的核電中長期發展規劃(2005年-2020年):“到2020年,核電運行裝機容量爭取達到4000萬千瓦,并有1800萬千瓦在建項目結轉到2020年以后續建。核電占全部電力裝機容量的比重從現在的不到2%提高到4%,核電年發電量達到2600~2800億千瓦時。”從目前發展來看,即使按照前5年每年建設3-4臺核電機組,后8年每年建設4-6臺機組這種保守的建設速度估計,到2020年核電裝機和在建容量也將達到7800萬千瓦以上,遠遠超過“規劃”提出的裝機和在建5800萬千瓦的目標。
核電站具有長期投資價值
核電除了具有前述的多種優勢外,從投資角度看也可以帶來較為豐厚的利潤。我們以剛剛開始建設的浙江三門一期單機為例,對電站的投資價值進行分析。
(1)由于采用APl000技術,目前該種反應堆的單位造價在2300USD/KW;
(2)項目資金采用自有資金70%,銀行貸款30%貸款期限20年,年利率5.94%;
(3)年運行需要鈾量約為150噸,目前國際鈾礦價約為46USD/KG
(4)單臺機組年利用小時數約為7000小時;
(5)折舊年限20年,殘值率15%;
(6)核廢料年處理成本1.5億元,年運行維護費率2‰設備更新率0.5%;
(7)核電上網電價0.43元/千瓦時;
(8)所得稅15%,增值稅17%。
根據上述簡單分析,我們認為在目前核電上網電價下,經營投資核電站建設有較大的回報率,即使考慮到未來核原料成本的上漲因素,隨著核電技術國產化率的提高以及規模化效應的體現,核電站相應的建設運行成本將大幅度下降,核電的未來將是最有前途的新能源發電形式,具有長期投資價值。
主要核電相關公司分析
國內與核電相關的公司很多,主要包括設備制造商和運營商,我們按照核電的產業鏈對相關公司以及投資機會進行分析。核電的產業鏈通常包括:核原料的采集、核電站的建設(核電、常規島、輔助設備建設)、核電站運營管理。
重點核材料上市公司分析
鈾是全球核電消費的最主要方式,但目前國內直接和鈾原料相關的上市公司還沒有,只有與核電站材料相關的上市公司,比如作為反應堆冷卻劑的鈉,燃料包殼管鋯管,以及反應堆緩和劑的石墨,可以重點關注相關上市公司:東方鋯業、蘭太實業、方大碳素。
方大碳素(600516):核石墨領域有望成為龍頭。核石墨主要是用作高溫氣冷堆中慢化和反射材料,又是結構材料。高溫氣冷堆是國際公認的新一代先進核反應堆,被世界原子能機構認定為未來核能發展的趨勢,遠期看市場空間巨大。
公司正在抓緊推進的核反應用石墨2010年可以達產,預計增加產量1500-2000噸,貢獻利潤1.5-2億元。公司與華能山東石島灣核電有限公司和中核能源科技有限公司三方簽訂了首批《高氣冷堆核電站示范工程碳堆內構件設備訂貨合同》,合同總金額2800萬元,2011年開始供貨,2011年12月31目前全部交貨完畢。國內第一家自主研發,自主生產核電站堆內構件材料的生產企業,在此打破了國外同行在核反應堆石墨領域的壟斷權。
重點核電設備上市公司分析
設備提供商成為核電發展的最大受益者。我國核電裝機規模逐年遞增,根據2007年制定的核電中長期發展規劃,當時確立的2020年在運行的核電裝機規模達到4000萬千瓦,目前這一目標已經完全被超越,根據最新的規劃,我國2020年前后的在運行的核電裝機規模保守估計可能會調整到7000萬千瓦。
我國將來核電機組傾向于引進AP1000技術,目前造價約為2000美元/千瓦,根據目前的國產化進程,預計2020年前國產化率可能達到75%左右,屆時單機造價可能降低到1500美元/千瓦1600美元/千瓦之間,核電總投資額保守估計約為6120億元。
根據核電投資的組成以及核電設備的投資組成,我們認為未來10年內我國的核電設備的市場投資總額超過3000億元人民幣,年均投資額度約為300億元人民幣,核島設備的投資額約為1500億元,常規島900元,輔助設備600億元。核電設備商市場機會巨大。
核電設備涉及的上市公司主要以國內大型電力設備制造商為主。核電站的核島設備和常規島設備主要由上海電氣、東方電氣和哈動力三家負責消化;其余輔助設備的提供商則較多。
中核科技(000777):國內核電閥門最好生產企業。公司傳統業務是工業級閥門,在核電閥門領域,中核科技是國內五家具備設計生產核I級閥門的企業之一,產品具有核心競爭力。公司是中國閥門行業和核工業系統的首家上市公司,也是核工業集團唯一的上市公司,同時公司還是國防科工委在全國唯一立項的核電級閥門研發生產基地,公司兼具各種身份,未來資產整合空間巨大。目前中核科技已成功研制出38個規格的核級閥門新品,覆蓋了閘閥、截止閥、止回閥、控制閥、蝶閥、隔膜閥和儀表閥等核級閥門,這些核電閥門樣機涵蓋了百萬千瓦核電站大部分的核級閥門,也具備了這些高參數高溫高壓的核級高端閥門設計、制造能力。
篇9
關鍵詞:核電廠、電儀系統、數字化改造
中圖分類號:TL48 文獻標識碼:A 文章編號:
一、數字化儀控發展現狀
常規電廠的全數字化儀控技術早在八十年代已經得到了很廣泛的應用,而核電站由于核安全保守政策的考慮和對數字化技術的疑慮,全數字化儀控技術一直未得到全面應用,但在某些非核安全相關的領域,還是采用了成熟的分布式控制系統,例如對汽機的控制保護、蒸汽發生器水位的控制等,甚至部分系統,在一個系統內使用了兩種不同的實現方式,如我國300MW的秦山核電站的通風控制,其非安全級部分全面采用DCS平臺,安全級部分用繼電器邏輯搭建。隨著江蘇田灣核電站數字化儀控系統成功投入使用,全數字化儀控技術才開始受到真正關注,在此后的新建擴建項目中,除秦山二期擴建項目繼續保留原儀控系統外,其它電站都準備使用數字化儀控系統,如嶺澳二期、紅沿河都使用了法瑪通的TXP+TXS系統,作為西屋AP1000依托項目的浙江三門核電和山東海陽核電,也將采用了COMMONQ+OVATION的全數字化儀控系統。
二、核電廠儀控數字化改造發展趨勢
目前,我國核電行業儀控數字化系統還處于起步階段,但隨著全球信息化和數字化技術的迅猛發展,核電儀表控制系統的數字化是當前核電技術發展的必然趨勢。日木福島發生核事故之后,客觀上對核電安全的要求提高,這也給儀控設備行業帶來了新的發展機遇,確保核電廠核能發電的安全可靠性成為核電廠儀控制數字化改造的驅動力。作為儀控數字化系統在國內首次應用的江蘇田灣核電站,其出色的運行業績為核電站儀控領域的發展提供了良好實踐。儀控數字化系統降低了人為誤操作引起的非計劃停堆停機的概率,井從軟件和硬件上確保了電站安全系統的}高可靠性;儀控數字化系統自田灣核電站投人臨時運行至今一直穩定運行,從米發生由于系統軟件或硬件原因造成的非計劃停堆;與傳統的模擬儀控系統相比,數字化儀控系統大大提高了核電廠運行的效率、安全性和可靠性。田灣核電站的投運,標志著國內核電市場全數字化儀控時代已到來,目前在建的核電站均采用了全數字化的儀控技術。
三、核電廠電氣系統
一般核電廠電氣系統示意圖如圖1所示。
圖1一般核電廠電氣系統示意圖
輸配電系統的設計與機組容量、電網系統環境等密切相關,各核電廠設計會有較大差異。將核電廠電氣系統納人DCS監控具有非常重要的意義。其主要特點有:
1、可減少使用控制開關、儀表、光字牌等,降低了事故發生的機率,同時減少控制器占用的面積。
2、DCS監控系統是采用標準化模塊集成,降低了設備的維護與維修費用和工作量,井且操作簡單,圖形化顯不更直觀。
3、DCS系統具有自檢功能,大大的加強了核電儀控的安全性,采用數字化運行規程能夠降低人為操作失誤帶來的安全隱患,并且具有連鎖保護功能,可以通過計算機對其控制。
4、數字化操作可以實現信息的實時顯不、交換與共享。DCS控制的電氣裝置能夠與核電儀控設備有機的結合在一起,完成遠程操控。
5、智能化的設備終端減少了電纜的鋪設數量,降低了核電廠儀控數字化改造費用。
四、核電廠儀控數字化系統方案
核電儀控系統是核電站“神經中樞”,體現了工業控制領域的前沿技術,可分為模擬、模擬加數字、全數字三種類型,經歷了三代的發展過程。火電廠儀控數字化系統主要形式包括分散控制系統DCS;可編程控制器PLC;現場,急線控制系統FCS。其中,分散控制系統DCS是火電廠采用模擬量控制發電機、發電爐、發電等的主要系統;可編程控制器PLC是火電廠采用開關量控制用水、用煤、用灰等的輔助系統;現場總線控制系統FCS是火電廠儀控全數字化發電控制系統。分散控制系統DCS與可編程控制器PLC經過多年的研究和完善技術已經非常成熟,可以將這兩個系統應用在核電廠儀控數字化系統中,將核島、常規島和部分核電廠BOP系統采用分散控制系統DCS以模擬量控制發電機、發電爐、發電等的主要系統;部分核電廠BOP系統的開關量控制可以采用可編程控制器PLC系統。另外直接采用現場總線控制系統FCS打造多變量與節點、串行和數字通信系統取代原有的單變量與節點、井行和模擬系統,現場總線控制系統FCS能夠實現核電廠數字化智能控制,其中包括的裝置有智能儀表、開關、執行器等。
五、核電廠儀控數字化改造研究
1、面對核電廠儀控系統設備的老化問題進行改造
核電廠儀控系統設備老化問題改造無論是采用分散控制系統DCS與可編程控制器PLC結合還是采用現場,急線控制系統FCS與可編程控制器PLC結合都可以解決設備老化問題,但是經過改造后的核電廠儀控數字化系統的耐用度和耐久性是兩者比較的關鍵。其中采用,急線控制系統FCS與可編程控制器PLC結合更具有較高的優勢,主要表現在總線控制系統FCS使用控制器數量較少,主要采用現場智能設備,解決了分散控制系統DCS大量控制器老化的問題;總線控制系統FCS的設備與系統之間的相互信息傳遞可以實現不同廠家、不同元器件的相互溝通,從而能夠解決設備元器件停產或者更新帶來的兼容性問題;總線控制系統FCS具有自我診斷的能力,從而能夠降低設備故障的發生。
2、核電廠儀控數字化系統性能研究
分散控制系統DCS和總線控制系統FCS都可以對核電廠性能進行提高,其中分散控制系統DCS經過多年的經驗積累,技術已經非常完善,井為很多核電廠所采用。總線控制系統FCS是采用數字化智能系統,相比模擬信號精準度和可靠性更高。
3、核電廠儀控數字化系統功能研究
分散控制系統DCS和總線控制系統FCS都具有龐大的核電設備控制功能,但是總線控制系統FCS相對是從現場獲得信息,能夠更及時丫更全面、更真實。
4、核電廠儀控數字化系統可靠性研究
核電廠核能發電的可靠性是核電使用的關鍵環節,在可靠性方面總線控制系統FCS相比分散控制系統DCS具有無法比擬的優勢,其中包括:
(1)總線控制系統FCS的控制環節相比分散控制系統DCS少,所以降低了故障發生的環節。總線控制系統FCS減少了分散控制系統DCS的大部分輸人/輸出單元和控制站,井且實現全數字化控制減少了數據傳輸的環節。
(2)具有自我檢測和診斷能力,對設備故障具有超前檢測、診斷和維護,保證了系統故障的降低。
(3)總線控制系統FCS的設備與系統之間的相互信息傳遞可以實現不同廠家、不同元器件的相互溝通,從而能夠解決設備元器件停產或者更新帶來的兼容性問題。
5、核電廠儀控數字化系統運行管理研究
核電廠儀控數字化系統儲存著完整的核電運行數據,井具有實時性。通過核電廠儀控數字化系統能夠提高核電廠的運行管理水平,對尤其是對核電運行數據庫的分析,其中包括安全性分析、可靠性分析、供電能力經濟效益等。
6、核電廠儀控數字化改造經濟性研究
核電廠儀控數字化改造對于核電的供應造成一定的影響,從改造方案上分析,總線控制系統FCS相比分散控制系統DCS更具有經濟性。因為,總線控制系統FCS變送器使用數量較少,采用的多功能現場智能設備直接完成對核電廠設備和一起的數字化控制。
結束語
通過對數字化儀控系統改造的闡述可以看出,核電站廠數字化儀控系統的科技改造,使數字化儀控系統運行很好地滿足了核電站機組生產過程監測和控制、保護的要求,優化了數字化儀控系統功能及其維修過程,保證了機組的安全、經濟、穩定運行,為探索數字化儀控系統的維護和優化創新提供了良好的借鑒。
參考文獻
[1]戴鵬.核電廠儀控數字化改造研究[J].核科學與工程,2011.
篇10
【關鍵詞】AP1000;操縱員;在崗培訓;系統化培訓方法
引言
核電站的安全運行和良好的業績,依賴于操縱員的知識水平和技能。核電廠操縱員作為直接操作電站系統、設備等的人員,他們直接對核電站安全負著重要責任。從國內外重大核電廠運行事故的統計分析知道,人因造成的事故的頻率很高。最早的核事故-三里島事故,雖然事故的直接原因是由于設備故障,但導致事故惡化至堆芯融化的絕大部分原因是由于操縱員缺乏相關培訓,對事故原因誤判造成的。
因此操縱員的培訓,尤其是對操縱員熟悉電廠設備、廠房布置、系統運行以及規范操縱員工作行為的培訓,對核電廠的安全至關重要。
1 AP1000核電站操縱員培訓內容
根據《核電廠操縱人員的執照考核(EJ-T1043-2004)》規定操縱員必須要有理工科大專以上文化程度或同等學歷,兩年以上核電廠相關技術崗位工作經歷,其中所在核電廠一年以上相關技術崗位工作經歷,完成所在核電廠《操縱員培訓大綱》規定的培訓內容,且所有考試成績合格。[1]
AP1000作為全球最先進的第三代壓水堆,對操縱人員的選拔和培養提出了更高的要求。三門核電廠《操縱人員培訓與再培訓大綱》[2]規定商運后操縱員的培訓主要包括:新員工入廠培訓、基本安全授權培訓、現場熟悉、基礎理論培訓、運行值班員在崗培訓、三門核電廠高級系統培訓和模擬機培訓、參加SMNPC RO取照考試、通過考試后參加主控室RO影子培訓,培訓考核合格后授權為主控室RO上崗。法規及核電廠都要求在崗培訓是操縱員培訓必須經歷的一個重要過程,在崗培訓的好壞直接影響操縱員培訓的效果。
2 在崗培訓及考核
在崗培訓(OJT , On-The-Job Training)是指擬取照人員取RO執照之前,在實際工作崗位上進行的培訓,以獲得與工作相關的知識、技能和工作態度。從AP1000核電廠操縱員培訓內容可以看出,在崗培訓是運行人員培訓的重要組成部分。在崗培訓與其他類型的培訓在具體操作上有著較大的區別。首先,在崗培訓在操縱人員培訓中所占時間最長;其次,在崗培訓沒有專職教員,不進行集中培訓,指導者是其上一級崗位在職員工;再次,在崗培訓是“邊干邊學”,在實踐中學習。[3]
在崗培訓的質量與在崗培訓方法有著直接關系。傳統方法主要依據人員的經驗,缺少一套標準的在崗培訓開發與培訓流程。這樣就導致在編寫資料時對培訓目標分析不到位,培訓資料開發不完整,選擇教員時缺少資格審查及授權考核,僅注重教員經驗。另外,由于在培訓時缺少任務指導書的指導,教員對培訓目標與考核標準理解不準確,不同教員之間的標準不統一,個體差異性較大。這樣的經驗式傳教容易遺漏重要信息,對電廠存在潛在危險。因此如何保證學員接受的培訓一致性成為一個需要解決的問題。基于系統化培訓方法[4]的在崗培訓方法可以提供一種有效可靠的培訓方法,與傳統方法相比有著明顯的優點。
2.1 選擇培訓內容
系統化培訓方法的第一階段是分析,首先利用崗位任務分析得到崗位任務清單以及崗位相關的知識能力清單。并不是每個任務都需要培訓,為了避免資源的浪費,簡約培訓成本,在選擇培訓任務時需要根據任務的難度(Difficulty)、重要性(Importance)、頻度(Frequency)確定培訓需求,列出需要培訓的任務清單。
2.2 設計和開發培訓資料
培訓任務選擇好之后,首先需要根據具體任務以及全面工作能力設計培訓目標,并開發培訓/考核標準。在編寫培訓目標時需要考慮培訓方式,而培訓方式的選擇應該與培訓任務的實現方式相一致,并有充足的資源和設施可以利用。
系統化培訓方法與傳統培訓方法相比,一個明顯的不同點是,系統化培訓方法在編寫教材之前需要先建立工作評判標準并設計考題。而傳統培訓方法往往都是在培訓實施完成后才開始編制考題、確定標準,這樣在培訓時教員與學員無法知道培訓中應該掌握什么知識技能以及需要達到什么樣的標準,很容易造成培訓結果偏差或者遺漏某些重要的培訓信息。在設計目標與考核標準之后,利用這些內容編制培訓大綱以及培訓計劃,為在崗培訓教材開發提供指導。
確定培訓目標與標準之后,需要針對具體任務設計開發教材,這些教材對在崗培訓及考核提供指導。標準化的培訓資料不僅可以給教員和學院提供指導,并且可以保證培訓質量,使學員能夠達到預期的目標,減少由于教員或學員的差異而引起的培訓偏差,降低教員和學員的主觀意愿對培訓結果的影響。
教材的類型可以是在崗培訓任務清單或者授權卡和任務指導書相結合。在崗培訓任務清單記錄學員需要培訓的所有任務,以及任務的執行水平(操作(P),模擬(S),觀察(O)和討論(S))。在崗培訓任務清單有時可以當授權卡使用,在崗培訓任務清單上對應任務后面有兩個簽名欄,一個用于培訓教員簽字,另一個用于考核人員人簽字,如表1所示。這樣可以保證培訓和考核是分開獨立執行的,教員負責培訓,考核人員負責考核。教員依照任務指導書指導學員,然后考核人員對照考核標準對學員考核。當完成清單上所有的任務時,主管審查確認學員已經或者相關培訓并考核合格,然后簽發授權卡。
授權卡需要配合任務指導書使用,因為在崗培訓任務清單上每個任務并不指明每項任務的目標、步驟及標準,而任務指導書是用來具體指教教員和學員做在崗培訓和考核,任務指導書上列出了培訓目標,培訓內容,參考資料,考核標準等信息,最后附上考核表和結果和成績記錄。任務指導書形式如表2所示。教員在教授學員時需要嚴格按照任務指導書來執行,同時學員也應該熟悉任務知道上的內容。
2.3 執行在崗培訓及考核
在執行在崗培訓之前,需要先選擇教員與考核人員,教員與考核人員的水平直接影響在崗培訓與考核的效果。選擇教員與考核人員一般由生產部門和培訓部門負責,通常推薦一線主管或崗位上現有員工作為在崗培訓教員或考核人員。選擇作為教員除了考慮技術知識和技能外,還需要考慮責任意識,專業性、成熟度、安全意識、交流能力、觀察技巧等因素。另外選擇作為考核人員還需要考慮其是否有能力在考核學員時嚴格應用評判標準,對任何人都不妥協。這個態度對于任務績效考核的專業性和有效性非常重要。教員需要定期參加復訓及再授權考核。
2.3.1 培訓階段
執行在崗培訓前,教員、學員和管理部門必須理解培訓的總體步驟。在崗培訓分成四個步驟:
(1)準備
在執行在崗培訓之前,學員需要學習提供的在崗培訓資料,包括在崗培訓資料使用提示,計劃完成在崗培訓的時間,在崗培訓標準、目標和參考,另外可學習的資料。教員或主管確認學員完成了培訓前所需的知識和技能,包括在崗培訓相關的課堂、實驗室或模擬機培訓。
(2)演示
教員分步演示任務的正確執行過程,并在任務過程中進行講解指導。期間教員應該解釋不正確的操作帶來的潛在危險并回答學員的問題。這時候是討論電廠實際任務相關的運行操作經驗最佳時機,可以從中穿插一些廠內或其他電廠的相關運行經驗反饋。教員在整個演示過程中,起模范作用,因此教員需要在教學的時候盡可能在第一次就正確執行,因為如果第一次操作錯誤容易造成教員的可信度降低,此時可能會對學員產生錯覺,對錯誤行為印象深刻卻沒有學到正確的操作。此時在崗培訓指導書是一個非常有效的工具,正確使用任務指導書可以有效提高培訓質量,避免教學中常見錯誤。
(3)操練
學員在教員指導下依照任務指導書操作/模擬/討論任務。此過程中教員扮演一個教練的角色,給學員提供完成培訓目標或任務標準所需的輔助和信息。學員在實際操練過程中,可能會犯錯誤,教員需要糾正錯誤的行為,并解釋可能產生的后果。此時學員可以在操作之前,解釋說明將要執行的動作,給教員充足的時間判斷學員的動作是否正確。
(4)文件記錄
當教員和學員都認為學員有能力獨立執行任務且能達到要求的標準,教員停止培訓活動并在任務指導書及在崗培訓任務清單上簽字。在確定學員還不能成功完成在崗培訓的情況下,教員指出學員還需要學習的領域,如有必要則安排下一次培訓。
2.3.2 考核階段
在崗培訓和任務績效考核是兩個獨立的、不同的階段。考核階段與培訓階段不同的是,考核人員在考核學員時,考核人員不提供任何任務指導以及完成任務相關的提示。但是這并不說明考核人員不做任何事情,當考核人員發現學員執行錯誤的動作或者要執行的動作將危及人身和設備安全時,應該立即停止學員的行為,并終止考核。
在考核結束時,考核人員對學員做出評論,回顧學員所有的強項和弱項,強化好的工作表現和習慣,并在任務指導書和崗培訓任務清單上考核人員處簽字確認。如果學員沒有通過考核,考核人員需要審查失敗的原因,并通知他的主管并安排補訓。
3 結論
基于系統化培訓方法的在崗培訓及考核與傳統方法相比,有著明顯的優點。它不僅為在崗培訓的實施提供指導,而且對培訓大綱設計、教材編寫及改進提供一種系統化的方法。目前該方法在國內核電站中的使用還出于探索階段,需要在今后不斷地實踐中加以改進,并逐步推廣到核電廠運行崗位以外的其他崗位。
參考文獻:
[1]國防科技工業委員會.核電廠操縱人員的執照考核(EJ-T1043- 2004).2004(06).
[2]三門核電有限公司. 操縱人員培訓與再培訓大綱. 2012.