缩略图
Primary Education

浅谈国内核电厂推动建设核能综合利用能力研究

作者

惠铖

广西防城港核电有限公司 广西防城港市 538000

一、绪论

2023 年习近平总书记首次提出加快形成“新质生产力”,聚焦国有企业 “三个作用”,在传统核能领域进行产业升级,由大容量稳定电能供应转向更为智能、低碳的综合能源供应,降低产业和周边产业碳排放成为了核能产业发展新质生产力的内在要求。《“十四五”能源领域科技创新规划》中将“安全高效核能技术”作为“十四五”时期能源领域科技创新重点任务之一,并在今后一段时期仍将持续。

立足国家的战略定位和企业自身发展要求,核电厂应该积极抓住历史机遇期,开展核能综合利用项目可行性论证的同时,加快建设核电厂核能综合利用能力,为做好产业升级和提升企业竞争力做好准备。为此,有必要对核能综合利用示范项目深入调研,总结吸纳良好实践经验,为国内核电厂后续核能综合利用项目开发提供借鉴。

二、国内外核能综合利用示范项目发展现状

本文坚持问题导向,以江苏省某核电厂、山东省某核电厂核能综合利用项目以及广东省某核电厂三十年改造项目为调研对象。通过实地调研、访谈调研及参加学术论坛等方式,结合国家对于核能产业的发展规划及现状,提出后续核电厂核能综合利用能力建设的相关建议。

(一)江苏省某核电厂工业供气项目调研

江苏省某核电厂已投产了核能工业供气项目,向距离电厂 23km 外的石化产业基地提供低压蒸汽。蒸汽来水由海水淡化装置提供,通过预热器、蒸汽转换器和过热器产生过热蒸汽。通过设置快关隔离阀和多道辐射监测装置确保了介质的隔绝,在技术上避免了潜在的放射性释放。项目投产后预计减少燃烧标准煤 40 万吨,等效减排二氧化碳107 万吨,取得了较好的经济和生态环保效益。

项目建设期间,核电厂成立了公司级的特大技改项目专项组,由公司分管领导牵头,技术改造、设备管理、商务合同、计划、运行,维修、执照申请等多个部门参与。项目推进采用EPC 总承包模式进行,对外与总承包单位签订合同,共同完成项目的设计、建造、调试等工作。项目实施阶段,电厂在合同条款的整体框架下,按照特大技改项目管理流程,对于供气项目安全性和可靠性进行了充分的论证和测试,确保技改方案满足设计要求。

(二)山东省某核电厂冬季供暖项目调研

山东某核电厂按照当地能源升级及清洁供暖规划,分三期建设投产了冬季供暖项目,为周边区域提供绿色蒸汽。供热能力为 900MW,供热面积为 3000 万 m2 ,机组热效率提升至 55.9% ,每个供暖季预计节约原煤 10 万吨,减排二氧化碳 18 万吨。同时,供热的介质选择了海水淡化后的清水,实现了水热同传。

在项目管理上,核电厂作为热源企业,以厂区边界划分技术管理和商务结算的接口,厂区外由供气平台公司进行结算和热能供应。在项目实施期间,核电厂成立了公司层面的大型技改专项组,由公司分管领导牵头,多个部门深度参与其中,采取 EPC 总承包模式,在合同条款的整体框架下,按照特大技改项目管理流程进行管控。

(三)广东省某核电厂三十年改造项目调研

作为重大改造项目,广东省某核电厂三十年改造与核能综合利用项目类似,在项目管理、风险管控、设计改进、系统调试、质量保证等多个方面均有较强的借鉴意义。三十年改造既符合新机组工程项目管理的特点,也遵守成熟机组的工程改造流程,同时还要满足机组施工的风险识别和管理要求。为保证项目成功实施,核电厂成立了三十年改造专项组,采取多个子项目管理的模式,联合设计、建造、调试、DCS 研发等多家单位组建专业化团队,共同完成了这次大型技术改造项目。

调研国内外的核能综合利用项目,还有同位素生产,可通过核反应堆产生钚 -238、锎 -252、碘 -131 等多种同位素。在制氢方面,核能可以依托较为丰富的电能供应,采用碱性电解、PEM 电解、SOEC电解等技术进行制氢。随着反应堆研发能力不断提升,如伴随高温气冷堆等第四代反应堆技术路线成熟,其高温气体在核能供气、核能制氢方面的优势更加明显。

(四)目前国内综合利用发展现状分析

目前各电厂在核能综合利用项目和改造项目上均实现了高质量建设和投产,在推进国家战略、服务周边产业、实现企业增值方面起到了良好示范作用。在项目管理能力建设上也形成一套成熟有效可借鉴的运作模式,结合调研成果有如下启示:

1. 积极开展项目前期研究。

调研电厂结合自身发展现状和周边产业结构,宜气供气,宜暖供暖,积极吸取国内外成功实践和最新科研成果,较早启动国家战略分析和政策研判,积极开展市场调研和经济性论证,与政府、企业、高校及监管机构建立了良好的沟通协作机制,取得了项目开发的先发优势,成功实现了成果转换。

2. 科学应用项目管理模式。

面对大型项目开发,调研电厂结合自身机组建设经验和同行良好实践,项目管理多采取了 EPC 模式。既发挥了总承包单位的项目建设优势,保证了设计与施工的前后台联动;又保证了核电厂对于项目的深度介入,特别是厂内与核电机组接口系统的技术审查和质量管控,确保了项目的建设质量和技术性能满足要求。

3. 统筹规划项目人才队伍。

为统一指挥、集中调度,协调各方资源,调研电厂均组建了以总经理部成员牵头的项目管理团队,制定并完善了会议制度、决策制度、沟通制度、审评制度。同时分类、分批展开了对管理人员和技术人员的培养,组建了一批合格的建设及运营队伍,通过高效、完善的组织运作为项目推进提供了组织保障。

4. 审慎应对项目技术风险。

面对项目开发过程中存在的技术风险,调研电厂建立了完善的风险管控体系,在人员资质、技术评审、设计仿真、设备调试、系统运行等方面均做了相应的部署和安排。充分借鉴了核电机组建设中应对技术风险的运作模式和良好经验,在项目推进中坚持安全第一,审慎应对技术问题,防范重大风险发生。

5. 稳妥推进项目实施计划。

在项目开发过程中,调研电厂分类、分级制定了项目建设计划和生产筹备计划,通过计划管控牵引项目建设,协调跟踪资源配给,做好上下游联动,优化施工工序,减少交叉作业,并建立了有效的计划优化反馈机制,确保了项目的有序推进。

6. 全力保障项目配置资源。

调研电厂建立了完善的资源保障机制,以项目组统一调度,从人力、设备、场地、仓储、工具、仪器及通讯等多方面进行资源配给,建立应急资源调配机制,全力保障项目开发按期推进。

三、建设核能综合利用能力后续方向

结合核能综合利用示范项目在组织运作、人员培养、安全文化、制度建设、资源保障和科技创新等方面的良好实践,结合自身思考在如下五个方面提出建议:

(一)统一集中指挥,完善组织运作

对于在运核电厂,核能综合利用项目是大型的技术改造项目,既不同于新机组的建设,又不同于一般的改造项目。涉及到与在运机组在资源、空间、技术、安全管控等多个方面相互影响,高度的资源集中、复杂的技术要求、严格的风险管控和密集的交叉作业迫使核电厂必须建立一个指挥有度、分工协作、目标引领的组织机构。

核电厂应建立由项目管理、工程改造、设备管理、维修、运行、执照申请等各个领域组成的项目组,并由公司级领导担任专项组组长进行统一指挥协调。同时涉及到外部的设计单位、监理单位,施工单位等,应建立以核电厂牵头的多单位联合项目组,形成良好的协调机制。项目管理模式上目前多以 EPC 模式为主。电厂对内应该建立健全规章制度,对外应以合同条款来约束,确保电厂内外部运作机制有效。

对于后续新建核电机组,核电厂应当把核能综合利用项目作为正式功能体现在初始设计中,尚不具备建设条件的也应留好接口。此时,核能综合利用项目作为新建机组建设的一部分,按照核电工程管理模式进行管理,不再需要成立技术改造组织。

同时,组织的建立、健全应根据项目开发需要分阶段、分批次进行。前期可以以柔性组织进行运作,随着外部条件的转变和自身条件的成熟,逐步过渡到正式的组织运作中,因此对于外部市场的把握则成为了前期项目工作的关键。

(二)加强人员培养,提升业务能力

核电厂人员培养周期长,专业要求高,在核能综合利用项目建设中应把人员能力建设放在极为重要的位置。

首先,核电厂人员应具备足够的项目管理能力。在管理模式、前期开发、项目监造等方面对人员专业知识和管理经验要求较高,应设置专门岗位,必要时可与外部单位合作。对于已投产多年的核电厂,电厂人员对于新项目管理的能力提升更为迫切,应提早谋划。

其次,核电厂人员应具备较强的设计审查能力,结合机组特性以及用户需求,对于项目技术路线进行全方面审查。对于在厂内新增的系统和设备,应该按照电厂的统一要求,实现标准化、一体化管理。应该建立技术评审的分级分层决策机制和完整的技术变更质量管控体系。

此外,核电厂人员应具备合格的系统调试能力。根据合同模式也可以委托有经验的总承包单位参与,但此举不应减轻核电厂在系统调试过程中的责任及降低参与深度。在调试过程中发现和解决问题,测试设备性能,确保项目投产后能够满足设计要求。

最后,核电厂人员应具备优秀的设备运维和应急干预能力。培养足够数量的生产人员,为项目的安全稳定运行提供人力保障。原则上生产人员应由前期设计审查和调试人员自然转换而来。针对项目可能出现的瞬态和异常,核电厂应当建立正式的人员培训体系和应急干预体系,以满足应急处突的需要。

(三)坚守底线思维,培育安全文化

核电厂应牢牢守好安全特别是核安全这一生命线,培育安全文化,把安全理念体现在项目设计、建造和运营全过程,在技术路线选择和经营战略决策上坚持底线思维,防范重大风险发生。核电厂要在健全安全生产制度、制定安全风险预案、开展安全隐患排查、做好人员应急演练,提供安全保障资源等多个方面持续发力,不断稳固安全生产基础。

核电厂领导干部应率先垂范,开展多种形式的安全文化培育,并在人才选拔、激励考核、工作程序、规章制度、生产活动、风险管理等多个方面得到体现,促使员工和外部合作单位始终坚持高标准,坚持安全第一,为项目的高质量建设和运营提供保障。

(四)健全制度建设,夯实质量根基

核电厂必须建立一整套完整的项目管理和工程改造制度,从组织管理、人员培养、市场调研、流程管控、质量保证、审查审计等方面不断完善,以不断适应新的项目开发利用模式。同时应建立定期审查机制,以便对与实际做法不相适应的规定加以完善。

此外,项目开发应建立一套完整有效的质量保证体系,原则上可利用现行质量保证体系并加以完善。通过建立质量保证大纲,从法规标准、人员资质、程序文件、设备等级、工艺控制等方面进行全过程质量管控。应注意加强同行对标,建立定期检查机制,确保项目质量满足电厂及用户要求。

(五)统筹资源保障,发挥创新引领

电厂应当根据项目开发的进展,结合实际情况,分阶段、分领域配置相应资源,为项目有序推进提供资源保障。为此,应编制项目建设和生产管理大纲,制定并推进有指导性的实施计划。

在人力资源方面,在项目可行性研究和前期论证阶段,主要配备市场调研、经济性分析,技术审查等领域的人员。同时根据项目进展分批开展运维人员储备和培养,可采取驻厂实习、委派培养、联合设计或工作应用等形式开展培养计划。

在物质资源方面,对于项目所需要的工器具、办公器材、测量仪器、备品备件等,应该建立相应的台账、清单和记录,并完善在场地、资金、厂商、行政等方面的资源保障机制,探索在合同框架约束下对资源进行集中调配,实现资源的最优化配置。

同时,在项目开发中发挥创新引领,加大科研新成果引用。如采用 AI 和数字化技术,在智能化巡视、设备状态自动化诊断、工艺流程可视化、人员行为探测等方面有所应用。在设备管理、维修策略、工器具研发等方面也应坚持科技创新,不断提升项目可靠性和经济性。

四、结论及展望

发展核能综合利用产业是我国践行新发展理念、落实双碳目标而催生的新发展模式,是核能领域不断培育新质生产力的必然选择。当前国家已经对战略性新兴产业发展提出了明确的规划和时间表,核能综合利用符合国家能源结构转型、打造清洁低碳能源体系的要求,提供了新经济增长点、创造了新商业模式。核电厂应牢牢抓住历史机遇,立足理论指导、组织运作、能力建设、安全文化、制度建设、资源保障和科技创新等方面,加强思想引领,健全产业发展机制,加快培育新质生产力,加大科研成果转换,不断为国家能源结构转型,推进现代化强国建设提供助力。

参考文献

[1] 习近平著作选读: 第1 卷[M]. 北京: 人民出版社,2023

[2] 习近平 . 发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点 [J]. 求是 ,2023(11):4-8.

[3] 叶奇蓁 , 苏罡 , 黄文 , 等 . 新质生产力推动核电高质量发展的实践路径研究 [J]. 科技导报 ,2024,42(12):17-26.

作者简介:惠铖( 1987.07- ),男,汉族,山西吕梁人大学本科,高级工程师,核电运行。