关于海外华龙一号核电厂常规岛多方联合设计下问题简析与建议

关于海外华龙一号核电厂常规岛多方联合设计下问题简析与建议

摘要：目前中国自主产权核电“华龙一号”核电厂常规岛设计主要由电力设计研究院和汽轮发电机设备生产厂家联合设计完成。国内的汽轮发电机设备生产厂家主要有东方电气、上海电气、哈电集团。设计院主要有广东省电力设计研究院、华东电力设计研究院公司、东北电力设计院等。这些电力设计研究院主要负责核电厂厂房的总体设计及设备布置设计，设备生产制造厂家主要负责汽轮发电机组内部设备及连接管道的设计。因此设计院和设备厂家间互相配合的设计接口较多，某海外华龙一号机组常规岛TG包设置了150余项设计接口进行相互提资与交换，期间设计院和厂家召开接口会20余次，但后续现场施工中仍出现各自设计范围内的设备管道相互碰撞等问题。

通过2015年至2019年间长达5年时间中对海外华龙一号核电项目常规岛TG包的设计管理，发现了很多问题，通过对问题的分析，提出解决方案和优化建议，用于后续核电项目常规岛总体设计和设备设计的管理活动参考。

关键词：常规岛；设计接口；优化建议

1.概述

海外华龙一号核电首堆卡拉奇K-2/K-3核电站机组位于阿拉伯海沿岸、巴基斯坦卡拉奇市附近，距巴基斯坦首都伊斯兰堡约900公里，距卡拉奇市中区24.8km.巴基斯坦卡拉奇核电站K-2/K-3机组建设项目是中巴两国政府合作项目，是国家实施“中巴经济走廊”和“一带一路”建设的重要成果，也是国家大力推动中国核电“走出去”战略的标志性项目，具有重大政治意义。K-2/K-3核电项目总造价96亿美元，是中国具有自主知识产权的三代核电技术 “华龙一号”ACP1000核电技术在海外的首堆工程，一期规划建设2台机组，具有重要的示范作用，对我国核电走出去国家战略有着重要而深远的影响。

项目中常规岛厂房由华东电力设计研究院公司负责总体设计（以下简称华东院），上海电气集团股份有限公司（以下简称上海电气）作为汽轮发电机设备供货方并负责TG包内部设备间的连接设计。福建永福电力设计股份有限公司是上海电气的设计分包商（以下简称永福院）。因此整个常规岛的设计主要由华东院、上海电气、永福院配合完成。主要设计配合方式为几家单位相互间的设计设备接口手册交换及管理，设计接口讨论会等形式。

卡拉奇核电项目K2常规岛汽轮机由上海汽轮机厂设计供货，型号为HN1145-6.5型凝汽冲动式汽轮机，功率1145MW，布置于主厂房9m层。该机单轴、中间再热、三缸、四排汽，采用纵向布置的方式，汽轮机头部朝向核岛。汽轮机高压缸为整体供货，低压缸由内缸与外缸组成，为散件供货；低压内缸为上下半结构，采用下半缸进汽的方式，通流间隙在工厂内已总装，现场进行复测。该汽轮机的显著特点是体大件重，高压缸重320吨，低压转子重300吨，内下缸重120t，内上缸重103吨。低压外缸拼完成后长14m×宽11m，汽轮机整体外形尺寸为长55m×宽16m×高7.1m。

2.主要问题

2.1常规岛设计参与单位较国内参考电站数量多，增加了接口管理的复杂性；

国内华龙一号核电参考项目常规岛设计中，一般只有设计院和设备厂家两个主要单位完成。但海外华龙一号核电首堆项目中，上海电气将TG内部布置设计分包给了永福院，造成大部分布置类设计接口资料需要从永福院传递到上海电气再传递到华东院，不但设计接口资料交换增加了环节，而且流程变长时效性降低。

对于此问题，后续新项目常规岛TG包设备制造单位招标选择时，要重点考察制造单位的布置设计能力，是否会再进行设计分包。若制造单位必然进行设计分包，则对该制造单位与其他不进行分包的单位要有所区分；其实要对设计分包单位的设计能力、管理能力要重点考量，考虑后续对工程造成的影响。

2.2 常规岛设计设备接口提资内容总体规划欠缺

设计设备接口手册是设计院和设备制造厂家交换的主要纲领性文件。但往往项目前期，各方对新项目的资料需求还不太了解，主要借鉴有阳江和福清34完工机组的TG接口文件，但由于机组堆型发生了差异，以往项目的设计接口文件无法全部适用于本项目。由于前期缺乏对本项目设计接口资料需求的规划把控，后期将带来对各方设计文件出图进度和质量的影响。

对此，在参考已完工机组的常规岛设备设计接口交换资料的同时，不能依葫芦画瓢，还应参考本项目的前期设计文件，及时作出设计设备接口提资内容的补充和修正。比如，应在设计接口中应适当建立设计院到设备厂家的接口，适当建立设计院和设备厂家后续现场布置改变后提资到对方的设计接口。

2.3 现场变更后的反提资流程缺乏；

由于华东院设计部分和上海电气设计部分图纸，现场施工时均会产生变更，产生的变更必须及时传递到对方单位，否则对方单位进行现场施工时容易发生管道设备碰撞，大部分碰撞修改涉及安装修改或材料补供将影响现场进度。

对此，华东院设计和上海电气负责设计的土建和管道布置图纸、DEN、FCR，在施工阶段应提早建立渠道，完善的现场问题反提资流程，及时定期发送对方进行分析，做到在工程中了解双方变更情况，作出对应性修改变更，尽早开展材料的补供工作，减少后续现场突发问题对安装工作的影响。

2.4 分包设计后总体设计院不参加厂家设计部分审核风险

由于华东院和上海电气及永福院均参与常规岛的设计。华东院只对上海电气提交的设计接口资料进行审核，其余上海电气设计资料不进行审核。上海电气设计的管道，也是常规岛管道布置的主要组成部分，厂家设计文件无设计院审核把关可能有一定的设计风险（如小管与油气主管道过近，小管与主管接口错误等）。

对此，项目前期在与总体设计院合同谈判时，要考虑设置常规岛设计总体院对厂家设计资料的审核条款，以减少风险。

2.5设计阶段模型碰撞检查不足

由于华东院和上海电气及永福院设计内容，是自身经营发展的核心知识产权，都设置有保密性管理。但若各单位设计内容，若不进行有效的碰撞检查，则后续现场施工中碰撞将不可避免。

对此，两家单位需要进行密集和定期的设计模型碰撞检查，将碰撞打架问题解决在设计阶段。碰撞检查结束后，双方原则上不再调整管道布置修改，若有修改，并涉及到对方的管道修改，需正式提交干涉部分的内容，双方协商解决碰撞问题并以接口资料形式确定最终布置方案。

3 结语

核电站的建设是一个复杂而庞大的工程，常规岛的建造在整个华龙一号核电站中成本费用都占一大部分比例，是整个核电站建造到发电的重要环节，因此加强和优化常规岛的设计管理对核电站的造价降低起着至关重要的作用。 参考文献

[1] 周垚佐.浅析常规岛汽轮机施工，《工程技术（文摘版）》2016年 第12月

[2] 王小宁 浅谈核电站常规岛技术方案 《广东电力》 1999，（1）

[3] 刘伟 杨骏之 核电站常规岛工程设计进度管理现状及改进建议 《城市建筑》2016年 第32期

[4] 谈志兵 常规岛及BOP三级进度计划整体分析 山东工业技术 2016，（14）