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关键词:三门核电;职业健康监护;健康;安全
【中图分类号】O213.1【文献标识码】A【文章编号】1672-3783(2012)03-0013-02
1 前言
三门核电的职业健康监护是职业健康管理体系的重要组成部分。按照国家有关法律、法规的要求,三门核电自成立起,就进行了员工上岗前和在岗期间的健康检查,特别注重对操纵员的医学监督。三门核电参照1990年5月19日开始实施的核安全导则《核电厂运行期间的辐射防护》(HAD103/04)中对于核电厂运行期间的医学监督和检查的目的、组织和职责的相关规定,同时参照《职业病防治法》、《放射工作人员职业健康管理办法》、《放射工作人员健康标准》和《核电厂操纵员的健康标准和医学监督规定》等国家有关法规和行业标准,不断学习和借鉴同行的经验,逐步建立三门核电职业健康监护体系,为三门核电的安全建设及安全运行提供有力的健康保证。
2 三门核电职业健康监护的目的和任务
三门核电职业健康监护的目的和任务,主要是:
2.1 对工作人员的健康状况进行评价。三门核电对于所有员工,在上岗前都要进行严格的健康检查和工作适任性健康评价,目的是防止有职业禁忌症的人从事相关工作,因为电离辐射是核电厂的最主要的职业病危害因素,所以要求放射工作人员的健康必须符合国家标准,上岗后每年还要进行定期健康检查和工作适任性健康评价,对于解除职业病危害因素的职工,离岗时也必须进行健康状况的评价。
2.2 保证和促进工作人员健康适应于员工的工作条件。通过上岗前和在岗期间的健康检查,及时发现并排除职业禁忌症,调整合适的岗位,保证员工的健康情况始终适应于其所从事的工作岗位。这样既有利于员工的身心健康和生命安全,又有利于核电厂的运行安全。
2.3 提供在职业或事故辐射情况下有用的原始资料。要进行异常照射情况下的医学干预,如应急照射前和照射后的医学干预,必须有原始资料做参考。通过收集和整理放射工作人员的职业史、职业病危害因素的接触史、现病史、既往史、个人史、月经婚姻史、家族史和各种健康检查资料,进行归档、分析和评价,能够确保资料的连续性、完整性和有效性,为核电厂运行管理者在应急情况下的迅速决策提供依据。“在内、外照射超过规定值的超限照射或怀疑有超限照射后,必须寻求医学咨询”时,能够提供有价值的医学处理意见或建议。在涉及到职工就医、职业病诊断、职业流行病学调查甚至于医学法律诉讼时,完备的原始健康资料也是非常宝贵的参考数据。
2.4 改善三门核电员工群体的健康状况,促进电站安全。对健康资料进行群体健康评价,有助于了解三门核电员工的整体健康状况和变化趋势,从而相应的调整职业健康管理政策,修订职业卫生相关程序,及时采取切实有效的措施,预防可能出现的疾患,消除或减轻已经发生的不良健康因素,使三门核电工作人员的整体职业健康状况不断改善,提高工作人员的整体心理和身体素质,促进电厂安全。
3 三门核电医学监督组织
三门核电目前实行公司级-处级-科级三级管理体系,医学监督功能设立在三门核电有限公司保健物理主管部门。
保健物理主管部门还负责管理三门核电现场医务室。三门核电现场医务室采用委托经营管理的模式进行运营,以实施现场急救及快速转运为主要职能。现场医务室采用24小时不间断轮班制度,为三门核电的现场急救、核事故医学应急和医学监督工作提供支持。
三门核电附近的宁波和台州当地医院具有较好的医疗条件及技术力量,能够很好的配合三门核电做好健康检查、非放射损伤救治和核事故医学应急工作。
作为多家核电站核事故场外应急医疗救援医院的苏州核工业总医院(苏州大学附属第二医院),具有先进的医疗设施、设备、条件和丰富的放射损伤临床救治经验,是三门核电实施放射工作人员医学监督和放射损伤救治的重要后援。
4 三门核电职业健康监护的实施
三门核电职业健康监护的内容主要包括:上岗前、在岗期间、离岗时和应急的职业健康检查和工作适任性健康评价,以及健康档案的管理、群体健康评价、信息反馈和医疗保障措施等。
4.1 上岗前的健康检查:上岗前的健康检查一般分为3步进行:首先,三门核电招聘新员工时,对于候选人在组织面试和考核前,必须通过一般员工所要求的健康检查,排除健康状况不符合基本要求者;其次,新聘员工报到后,立即组织健康复查,对于拟安排放射工作的新员工,还要按照《职业健康监护管理办法》和《放射工作人员健康标准》(GBZ-2002)的要求,进行包括电测听、肺功能、淋巴细胞染色体、微核等特殊健康检查,对于达不到放射工作人员健康标准的员工,在上岗前即调整到非放射工作岗位,对于常规健康检查仍然有不确定因素者,补充其他特殊检查项目以便进一步确定。
通过以上三个步骤的健康检查,可以保证三门核电的工作人员在上岗时是完全符合健康要求的,严格的上岗前职业健康监护,有利于员工的身心健康,也从源头对健康和安全进行了控制。
4.2 在岗期间的定期职业健康检查:三门核电在岗期间的职业健康检查一般每年进行一次,主要由四个部分组成:操纵员的特殊健康检查、放射工作人员的职业健康检查、其他员工的常规健康检查和针对女员工的妇科检查。
操纵员的职业健康检查由具有放射工作人员职业健康检查资格并具有较高医疗水平和条件的苏州核工业总医院具体实施。除了满足核电厂放射工作人员的常规健康要求外,还进行诸如电测听、肺功能、外周血淋巴细胞染色体、微核、非特异性酯酶、甲状腺功能等特殊检查,特别是心理测试,目前中国还没有建立评价标准,不能用于诊断,但对于核电厂筛选具有较高心理素质的操纵员,具有重要的参考价值。
三门核电引入中核集团开发的核电厂心理测试系统,为员工提供发现心理问题和解决问题的途径,目前整个系统在试运行和不断的建设完善中。
对其他员工的常规健康检查由有资质的医疗机构进行,兼顾到三门核电的放射工作特点,在检查项目上,以《职业健康监护管理办法》和《放射工作人员职业健康管理办法》为依据,参考以往健康检查中发现的健康问题,既达到了核电厂放射工作人员的一般健康要求,又能够有的放矢地开展健康评价和随访。针对女职工的妇科检查,主要出发点在于关心妇女的健康和计划生育措施的落实,检查结果也归入职业健康监护档案。
定期健康检查的周期为每年一次,特殊情况针对特殊人群临时增加检查。
4.3 离岗时和应急的健康检查:对于接触职业病危害因素的劳动者,离岗时还要进行必要的职业健康检查。对于核电厂来说,电离辐射是最主要的职业病危害因素,在应急情况下要进行必要的职业健康检查,将综合利用各种检查手段、采取最有效的措施,满足应急健康检查的需要。到目前为止,三门核电未发生过需要应急检查的相关事件。
4.4 健康档案的管理:三门核电开发了职业健康管理系统,确保所有工作人员的个人资料纳入管理系统的资料库,方便快速查询,应急使用。
三门核电个人健康档案主要包括个人健康档案清单、上岗前健康检查记录、在岗期间历年的健康检查记录、特殊作业要求的健康检查记录,健康检查结论表、放射工作人员工作适任性健康评价以及其他直接与健康相关的文件。
所有的职业健康检查资料由保健物理主管部门负责收集和保存,对健康资料进行整理后,形成健康文件,归入职业健康监护档案。
4.5 群体健康评价:三门核电的群体健康评价主要包括核电厂全体员工的基本健康状况、群体发病情况和影响群体发病的危害因素的分析及后续建议等几个方面。
员工的基本健康状况可以通过分析员工的因各类疾病缺勤情况、各类疾病的新发病人数、期末慢性病患病人数、某些疾病的高危人群情况等指标进行评价。核电厂群体发病情况则可以通过传染病发病率、慢性病发病率,职业病和职业中毒发生率、死亡率进行分析和评价。影响群体发病的危害因素分析,主要通过对健康检查异常结果的统计学分析,结合职业问诊、流行病学调查资料,找出可疑的致病因素,从而开展有针对性的群体预防保健措施,促进整体健康素质的提高。
4.6 信息反馈:三门核电职业健康监护的信息,主要向3个方面反馈:首先,反馈给公司管理层和相关处室,目的是根据员工的健康状况,及时发现职业禁忌症,调整适当的工作岗位,防止因员工的不良健康造成安全事故的发生,同时也有利于保障员工的身体健康和生命安全;其次,反馈给员工本人,员工可以通过反馈情况提高个人健康保护意识,注重个人卫生,消除不良习惯,加强锻炼,促进自身健康,员工健康状况的改善对于核电厂的安全运行同样具有重要意义,第三,反馈给职业健康检查医疗机构,及时调整和补充健康检查项目,重点关注异常健康状况,确保健康检查的针对性、准确性和健康随访的效果。
由于员工的健康状况属于个人隐私,三门核电在信息反馈措施的具体实施过程中,特别注意员工健康检查资料和健康状况的保密管理,没有职业健康管理工程师的允许,任何人不得随意查询、借阅或复印职业健康监护档案,员工仅限于查询和复印本人的健康检查资料。
4.7 医疗保障措施:公司所有员工的医疗保障,全部纳入到社会医疗保险体系,对于普通疾病,员工可以到所在地任何社会医疗保险定点医院诊治。
对于放射损伤,三门核电及时协助这些患病员工转运到放射损伤专业医疗机构诊治,对于疑难、发病率较高的常见病或疾病前状态,考虑在适当的时候,邀请高水平的临床医学、放射医学、营养学、心理学方面的专家来现场提供医疗保健及医疗信息咨询,必要时协助员工至相应的医疗机构诊治。
加强预防保健措施。对于常见的传染病,首先从源头抓起,防止病从口入,公司所有从事饮食服务相关的员工,都是经过严格健康检查和筛选,符合该行业健康要求者方可上岗,并定期检查和监控其健康状况;饮食制备过程实行严格的卫生措施。预防接种传染病疫苗,增强了员工对传染病的抵抗能力。对于已患传染病或到过强流行性的传染病疫区的员工,实行严格的隔离、医学观察、预防和治疗措施。三门核电根据公司实际情况制定了《突发公共卫生事件应急预案》,在出现类似事件过程中能够快速、有效的进行反应。三门核电为员工提供丰富的体育活动的场所和器械,经常开展各类群众性的体育比赛和健身运动,保护和促进员工的健康。
5 总结
自三门核电开工建设以来,职业健康监护工作逐步从分散的、非系统的状态发展到比较规范和完整的体系,能够有效的执行国家的法律法规和标准,在较好的完成对放射工作人员医学监督任务的基础上,逐步实现对电站所有职工的职业健康监护,保护劳动者的健康,促进三门核电的安全。目前由于三门核电尚处于工程建设和调试阶段,还不能进行全员和全方位的高标准医疗保健服务,相信在三门核电正式投入商业运行并实现产值后,职业健康监护工作一定能够发展的更快、更完善,最终实现包括心理、生理、疾病前状态的预防、疾病的诊治、患病后的康复、社会健康氛围的建立等全方位的职业健康监护和医疗保障服务。
三门核电在学习和借鉴国内其他电站职业健康管理经验的基础上,虽然已经基本形成了职业健康监护体系,但从长远发展角度出发,三门核电希望能够继续加强国内同行的交流和经验反馈,在主管单位的组织和推动下,与国内其他电站一起,建立统一的、高水平的职业健康监护体系,以尽可能少的投入达到尽可能多的效益,促进员工的健康、核电厂的经济效益和安全运行共同发展。
国内各行业管理水平参差不齐,各种职业病发生及维权案例经常见诸媒体,希望三门核电的职业健康监护体系的建立经验能为其他行业提供参照,各个行业都能形成标准化的职业健康监护体系。
参考文献
[1] 国家核安全局.核安全导则 HAD103/104 核电厂运行期间的辐射防护,1990
[2] 中华人民共和国卫生部. 放射工作人员职业健康管理办法(55),2007
[3] 中华人民共和国卫生部. 放射工作人员健康标准. 中华人民共和国国家职业卫生标准(GBZ98-2002),2002
国家核电技术公司(下称“国核技公司”)董事长王炳华昨天在“2013年全球公用事业与能源大会”演讲时发表了上述言论。
王炳华认为中国将成为全球最大燃机车中国目前正在运行的核电装机容量为1250万千瓦,按照此前出台的核电发展规划,到2015年,核电总装机容量将达到4000万千瓦;到2020年,核电的规划装机容量则将进一步提高至5800万千瓦,并且在建3000万千瓦。
受日本福岛核事故影响,中国的核电建设曾停滞了一年多,根据电监会此前的数据,2012年中国核电装机容量为1257万千瓦,同比“零增长”。但随着《核电安全规划(2011-2020年)》和《核电中长期发展规划(2011-2020年)》的,中国核电建设已经于去年年底正式重启。
“我国现在已经全面恢复了核电站的建设,同时也提高了准入门槛,下一步新建的核电站都将按照世界最高标准来建设,技术路线的选择将以第三代非能动型核电技术为主。”王炳华说,“2012年,全国的核电发电量只占全部发电量的1.2%,到2020年,我们争取使核电发电量比重达到5%。”
王炳华表示,未来中国不仅是全球最大的核电市场,还将成为核电技术创新的重要基地。目前国核技公司主推的是第三代非能动型压水堆核电技术AP1000,该技术拥有“非能动安全系统”,可以不依赖外部电源来驱动系统,只需要依靠重力、温差等自然力来进行驱动,不会出现日本福岛核电站类似的事故影响。
据王炳华介绍,全球首批第三代非能动压水堆AP1000核电站正在浙江三门、山东海阳建设之中,目前进展顺利,预计三门核电站一号机组将在明年10月并网发电,海阳核电站一号机组将在明年12月并网发电。
特别是在国家明确内陆核电政策后,他们要重新安排未来3年的工作。这位负责人告诉《中国经济周刊》:“目前,我们主要工作是培养队伍,提高管理和技术人员的水平;同时,积极跟踪国内其他两个正在建设的AP1000核电机组(山东海阳和江三门核电机组)的工程情况,对国家安全更高标准、技术、法律法规进行分析,优化我们工程建设的措施。”
优化已投入资产
内陆核电暂停,很多合同被延缓。
没有兑现的核电设备订单怎么办?“这是国家政策,一些供应商也表示理解。而我们对这些合同进行了优化,供求双方都进行了合理的调整,对工期很长的我们优先考虑,对于可以进行延缓或不生产的,我们暂时不安排。”江西核电公司的一位负责人向《中国经济周刊》坦言。
在过去的投入中,工程机械设备是较大的一部分,如今,这些机械设备的安置就成了让人头疼的问题。在某内陆核电站厂区,记者看到,一部分设备置于露天场地,一个全新的大型混凝土搅拌站格外显眼。
一位核电人士向《中国经济周刊》透露:“核电站的混凝土搅拌站规模较大,其他工程利用它能不能达到想要的产出,他们会算这笔账。”在核电站所在的地区,这些被搁置的工程设备很难被推销出去。
“沿海已开工的核电厂必然已经采购这些设备了。”上述人士表示,“倒是一些未开展前期工作的核电站能用得上,我们会考虑这些措施。”在搁置期间,核电公司的一位负责人告诉记者,他们会努力优化资产。但是,从短期来看,损失已成必然。
“目前还不好评估。”国内某核电公司的一位负责人向《中国经济周刊》表示,“调整期到底多长时间,调整过程中的优化措施,都是变量。”
上述负责人告诉记者:“未来3年,在业务投资上也不会做其他的投资,因为央企承担社会责任,包括政策的变化。核电公司的性质也决定了,我们的业务就是建设运营核电站,并没有被赋予其它业务职能。”对于中电投来说,江西已有中电投江西电力有限公司,因而不可能让核电公司切入水电等其他电力领域。
核电人才培养是最大成本
江西核电公司原本有200多名员工。“目前,一部分员工已经不在九江,公司只留下80多名员工。”一位公司的知情人士透露。在未来3到5年内,公司必须维持运转,在没有营收的情况下,每年公司员工工资及日常开销也是一笔巨大的开支。
这些只是最基本的投入,未来3年开销最大的还是人才培养。“我们核电站操纵人员还在继续学习、培训。”一位核电公司负责人告诉《中国经济周刊》,“实际上,核电人才的培养是维持核电运作的最大成本。”
核电站最核心的技术人员就是反应堆操纵员,核电站建成后,他们将是操纵并保证核电站安全的一线人员。彭泽核电站的一位负责人告诉记者,一般要通过笔试、实操考核、口试三门考试,平均分数超过80分才能取得操纵员执照。“我们从211高校招聘国家规定相关专业的学员,把他们派到核电站进行培训。我们核电站的24个人在田湾核电站培训,已有21个人通过了考试,符合国务院民用核设施管理规定中对核电操纵人员的规定。”
“上岗后,他们仍然需要轮值培训,一般一年要有一个月的在岗培训、两次特大培训,这种培训是终身的。”一位核电人士透露,从学习到上岗,培养一名核电站操纵员需要三四年时间。
上述人士表示:“初步估计,从培养到进入关键岗位,每人大约需要100万元,如果没有自己的培训基地,在初建期核电公司需要更多的钱。”一般来讲,每两台核电机组需要1000名左右的工作人员,其中核心操纵运行人员大约需要200人。如此,彭泽核电站前期工程有4台125千瓦的机组,这大约需要400多名的专业核电操纵人员,将他们培养至上岗的费用就需要4亿元人民币。
对于核电公司来说,未来三五年,培养核电专业人员是一项不能停止的工作。
本刊核电系列报道引发关注
1.《张国宝:中国不可能放弃核电》2011年第39期2011年10月,全国政协经济委员会副主任、国家能源局原局长张国宝接受本刊专访时指出,作为一个人口众多、能源问题十分突出的大国,中国不可能放弃核电,核安全规划、核电安全规划正在做。
2.《中国继续发展核电是别无选择》2012年第1期国家环境保护部核安全和环境专家委员会委员郁祖盛在这篇署名文章中指出:“任何负责任的政治家都会看到,要调整能源结构,解决能源污染和能源安全问题,核电还是现实的重要选择。从这个意义上说,中国一定会继续发展核电,别无选择。”
3.《望江“恐核症”》2012年第9期2012年3月,本刊关注安徽望江对隔江相望的江西彭泽核电站的恐慌并要求该核电站停建的事件。在该封面文章的组稿中,据本刊当时了解:业内推测,2012年核电审批或将重启,“如果《核安全规划》、《核电安全规划》和《核电中长期发展调整规划》这三项规划获批,意味着核电新建项目审批重启进入实质性操作阶段”。
1 秦山核电站
秦山核电站是我国自行设计、建造和管理的第一座30万千瓦压水堆核电站,地处浙江省海盐县,秦山核电站工程建设自1985年3月20日开工,1991年12月15日并网发电,秦山核电站的建成发电,结束了中国内地无核电的历史。
秦山核电站于1994年4月投入商业运行,1995年7月顺利通过国家验收,在自2002年至2005年的第六、七、八个燃料循环内,秦山核电站分别连续满功率运行331天、443天和448天,连续三次刷新国内核电站运行的最好纪录,作为原型堆能够达到此纪录在国际上也是罕见的,经过14年的安全稳定运行,秦山地区尚未发现因核电厂运行引起的放射性污染,周围地区民众对秦山核电站给予了良好的评价。
2 秦山二期核电站及扩建工程
秦山二期核电站,是我国首座自主设计、建造、管理、运营的2×65万千瓦商用压水堆核电站,设计寿命为40年,秦山二期核电站1、2号机组先后于1996年6月2日、1997年3月23日开工,经过近8年建设,两台机组分别于2002年4月15日、2004年5月3日投入商业运行,使我国实现了由自主建设小型原型堆核电站到自主建设大型商用核电站的重大跨越,为我国自主设计、建设百万千瓦级核电站奠定了坚实的基础,并将对促进我国核电国产化发展,进而拉动国民经济发展发挥重要作用,秦山二期核电站采用当今世界上技术成熟、安全可靠的压水堆型,它的设计与建设采用国际标准,根据上世纪90年代国际先进压水堆核电站的要求,在堆芯设计、安全系统设计等方面有多项重大创新,优化了设备设计和系统参数,提高了核电机组的出力,最大出力可达689MWe,平均出力670MWe,高于600MWe的设计值,出力是所有2环路核电站中最高的,秦山二期核电站投资比为1330美元/千瓦。是国内已经建成的核电站中最低的,低于发达国家平均造价,它的上网电价为0.414元/千瓦时,是国内已经建成的核电站中电价最低的,秦山二期核电站1、2号机组每年可向华东电网输送超过80亿千瓦时的电力。
由于1、2号机组的成功建成及投产后的良好运行业绩,国家已经同意秦山二期核电站扩建两台同类型核电机组(即3、4号机组),预计2011年前后,3、4号机组将先后投人商业运行,届时,秦山二期核电站的装机容量将达到260万千瓦。每年可向华东电网输送超过160亿千瓦时的电力。
3 秦山三期核电站
秦山三期(重水堆)核电站是我国首座商用重水堆核电站,也是中国和加拿大两国迄今为止合作的最大项目,电站采用加拿大坎杜6重水堆核电技术,建造两台700兆瓦级核电机组,截至2005年12月31日,两台机组总累计发电达288亿千瓦时,有效缓解了华东地区电力紧张状况。
4 田湾核电站
田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾,厂区按4台百万千瓦级核电机组规划,并留有再建4台的余地,一期工程建设2台单机容量106万千瓦的压水堆核电机组,年发电量达140亿千瓦时。
田湾核电站在安全标准和设计性能上具有起点高、技术先进的特点,其主要技术特点包括:反应堆厂房采用双层安全壳、安全壳预应力张拉系统采用新型倒U形50束钢缆张拉方式、安全系统采用完全独立和实体隔离的4通道、设置堆芯熔融物捕集器与冷却系统等缓解严重事故后果的安全设施,田湾核电站概率安全评价表明:发生堆芯严重损坏或熔化事故的概率小于3.3×10-6/堆年(当前世界上运行的核电站一般为10-4/堆年),发生严重放射性泄漏事故的概率不超过6.4×10-8/堆年(当前一般为10-5堆年),田湾核电站的安全性、可靠性和经济性与西方正在开发的先进压水堆的目标一致,在某些方面已达到国际上第三代核电站的要求。
田湾核电站1号机组于2005年10月18日开始首次装料,12月20日反应堆达到l临界,2007年5月17日正式投入商业运行,截至2007年7月2日24时,1号机组累计发电量36.07亿千瓦时,累计上网电量32.54亿千瓦时,2号机组于2007年5月1日反应堆首次达到临界,5月14日首次并网成功,到2007年7月2日24时为止,2号机组累计发电量3.32亿千瓦时,累计上网电量2.96亿千瓦时。
田湾核电站可容纳8台百万千瓦级机组,总装机容量可达800~1000万千瓦,年发电600~700亿千瓦时,产值250亿元以上,田湾核电站全面建成后,将形成国家又一个大型核能源基地。
在积极推进田湾核电站一期工程建设的同时,江苏核电有限公司正在积极开展扩建工程前期准备和长远规划,同时,田湾核电站作为我国首家获得全国工业旅游示范点的核电站,丰富了当地旅游资源,成为向公众宣传核电是安全、可靠、清洁、高效的新能源的重要窗口。
5 大亚湾核电站
大亚湾核电站是我国大陆第一座百万千瓦级大型商用核电站,拥有两台98.4万千瓦的压水堆核电机组,截至2006年1月,大亚湾核电站累计实现上网电量1563.96亿千瓦时,其中输往香港1061.55亿千瓦时:累计偿还基建贷款本息53.81亿美元,占还本付息总额的94.9%。
6 岭澳核电站
Abstract: This paper introduces the basic idea of modular nuclear power, analyzes and studys the application history and current status of domestic nuclear power modular technology, and through the construction of AP1000 Nuclear Power Plant and the construction status studys the influence of modular technology to the construction of nuclear power plants and gives notes and some improvement measures to provide reference ideas for the development of modular technology.
关键词:核电厂;模块;模块化;人力需求;模块产能;AP1000;建造和施工
Key words: nuclear power plant;module;modular;human needs;module production capacity;AP1000;building and construction
中图分类号:TL3 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)25-0123-02
0引言
模块化技术有很多优点,早已在造船、航空、石化、能源等建设项目中得到成功的应用,有着不错的建造历史和较好的建造经验。因此,美国URD文件在ALWR(先进轻水反应堆)可建造性的政策声明中要求应用先进的模块化技术,尤其要求非能动的ALWR更广泛地采用模块化建造方式。基于此,当今的第三代核电厂大都采用了模块化的设计和建造方法,模块化也几乎成了第三代核电厂的特征之一。
1国内现状
模块的应用在我国也有二十多年的历史,最早用在核岛厂房穹顶钢衬里施工技术中。例如我国第一座核电站秦山一期即采用了核岛厂房钢衬里预制和吊装技术,但当时没有称作模块化技术。模块化技术这个称呼的出现是最近几年的事。如今在核电行业流行的模块化设计、建造技术应用其实始于秦山三期CANDU反应堆建造,也是真正意义上的模块化技术应用。
1.1 穹顶钢衬里模块穹顶钢衬里实际是模块,也可称为“穹顶钢衬里模块”。上世纪七八十年代,秦山一期核电站的穹顶被设计成了上下两层预制,分别吊装,以减少吊装重量。之后的恰希玛核电站建造改进了这个设计,采用整体预制并吊装完成。八十年代的大亚湾核电站的穹顶建造和安装,按照法国的吊装方法进行,即穹顶分为A、B两片穹顶分别预制,吊装就位后再拼接。如今这项技术经过改进,“穹顶钢衬里模块”为整体预制,一次性吊装。
1.2 反应堆厂房钢衬里模块应用国内反应堆钢衬里的安装一般是单块钢板吊装定位,再与其它钢板焊接成环,不是一整层钢衬里吊装,然后与其它层拼接,通常不称作模块化技术。我国钢衬里模块化技术应用始于台山核电#1机组(EPR技术)。2010年3月20日和5月18日,首层和第二层核岛厂房筒体钢衬里模块吊装成功。
1.3 其它模块应用
除了穹顶钢衬里模块、核岛钢衬里模块之外,秦山三期CANDU堆建造中也应用了一些其它模块,包括机械模块和钢结构模块。其中最有代表性的是“下穹顶模块”、 “喷淋钢模块”[1]。下穹顶模块是一个钢结构模块,与普通穹顶模块外观差不多,在地面预置完成由大型吊车一次性吊装就位。当下穹顶在地面预置时,反应性控制机构平台同时安装部件,反应堆厂房也开始安装设备,做到了平行施工。喷淋钢模块是一个机械模块,位于反应堆厂房顶部。包括了大量的钢结构、喷淋系统管道、阀门、设备、电气和仪表等部件,共分为6个子模块。对照以前同样的项目,仅这一个模块就节省了三个多月的建造工期[2]。即将开始建造的山东石岛湾核电站,即20千瓦的高温气冷堆核电站(HTR-PM)也将利用模块化技术建造,包括了广义和狭义模块化的两种概念。
1.4 三门核电模块化我国正在浙江三门、海阳采用西屋AP1000技术建造四个核反应堆,大量使用了模块化技术,包括机械、结构两大类。西屋比任何其它NSSS供应商更彻底地、高度依赖于模块化技术,尽最大可能地使用模块化技术来评估AP1000的42个月的建造工期(FCD~COD),其中FCD~FLD的建造工期只需要36个月。西屋认为,36个月的建造计划最大的单一驱动力就是模块技术[2]。在AP1000核电厂中,结构模块大部分为双层墙体模块,即CA模块。墙体模块吊装就位后,混凝土再浇注在双层钢板中形成墙体。由于模块是在工厂预制,现场组装拼接成整体,因此相对传统的混凝土墙体可以节省绑扎钢筋和支模板的时间,做到了平行施工,节省建造工期。也因为如此,AP1000核电厂的许多区域都布置有结构模块,他们分布在核岛厂房的大部分区域。除了结构模块之外,整个核岛厂房和汽轮机厂都分布着大量的机械模块。
1.5 三门核电模块化存在的问题目前,三门核电机一期工程正处于建造中,大体上来说情况不错。但由于AP1000没有建造过首堆,因此出现了不少问题,要实现50个月建造周期(FCD~FLD,理论计划应为36个月)困难很大。表现在:
1.5.1 模块的数量发生变化因为没有建造过首堆,模块施工设计未完成,因此数量一直变化,趋势如图1。
1.5.2 模块详细设计要求不明模块设计初期,模块设计只有一本技术规格书,规定了模块技术总要求,但模块的详细要求、图纸的细节等没有制定,设计反复修改,浪费大量时间。
1.5.3 模块设计进度滞后模块设计未及时完成造成了三门、海阳核电厂建造进度滞后。例如KB10、KB13两个模块,位于厂房最底层,2008年10月左右才完成REV.0版图纸,此时距离三门FCD只有5个月时间。
1.5.4 采购进度滞后采购进度滞后影响模块设计和预制,因而又造成现场施工进度滞后。
1.5.5 模块安装问题多(设计变更工作量巨大)AP1000建造经验表明,各个模块碰撞多、安装困难等问题较多,设计变更数量大,进度受到很大影响。
2模块化注意事项
核电厂模块化应结合各个厂址不同的厂址特征条件进行具体考虑,并进行详细评估,以实现模块化建造的目标。除了上述问题之外,核电模块产能不足和核电建设人力不足两个方面问题也需重视。
2.1 模块产能不够目前我国仅有一座已建成模块工厂,产量为年产两座AP1000核电厂模块。而另外两座核电模块厂(中核二三公司益阳核电设备厂和中核华兴南京核电设备厂)处于建造计划中,其产能估计都在年产两座AP1000模块,且投产日期都将在2012年初左右。考虑到ASME取证等影响因素,投产日期可能滞后。根据世界核协会(WNA)的报道,我国目前采用AP1000技术的核电项目有48个反应堆,近两年之内也有将近18个堆。
2.2 核电厂建造人力资源不够根据美国能源局(USDOE)NP2010计划对第三代核电厂建造人力资源需求的预测,一个堆顶峰时期人力需求大约需要2400人,如表1。秦山三期经验表明,两座70万千瓦重水堆建造高峰期(2001年)的建造人力数约为7000人,此时,现场仍然需要双班工作。考虑到子分包商以、业主、AECL等的人力,其现场总人力高峰期超过8000人。根据美国和中国的实际国情,考虑到双堆建造时间间隔、双堆建造人力资源的优化作用、模块化建造的节约人力作用以及QS III的模块化施工情况,估计每个双堆建造总人数高峰期应在5000~6000人之间。我国在建和近期(2011年底之前)计划建设的机组共有56台机组(含AP1000技术)和更多规划中的机组。按照25台双机组估算,2011年底前,熟练工的数量需求也达8.8~10.5万左右,高学历人才将在3.8~4.5万之间(据表1)。然而目前我国高校本科核专业毕业人数不到1000人/年[4],各主要施工单位熟练工人数也无法满足需要,缺口巨大。
2.3 模块设计和进度管理优化三门和海阳AP1000核电厂的建造经验表明AP1000模块设计必须在至少三个方面重新优化:①模块设计;②模块设计进度;③模块建造进度管理。模块设计优化包括模块设计和和材料国产化两方面,并应综合起来考虑,方便制图、采购和安装,减少碰撞等问题,做优施工设计。模块设计应在建造开始前完成,以方便设备采购、预制和其它工作,减少变更,从而加快施工进度。QSIII的经验表明,最终的施工设计图纸和文件至少需要比FCD提前9个月完成并到达现场。而日本的经验则显示,提前完成设计还可以节约现场人力大约40%。
2.4 其它需要考虑的问题除了上述问题之外,模块工厂本身和模块运输两个问题也需要认真关注。模块工厂考虑应集中于模块工厂的产能、硬件设施、管理水平和模块预制经验等,这些都可能成为制约模块生产进度的短板。当模块预制工厂短缺,利用其它工厂如船厂、普通的模块工厂时,这些因素必须考虑到。而运输方面则应集中于场外运输条件。三门和海阳的模块运输采用水路运输+短途陆路(要求为沿途无桥梁与隧道的国内二级公路标准道路)方式,交通比较方便。对于内陆AP1000厂址,场内运输作为AP1000核电厂的特征之一,厂内运输能够很好解决。但场外运输也许要借助全陆路运输或者内河航运,公路与河道的运输条件能否满足要求则需要仔细评估。
3结束语
模块化技术及其理念是一种很好的核电设计、建造方法,理论上能为核电建造节约不少时间和投资费用,因此吸引了许多用户。得益于模块化技术的发展进步和AP1000技术在我国的大规模推广应用,我国的模块应用水平得到了快速发展和提高。然而,模块化技术也有它的局限性。三门和海阳的模块化建设经验表明,我国的核电模块化建造还远未达到成熟的水平。上文的分析探讨显示,模块化技术的应用需要解决的问题很多,挑战很大。理论上的好处能否转化为实实在在的利益应结合厂址进行具体、详细的分析和论证,并在设计建造技术实力、项目管理水平达到足够的高度和建造参与各方的密切配合下才能实现。
参考文献:
[1]年发扬.国内核电站模块化建造浅析.工业技术.2009,17:59-60.