2018年4月8日,秦(qín)山核(hé)電30萬(wàn)千瓦機組的主控室裏出(chū)現從未有過的“神奇”一幕:兩圈盤台(tái)全部被拆除,這個曾經為慶祝中國大陸第一座核(hé)電站並網發電而沸騰的大房間,如今空空如也。“消失了,拆空了(le),整個屋子是‘一馬平川’。”118大修的大修經理吳佑聰回(huí)憶道。
不久後,另一幕“神奇”景觀(guān)在這裏發生:新的主控盤台全部安裝(zhuāng)完(wán)成。“看外觀和之前基本沒有不同,特別熟悉的老員(yuán)工可(kě)能發(fā)現報警牌的顏色有細微差別(bié),但內在其實完全變了,達(dá)到了新的標準的要求。”
“換腦手術”背後的艱辛
上述曆程,是秦山核(hé)電30萬千瓦機組(zǔ)第十八次換料(liào)大修(簡稱118大修)的一項重要改造——主控盤台改(gǎi)造(zào)的主要內容。這一改造(zào)相當於核電(diàn)站的一次“換腦手術”,是國內核電廠的首次實踐。
牽一發而動全身,換掉的當然不隻是(shì)兩圈盤台,與之成體係的儀表控製(zhì)櫃、報警(jǐng)機櫃等140多個櫃子全部要換掉,接口必須一(yī)一對應,路徑設計不容有誤,技術難度空前(qián)高。“對原來的設備(bèi)要(yào)非常(cháng)了解。要查閱過去的一些資料,它原來的(de)接口都是什麽樣的,包括它的體積、走線等等。”中核核電運行管理有限公(gōng)司副總經理、大修總指揮劉崇(chóng)都說,“必須非常精確,任何一個地方考慮不(bú)周全,後邊就沒法彌補了。”
做“換腦手術”,手術對象(xiàng)雖然不活動,但仍需要維持“電站”基本的“生命體征”。在核電站的主控盤台改造期間,雖然停堆,但乏燃料(liào)係統等還必須保持運作(zuò),為(wéi)此工作人員在拆除盤台前在另(lìng)外一個房(fáng)間投運了一個臨時盤台作為替代,以維持最小化(huà)的功能。
核電站大修分為十年大(dà)修、五年大修、年度大修、短大修等。這台“換(huàn)腦手術”所屬的118大(dà)修(xiū)除了按照規劃開(kāi)展十年大修相關維修、試驗及變更改造工(gōng)作外(wài),還結合機組(zǔ)運(yùn)行許可(kě)證延續(OLE),實施了主(zhǔ)控盤台改造、常(cháng)規島(dǎo)設備更新改造(zào)、穩壓器安全端焊(hàn)縫600合金堆(duī)焊等11項重特大變更改造,並增加實施了多項國家核(hé)安全局(jú)要求的在役檢查項目、緊固件更(gèng)換項目。整(zhěng)個大修共計(jì)完成檢修項目15500餘項,而一般的十年大修隻有(yǒu)8000餘項。
118大(dà)修自今年2月26日(rì)10時55分開始至8月16日22時05分結束,分為兩(liǎng)個階段:第一階段是機組解列至正式並網,在7月(yuè)27日20時27分結束;第(dì)二階段是(shì)為期21天(tiān)的並網(wǎng)後調試工作,以8月(yuè)16日22時05分機組升負荷(hé)至滿功率為結束(shù)標誌。大修總(zǒng)計劃工期179天,實際工期171.5天,提前7.5天。
關鍵(jiàn)路徑(jìng)要求24小時作業。從早上七八點鍾開始幹活,直到晚上十一二點,中間隻有短暫的吃飯休息時間。“吵(chǎo)架是(shì)經常的,比(bǐ)如關於參數調整,有的人有(yǒu)不同(tóng)看法,但都是為了(le)解決(jué)問題(tí),最後能統一步調。大家其實都(dōu)很可愛。”吳佑聰說。在主控盤台改造(zào)接線過程中,一天,他夜(yè)裏12點下班乘電梯,看見有個女員工太過疲勞(láo),靠著電梯睡著了。但第(dì)二天早上這位女員工還是照常上班了。
在汽輪機控製係統的調試中,因廠家的產品不能完全匹配,工作遲遲沒有推進。大修以來長時間高強度的工作,也讓大家太過疲憊而有些麻木。調試會上,討論(lùn)半天沒(méi)有個所以然。秦一廠廠長、大修執(zhí)行(háng)副指揮沙鬆幹忍不住了(le):“都說沒事沒事,那為什麽狀態(tài)還(hái)一直停(tíng)留在這裏?每個人還是要立足於本職工作(zuò),發揮自己的力量主動擔當往前推進。現在這個事可不是能(néng)今天不幹明天幹的!”會後,大家又重新打起精神幹活,直至將障礙一一排(pái)除。
機組延壽的路總有人要走
作為中國大陸第一座自(zì)主開發、自行設計、自行建造和運營管理的核電機組,秦山核電30萬千瓦機組自(zì)1991年12月15日並(bìng)網發電,至今已安全穩(wěn)定運行近27年。2007年秦山核電30萬千瓦機組創造了(le)連續運行469天的優異(yì)業績,2014年又創造了18.12天國內核電大(dà)修最短工(gōng)期紀錄,機(jī)組在世(shì)界核電運(yùn)營者協會(WANO)對全球核電機組的綜合指(zhǐ)數排名(míng)中的名次也逐年上升,2017年秦山核電30萬千瓦機組WANO綜合指(zhǐ)數(shù)為(wéi)100分,排名世(shì)界第一(yī)。
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事實上,秦山核電30萬千(qiān)瓦機組的“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。通過這些改(gǎi)造,電站係統(tǒng)和設備的可靠性有了很大的提高,秦山核電(diàn)30萬千瓦機組從一個原型堆變成了安(ān)全穩定運行的商(shāng)用(yòng)堆。
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(shēng)到(dào)32萬千瓦。在118大修(xiū)完成後,功率進一步提(tí)升到(dào)35萬千瓦。
此外,OLE的費用低於新建核電廠的投資(zī),而且其初始投資成本在原(yuán)許可證有效(xiào)期內已經攤銷完畢,延續運行能夠獲得較(jiào)高的投資收益比。據估(gū)算,OLE總(zǒng)投資9.8億元(yuán)(含安全評估)左右,延續運行20年(nián),不僅可以贏得退役(yì)經費,也(yě)為退役工程的(de)技術研究爭取(qǔ)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,同時在係列熱態功能(néng)測試中解決了機組改造前主泵二次側給水主/旁閥自動切(qiē)換功能、發電(diàn)機(jī)自動並網功能、甩負荷等問題。其中4次(cì)甩負荷試驗(yàn)(兩次100%功率、兩次50%功(gōng)率)全部一次成功。OLE工(gōng)程改造後的機(jī)組更加安全、更加高效、標準更高,秦山核電30萬千瓦機(jī)組“重新煥發青春”。
不同於一般人想象的是,給核電站做“大手術”的難度並不亞於新建一座核電站。“新(xīn)建是在(zài)白紙上繪藍圖,118大修是在現有空間裏做手術,後者更艱難、更複雜。”中核核電運行管理有(yǒu)限公司黨委副書記、副(fù)總經理曹水林說,“隨著核電(diàn)站的發展,必然要經曆許可證延續(xù)和退役的過程,這(zhè)個過程(chéng)總(zǒng)得有人走,秦(qín)山核電當仁不讓。這是積累經驗、為國爭光(guāng)。”
完善(shàn)我國核電的整個發展體係,掌握全(quán)過程的經驗,是秦山核電OLE最大的意義。“經驗的傳(chuán)承對核電行業來說(shuō)格外重要,”沙鬆幹(gàn)說,“秦山核電站從30萬機組以來薪火相(xiàng)傳,現在更要(yào)把高標準建立起來,不能把代價(jià)留(liú)給後人。”
多方驗證延壽可行性
因為與機組運行許可證延續相結合,118大修成為(wéi)了一場前所未有(yǒu)的大修。118大修所實施的改造,雖然不是OLE要求(qiú)的全部,但卻完成了最重要的部分。後(hòu)續兩次大修中還將進行剩(shèng)餘的改造項(xiàng)目(mù)。
秦山核電30萬千瓦機組(zǔ)進行設備變更是常態。目前壓(yā)力容器是最不能更換的設備,它的壽命決定了核電站的壽命。經(jīng)過關鍵設備的老(lǎo)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(yú)良(liáng)好狀(zhuàng)態,OLE機(jī)組關鍵設備結構完整性是有保障的,從技術上確保了秦山核電30萬千瓦(wǎ)機(jī)組許可證延續的可行性。
設備的評估是(shì)一個長期的過(guò)程。以壓力容(róng)器的材料為例,從製(zhì)造廠開始製造的時候,各個工藝環節都(dōu)有一些樣品同步做出來。壓力(lì)容器到(dào)位(wèi)後,樣品放在壓力容器內部,離堆芯更近,受堆內環境(jìng)影響更大,然後定期(qī)取出來進行檢測。“一(yī)個花盆或一輛汽車能夠用多(duō)少(shǎo)年(nián),不是非得(dé)等哪一天散架了壞掉了才得出結論。設備的狀態要通過試驗去驗證,根據一些標(biāo)準去認定。”沙(shā)鬆幹說。
秦山核(hé)電30萬千瓦機組(zǔ)的設計壽命(mìng)為30年,根據國家核安全局運行(háng)許可證延續的相關要求,相關手續正在履行當中。
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