○ 文/彭武勝 余 瓊 于國光
石油人也能建核電
○ 文/彭武勝 余 瓊 于國光
7月29日,從中國石油工程建設公司一建公司石化設備廠傳來消息,這個“中國石油裝備”背書品牌授權單位奮戰一年零三個月,圓滿實現我國AP1000核電主泵試驗臺管道項目中交,標志著世界最先進的核電技術的國產化進程又向前邁進了一步。
“如果AP1000核電站發生事故,周邊居民無須撤離,只要在家里吃點碘片就可以了?!眹液穗娋钟嘘P專家介紹說。
核電是利用原子核內部蘊藏的能量產生的電能,核電中1千克燃料釋放出的能量,相當于2500噸煤燃燒。
我國煤炭資源豐富,煤電占到我國發電量75%以上,也是空氣污染的主要來源。近年來,隨著國內能源供求矛盾和環境壓力的不斷加大,電力發展結構調整刻不容緩。
一方面福島核事件的陰影尚未消除,另一方面高效、清潔的核電尚無法替代。我國“核”去“核”從,完全取決于是否能掌握一種安全的核電技術。
由美國西屋公司設計開發的AP1000(先進非能動1000兆瓦壓水堆)核電技術,是當前美國乃至全球最先進的第三代核電技術。它的優勢在于事故應急時不需外界驅動,而是利用重力、慣性等將熱量帶走,防止放射性物質擴散。
2007年7月,國家投入巨資從美國引進AP1000技術,計劃在浙江、山東等地建設AP1000核電站,并通過消化、吸收、再創新,形成具有自主知識產權的“CAP1400”技術。作為中美兩國之間最大的能源科技合作項目,它的成功將把我國核電發展歷程向前推進60年。沈陽鼓風機集團承擔制造的核主泵是AP1000核反應堆的“心臟”。核主泵試驗臺系統由框架和管道組成,用于檢測主泵各種性能參數,試驗臺的大小、性能、施工要求與工作系統完全一致。由于試驗臺管道施工必須通過世界領先的美國ASME“PP”認證,2011年初,沈鼓集團從互聯網上了解到中油一建公司石化設備廠擁有ASME認證鋼印,趕快派員“三顧洛陽”誠意相邀。
這樣的試驗臺全世界僅美國有一臺,工程材質多樣、特殊,焊接難度遠高于一般石化設備制造,這對于一建公司石化設備廠來講是個不小的挑戰。但試驗臺的建設直接關系到核主泵性能的測試,進而影響AP1000國產化進程。
“保障國家能源安全,原本就是我們長久以來的使命和擔當?!币唤ü臼O備廠在這個國家核電重點項目招標中以慎重負責的態度、最具實力與資質勝出。他們勇敢地接下了這項百年不遇的“瓷器活兒”。這不僅是中油一建公司第一次涉足核電領域,而且是第一次參與制造帶有ASME“PP”鋼印的重大設備的項目。
2011年4月,中油一建石化設備廠抽調資深焊接工程師、ASME工程師、技能專家、廠首席員工、高級技師等10多名骨干,在副總工程師于成科的帶領下趕赴沈鼓集團施工現場。

●管道驗收,詳細記錄,遵循高標準,嚴把質量關。攝影/彭武勝
項目的開始并不順利,除了施工難度大外,中美雙方的立場也不相同:美方希望保持技術獨領風騷,一建員工則希望通過學習、吸收,舉一反三。
試驗臺施工涉及低碳鋼、奧氏體不銹鋼、鎳基合金等多種特殊材質。標號為G12的焊道位于泵殼與主回路連接處,兩端為不銹鋼和鎳基合金,鎳基合金遇熱極易產生裂紋。在美國這個焊縫采用價值數百萬元的窄間隙自動焊機和大噸位變位機進行焊接,國內設備達不到條件,加之美國供貨方按照機器焊預留的坡口過窄,大大增加了焊接難度。
在進行第一次驗證射線檢測時,焊縫就出現了微裂紋。減小線能量、注意運條擺動角度……大家嘗試各種方法收效甚微。
由于泵殼形狀和材質特殊,每次對焊縫進行打磨時,焊工們只能半跪在地上,拿著直磨機精心打磨,渾身酸麻了只能磨掉兩三毫米。日復一日,大家的體力和精神壓力都到了極限?!半m然建的是試驗臺,但我們既然來了,就不是來‘做試驗’的,只有迎難而上?!必撠熧|量監控的高級技師張進卿說。每個人都在用自己的知識經驗提出合理化建議,大家相互鼓勵:“今天我們多一分努力,就能加快一步核電裝備國產化的進程?!?/p>
施工資料全英文,部分ASME原材料國內配套資料不足,國內外執行標準不一致……工程就在一次次攻關中高質量地穩步推進。
食堂里,有人正吃著飯突然有了新想法,放下碗筷就走;半夜里,眾人都睡不著,干脆坐在床上討論方案……經過10多天的攻關,大家終于找到了一套行之有效的辦法:通過小電流薄層焊,收尾時填滿弧坑,焊接前清潔好待焊面,兩人對稱焊接等舉措,避免弧坑裂紋的產生。通過定制直把頭氬弧焊把、加長型陶瓷管嘴,解決根部焊接難題。2011年10月8日,鎳基合金焊縫一次性通過焊接完畢的整體伽馬源檢測??粗细衿?,眾人的眼睛都濕潤了……
“今天我們多一分努力,就能加快一步核電裝備國產化的進程?!?/p>
中美雙方在AP1000主泵技術轉讓談判時,中方提出需要維修大綱。美國人說主泵與壓力容器的設計壽命為60年,不需要維修。
試驗臺就是在這種高標準條件下建設的。雖然辛苦些,但這是一次學習國際核電項目管理模式、積累ASME施工經驗、鍛煉隊伍的絕好機會。
60多歲的美國代表有“四重”原則:重點控制環節每次必親自檢查,重要控制文件必須親自簽署,重要會議必須形成詳細紀要,重要控制點必須親眼看到。項目部虛心學習,變被動接受為主動適應,把美國代表可能想到的提前想到,沒有想到的也都做好,走在了美國工程師前面。
在質量控制(QC)攻關中,項目員工熟練運用高效的管理流程,掌握了“開合關閉法”:遇見問題啟動處理程序,首先停止相關施工,組織召開專業會議、分析原因、制定書面措施并監督措施的執行,檢查效果、問題關閉,按程序嚴格地書寫材料,保證問題的可追溯性。ASME國際工程講究“資質控制、原材料控制、過程控制、文件控制”,不放過任何一個細微末節。以往進行RT檢測時,大家認為只要底片上焊縫合格就可以。經過這項工程,大家明白了不但要焊縫合格,而且片子的黑百度、像質計的選用與放置等等都要合格才行。經過施工鍛煉,項目部還培養出4名熟悉ASME工作流程和工作方法、掌握美國相關標準的技術管理人員,8名具有ASME焊工操作資質的高級焊工。他們高質量地完成了1.4公里的主要工藝管線的焊接,以高標準贏得高質量。
項目部《鎳基合金異種金屬堆焊》QC成果獲得中國石油工程建設協會QC成果一等獎,《厚壁異種鋼焊接》QC成果獲得中國建筑業協會全國工程建設優秀QC成果二等獎。該QC小組獲得“全國工程建設質量管理優秀QC小組”榮譽稱號,實現了消化、吸收、創新的預期目標。
與此同時,立足于AP1000的我國ACP1400技術研發已拉開帷幕。不久的將來,人們將在安全、健康、祥和的氛圍里,享受核能帶來的美好生活。
在市場萎縮、競爭十分激烈的形勢下,中油一建敢攬“瓷器活兒”,首次進入核電建設領域,參建世界最先進AP1000核電主泵試驗臺,使核電技術國產化進程又向前邁進了一步。