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核电项目高质量建设和安全运行的基础
时间:2023-08-03 23:18 所属分类:科技论文 点击次数:
引言
核能的发展是我国推进能源安全战略的重要举措。核电产业在国内经济前景广阔,满足了大规模核电项目发展的需要。核电前期工作是核电项目管理的重要组成部分,是能源战略和规划向工程建设的关键起点。随着我国核电产业逐步走向规模化发展阶段,核电机组装机容量不断扩大,核电前期工作的专业化、标准化成为核电产业可持续发展的方向,成为影响核电项目建设进度、投资和整体质量的关键因素,也是核电项目高质量建设和安全运行的基础。
1、核电前期工作概述
核电项目可简单分为前期准备、工程建设、运营、退役四个阶段。核电前期工作的主要任务之一是为投资者的决策提供真实可靠的科学依据,确保核电项目投资完成后,在为社会提供安全可靠的低碳清洁能源的同时,实现资本的有效运行,获得相应的投资回报。核电前期工作的重点是选择和确定场地,围绕场地可行性开展一系列论证工作,主要从建设必要性、技术可行性、安全可靠性、经济合理性和环境相容性五个方面;取得地方各级行政主管部门的支持意见,纳入国家发展规划后,项目开工前的准备工作,申请并最终获得国家发改委的批准,取得国家核安全局颁发的施工许可证,实现项目开工建设。
国内外对核电的前期工作和阶段划分有不同的理解和定义。通常,核岛浇筑第一罐混凝土(FCD)作为核电项目进入工程建设阶段的标志。第一阶段是项目规划阶段,主要任务是开展现场选择、项目初步可行性研究、现场保护,最终目的是选择合适的现场,申请纳入国家核电中长期发展规划;第二阶段是项目准备阶段,在现场审批的基础上,围绕项目可行性研究和项目审批申请、施工许可证申请、项目前期准备三条主线,对核电项目进行全面可行性论证,通过国家各级行政主管部门审核,同时进行项目初步设计、主要设备采购、“四通一平”和配套设施建设,达到合法性和现场条件的目的。
2、核电前期工作关键路径分析
2.1近岸海域环境功能区划调整
近岸海域环境功能区划是指根据海域自然属性、社会属性和海洋自然资源开发利用现状,结合当地国民经济和社会发展规划,根据不同的使用功能对近岸海域进行划分和管理,具体划分方法按照《海水水质标准》(GB3097-1997)执行。
压水堆核电厂的热效率一般在37.5%左右,汽轮机组低压缸出口的疲劳在凝汽器内通过海水冷凝,大量余热以温度排水的形式进入自然环境。国家对工业生产产生的温度排水颁布了相关法律法规。《中华人民共和国海洋环境保护法》(2017年修订)规定,向海域排放含热废水,必须采取有效措施,确保邻近渔业水域的水温符合国家海洋环境质量标准,避免热污染对水产资源的危害。《海水水质标准》明确规定了四种海域类型及其对应的人为海水温升限值。受温度排水影响的海域属于一般工业用水区,即近岸海域环境功能区划中的第三类环境功能区。超过第三类环境功能区边界的海域,应当执行不低于第二类海水水质标准,即与底部海水温度相比,夏季温升不得超过1℃,其他季节不得超过2℃。[1]
近岸海域环境功能区划与海洋功能区划相似,属于规划工作,一般由地方行政主管部门定期调整。当核电站温度排水需求扩大申请海洋功能区划调整时,经常与当地农业和渔业区发生海洋冲突。受稳定传统水产养殖区政策的影响,地方政府通常倾向于渔民和海洋农民,使核电项目处于不利地位。在核电项目各阶段环境影响评价过程中,温度排水对周边海域的影响一直是评价者高度关注的问题。
为确保项目海洋合法合规,滨海核电项目在前期开发阶段,往往需要按照上述标准进行温排水数值模拟计算和物理模型试验研究,在项目批准前及时申请项目海域海域环境功能区划调整,确保严格遵守相关海洋功能区划、海洋生态红线、海洋功能保护区和生态敏感点控制要求,尽量减少温度排水对海域生态环境的影响。温度排水影响的分析论证一般在初步可行性研究阶段启动,研究结果应及时与当地行政主管部门沟通,在项目可行性研究阶段进行详细论证,提出调整申请。
2.2技术专项管理
技术研究工作是核电项目可行性论证的基础,贯穿核电项目现场选择到审批申请的全过程,为现场选择报告、项目可行性研究报告、项目审批申请报告提供重要技术输入,为业主与地方行政部门沟通,争取支持意见和审批文件提供依据。此外,在获得施工许可证的过程中,还需要进行大量的技术研究工作。因此,在核电准备阶段,梳理各技术主题之间的逻辑关系,明确关键路径,合理安排顺序,是实现核电前期工作进度和风险控制的必修课。
对于一些基本的数据采集技术主题,我们也应该注意其技术特点。如果水文测试需要进行四季典型的潮外测量工作,项目持续周期长,工作窗口期受当地自然条件影响,研究成果是海洋使用论证报告的前提,限制项目可行性研究报告、环境影响评价报告编制和项目海洋审批文件,不合理安排可能导致多条主线工作延误。因此,对于相对密切相关的技术主题,可以考虑委托同一单位承担,减少技术界面,降低管理成本,充分利用资源,缩短工作周期。
核电项目前期开发各阶段的技术主题包括地质、水文气象、工程方案、环保等专业。核电新厂址项目准备阶段需要开展的技术项目从40个到50个不等。同时,还需要根据项目初步可行性报告的评价意见、厂外输电线路与当地自然保护区的干预、采用专项工程方案(如冷却塔、海水淡化)等因素进行进一步的技术论证。【2】核电前期工作技术项目数量复杂,需要多家外包研究机构同时开展。但新厂址筹备阶段核电业主分配的人力往往较少,专业覆盖不够全面。管理过程中要注意引入外部资源和技术支持,做好各阶段技术研究质量控制,邀请与行政主管部门密切合作的科研机构或高校专家参与成果评审;组织沙盘演绎,提前规避风险,制定详细的核电前期工作管理方案。
2.3初步设计设计管理程序系统制定
核电厂主体工程设计是一个非常复杂的系统工程,分为总体设计和初步设计,总体设计包括核电厂总参数、总体技术方案、总平面布置图、设备采购分包建议等施工准备项目,初步设计是更具体的设计方案体系,也是施工许可证申请的前提条件。核电项目在国家政策、现场条件、技术路线和各阶段提出的评价问题不同,初步设计中的改进项目也不同。初步设计决定了核电工程建设的“先天质量”,是核安全最基本的保障措施,是将各种先进技术成果融入电厂设计的最佳切入点,对工程成本影响巨大。
初步设计是我国基本施工程序规定的设计阶段,是工程设计中非常重要的阶段。现阶段必须实施各系统和子项的技术方案,编制主要设备规格,具备对外招标采购的条件。随着核电厂建设规模的不断扩大和工程实践经验的积累,各方充分认识到设计管理是影响核电项目建设进度和质量的最重要因素之一。核电项目批准开工后,设计管理是否能保证工程建设质量,加快施工进度,节约投资,项目建成后能否获得最大的经济效益、环境效益和社会效益起着关键作用。