在巴基斯坦建核電 他們實(shí)現(xiàn)了多個(gè)首創(chuàng)
一個(gè)從事多年核島外殼預(yù)應(yīng)力施工的老工長感嘆：“在其他項(xiàng)目，每天只能穿2根穹頂水平鋼束。在卡拉奇項(xiàng)目用了這個(gè)雙層平臺(tái)，一天可以穿6根！平臺(tái)還寬敞，安裝只花外國平臺(tái)的一半時(shí)間。這個(gè)法子真厲害！”
當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月18日，中國核建承建的”華龍一號(hào)”海外首堆——巴基斯坦卡拉奇核電站2號(hào)機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電，這是中國自主三代核電”華龍一號(hào)”海外建設(shè)取得的重大里程碑。中國核建旗下中核華興建設(shè)有限公司負(fù)責(zé)“華龍一號(hào)”海外首堆項(xiàng)目土建工作?；仨ㄔO(shè)歷程，在那片茫茫黃沙地上，中核華興的建設(shè)者攻堅(jiān)克難、自主創(chuàng)新，筑就了核島廠房的鋼筋鐵骨。
01
—突圍之路：材料國產(chǎn)化—
項(xiàng)目籌備伊始，進(jìn)口材料出口受限就橫在了中核華興項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)面前。為了解決這一難題，項(xiàng)目部團(tuán)隊(duì)將材料國產(chǎn)化這條只許成功的突圍之路列入日程。
面對巨大的壓力和未知的挑戰(zhàn)，中核華興選擇了“畢其功于一役”的策略，依托中核華興全球惟一30余年不間斷的核島土建施工領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)，選擇地下防水卷材作為材料國產(chǎn)化的突破口，建立專項(xiàng)攻關(guān)小組。項(xiàng)目部技術(shù)經(jīng)理耿秀偉回憶道：“因?yàn)樯钪两ǖ叵路浪聿牡闹匾晕覀兩髦稚?。我們選擇國內(nèi)多家防水卷材廠家的產(chǎn)品，然后奔赴全國多個(gè)地區(qū)，花費(fèi)數(shù)月時(shí)間，完成了對廠家和產(chǎn)品的調(diào)研。結(jié)合公司在民品市場積累的經(jīng)驗(yàn)，最終確定了候選廠家作為國產(chǎn)化的合作伙伴，開啟防水國產(chǎn)化突破之路。”
面對核電防水卷材嚴(yán)格的技術(shù)要求以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的差異，耿秀偉與廠家技術(shù)人員、設(shè)計(jì)人員一起多次溝通，解決了一個(gè)又一個(gè)難題。最終，國產(chǎn)化防水卷材的搭接邊粘結(jié)力、抗靜水壓力、拉伸強(qiáng)度、抗?jié)B透性和靜摩擦系數(shù)等一系列試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，并優(yōu)于國外同類型產(chǎn)品。
2015年6月，有關(guān)方面在巴基斯坦卡拉奇K2、K3核電項(xiàng)目核島進(jìn)行防水樣板工程模擬施工，并對核島防水卷材施工進(jìn)行了工藝評定。在多方共同見證下，樣板工程質(zhì)量以及樣板工程試件完全滿足要求，國產(chǎn)化防水卷材開始進(jìn)入核島土建施工領(lǐng)域，填補(bǔ)了我國核電主體工程防水卷材的空白。
之后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)并沒未止步，而是繼續(xù)完成了不銹鋼覆面用氬弧焊絲的國產(chǎn)化，突破了國外的重重限制，推動(dòng)了我國三代核電的自主建造。
02
—強(qiáng)“骨”之路：高強(qiáng)混凝土的海外誕生—
眾所周知，混凝土是核島土建工程最基礎(chǔ)的工程材料?！叭A龍一號(hào)”核電單堆混凝土需用量高達(dá)60萬立方米，但當(dāng)?shù)毓I(yè)水平較低，建筑材料匱乏，工程建造的主材依賴國內(nèi)進(jìn)口。如此巨大方量的混凝土依靠進(jìn)口完全不切實(shí)際。在巴基斯坦嚴(yán)峻的安全形勢下，土建總工程師向群毅然走出核電建造的安全區(qū)，在巴國全境范圍內(nèi)進(jìn)行混凝土原材料調(diào)研工作，行程上千公里，從卡拉奇到伊斯蘭堡再到拉合爾的數(shù)家水泥、摻料生產(chǎn)廠家，試驗(yàn)驗(yàn)證性能，對比工程標(biāo)準(zhǔn)，最終選定了供貨廠家，解決了混凝土水泥原材料的供應(yīng)問題，保障了核島FCD的順利進(jìn)行?！叭A龍一號(hào)”核島重要廠房采用防大飛機(jī)撞擊的雙層安全殼設(shè)計(jì)，外殼選用C60高強(qiáng)度等級的混凝土。按照國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，需要摻加粉煤灰或硅粉等性能良好的摻合料，但受當(dāng)?shù)厣a(chǎn)力條件限制，該摻合料在巴當(dāng)?shù)鼐鶡o法采購到。一籌莫展之際，材料調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)的石灰石粉出現(xiàn)在向群的腦海中：為什么不能另辟蹊徑，就地取材選用石灰石粉呢？面對一個(gè)全新的高強(qiáng)度混凝土配比，從事核島土建10余年的向群深知這個(gè)配比的確定難度。為此，向群帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)制定實(shí)施了7組對比試驗(yàn)方案，制作完成了近千塊混凝土試塊，首創(chuàng)了采用石灰石粉作為摻合料配制的C60高強(qiáng)混凝土配合比，完成了全性能試驗(yàn)。結(jié)果證明其力學(xué)、熱工、耐久性等指標(biāo)完全滿足三代核電混凝土規(guī)范要求。由此他們攻克了高溫與資源匱乏地區(qū)高強(qiáng)度、大體積混凝土施工難題，完成了16.4萬立方米C60高強(qiáng)混凝土施工。
03
—模塊化之路：確保首堆不拖期—
面對“華龍一號(hào)”海外首堆，23個(gè)月土建主工期有太多的不確定性。第一任項(xiàng)目經(jīng)理馬鐵剛在項(xiàng)目策劃初始便堅(jiān)定地提出：“鋼襯里必須采用模塊化施工。鋼襯里走在土建前面。只有這樣，內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工才能保證壓力容器的安裝，才能保證首堆不拖期?！?/p>
提起鋼襯里模塊化施工，鋼襯里施工的技術(shù)負(fù)責(zé)人凌亮如數(shù)家珍：“我們將鋼襯里13層變更為9層，與廠家協(xié)商定制了超寬板，減少了40%的現(xiàn)場拼裝量，降低了現(xiàn)場的安裝難度和施工風(fēng)險(xiǎn)；底板與加腋區(qū)連接焊縫距離間隙15厘米，距離地面20厘米，焊接施工太難了，質(zhì)量很難保證，必須采用模塊化，底板環(huán)段與加腋區(qū)模塊施工便誕生了；鋼襯里模塊做5層吧，現(xiàn)在看來還是保守了些……”
2016年，總承包單位中國中原提出堆腔水池模塊施工方案，以實(shí)現(xiàn)主設(shè)備預(yù)引入。這與項(xiàng)目初始土建建造規(guī)劃不謀而合。面對核電建造史上首次堆腔模塊化施工，中核華興人勇挑重?fù)?dān)，堅(jiān)定不移地推動(dòng)堆腔水池模塊化施工，大力協(xié)同中國中原實(shí)施創(chuàng)新：參與模塊實(shí)施方案編制，一版討論通不過就再改編一版；1次，2次……第5次的模塊焊接變形模擬試驗(yàn)成功；頂著40℃的高溫，連續(xù)進(jìn)行3次澆筑模擬試驗(yàn)，摸索制定了混凝土澆筑和成品保護(hù)控制方案；場地狹小，廊道開挖施工，怎么辦？那就編制125米大半徑起重載荷188.8噸吊裝方案。
就是這樣，華興人堅(jiān)定地前行著。2017年2月2日，K2核島首次堆腔不銹鋼模塊整體吊裝就位。2017年5月23日，完成全部混凝土澆筑，為堆腔內(nèi)壓力容器提前5個(gè)月引入創(chuàng)造了條件。2017年10月13日，K2機(jī)組鋼襯里穹頂順利吊裝就位。在吊裝現(xiàn)場，安裝總工程師裴習(xí)平看著緩緩就位的穹頂說：“2015年9月18日，K2核島FCD。華興公司在K2 、K3核電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了多個(gè)首創(chuàng)，打破了‘首堆必拖’的魔咒?！?/p>
04
—雙層施工平臺(tái)：創(chuàng)預(yù)應(yīng)力施工多項(xiàng)之最—
核電站安全殼預(yù)應(yīng)力施工是一項(xiàng)專業(yè)化程度很高的專項(xiàng)工程，能夠進(jìn)入該領(lǐng)域進(jìn)行施工的預(yù)應(yīng)力企業(yè)世界范圍內(nèi)屈指可數(shù)，國內(nèi)參考電站選用的也是國外公司。受多重不可預(yù)見因素影響，海外“華龍一號(hào)”首堆預(yù)應(yīng)力施工將滯后1.5個(gè)月啟動(dòng)，若仍選用該公司提供的施工平臺(tái)，預(yù)應(yīng)力完工時(shí)間必將滯后，影響核島關(guān)鍵路徑施工。
面對巨大的施工壓力，中核華興與中國中原協(xié)同創(chuàng)新，聯(lián)合攻關(guān)。傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工平臺(tái)為單層設(shè)計(jì)，能否設(shè)計(jì)雙層施工升降平臺(tái)，能不能實(shí)現(xiàn)1+1＞2的聯(lián)合效用？中核華興組織預(yù)應(yīng)力施工領(lǐng)域的相關(guān)專家，經(jīng)過多輪的設(shè)計(jì)討論論證，自主研發(fā)了預(yù)應(yīng)力雙層施工升降平臺(tái)和倒U型整體牽引成套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了上下層平臺(tái)同時(shí)作業(yè)，發(fā)明多管道穿束編束、水平雙驅(qū)動(dòng)牽引和鋼絞線錨固塊同步穿裝等方法，形成了預(yù)應(yīng)力導(dǎo)管三維深化設(shè)計(jì)技術(shù)、自動(dòng)化制漿技術(shù)、預(yù)應(yīng)力張拉及監(jiān)測技術(shù)。
在雙層升降平臺(tái)和創(chuàng)新工藝的保障下，海外首堆預(yù)應(yīng)力工程歷時(shí)143天，提前三個(gè)月完成6個(gè)階段的預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束、張拉和高溫環(huán)境的灌漿，安全和質(zhì)量完全受控，創(chuàng)造了全球百萬千瓦級核電機(jī)組安全殼預(yù)應(yīng)力最長鋼束、最大噸位和最短工期的施工紀(jì)錄。
巴基斯坦卡拉奇K2、K3核電項(xiàng)目核島土建工程開工至今，一路創(chuàng)新，授權(quán)10項(xiàng)發(fā)明專利和16項(xiàng)實(shí)用新型專利，取得9項(xiàng)省級工法，制訂修訂3項(xiàng)能源行業(yè)核電標(biāo)準(zhǔn)，榮獲省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)……形成了新型高強(qiáng)混凝土、鋼襯里和不銹鋼模塊化、雙平臺(tái)預(yù)應(yīng)力和開頂法等一系列具有國際先進(jìn)水平的建造施工技術(shù)，筑就了海外“華龍一號(hào)”的“鋼筋鐵骨”。