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2003-02-11第15版面所有文章内容

推进核电工程管理与国际接轨——我国首座商用重水堆核电站建设的实践与思考

第15版(教科文专页)
专栏:

  推进核电工程管理与国际接轨
  ——我国首座商用重水堆核电站建设的实践与思考
  中国核工业集团公司
编者按:秦山三期重水堆核电站是国家“九五”重点工程,也是中国和加拿大合作的最大贸易项目,得到了两国领导人的关心和国内外有关方面的大力支持。首台重水堆核电机组建成,并以其建设周期短、工程质量高、多项施工纪录创同类核电站建设之最,受到国内外好评。“中国人干了99%,我们只干了1%。”这是加方代表在工程典礼上对中方的赞赏,也是外国核电专家对我国核电国产化能力的肯定。
秦山三期工程的建设实践,使我国核电工程管理在已有的基础上,基本实现了程序化、信息化的规范管理。继秦山一期核电站成功实现“零的突破”、秦山二期核电站国产化实现新跨越后,秦山三期工程又在核电项目管理水平上有了提高和发展。今天我们编发中国核工业集团公司的这篇文章,旨在进一步推动我国核电国产化和管理规范化的进程。
  秦山第三核电站位于浙江海盐境内,与秦山一期和秦山二期核电站毗邻。该工程采用加拿大重水堆核电技术,总装机容量为2×728兆瓦,总投资28.8亿美元,由中国核工业集团公司、国家电力公司以及浙江、上海、江苏等省、市共同出资建设,秦山第三核电有限公司为业主单位。工程由加拿大原子能有限公司和中国核工业集团公司签订合同,共同承建。我国核电科研设计单位、核工业建设集团公司,以及美国柏克德公司和日本日立公司作为主要分包商参与了工程建设。业主委托上海核工程研究设计院、核工业四达监理公司分别实施部分建造管理和工程监理。国家核安全管理部门对工程全过程实施监督。国内电力行业等也直接参与了工程建设。1996年11月26日,中加两国总理在上海出席了商务合同签字仪式。工程于1998年6月8日开工,2002年11月19日并网发电,同年12月31日商业运行。
采用最新设计,进一步提高安全性和可靠性
  秦山三期工程采用成熟的坎杜(CANDU)6型设计,并首次采用某些坎杜堆的设计改进。在中加主合同中明确要求,秦山三期核电站的设计、设备不低于国外参考电站水平。在设计上,进行了80余项改进,采用了在人因工程方面有较大改进的先进主控室,首次应用了大屏幕显示屏和关键安全参数显示系统,优化了人机接口。选用了国外用于先进沸水堆的部分常规岛技术,汽轮机末级采用52英寸超长叶片设计,使汽轮机低压缸由3个减为2个,简化了系统,提高了电站热循环效率。提高了核燃料通道进出口水管材料性能。通过改进工艺系统,使放射性废液排放浓度大大降低。乏燃料池由环氧树脂覆面改为不锈钢衬里,大大提高了防腐性能。加强了电站抗震和抗龙卷风性能。在与厂址相关部分,多处采用了中方对原设计的修正方案。秦山三期工程是同类机型的最新设计,安全性、可靠性得到较大提高。
  实行符合国际惯例的管理方式,并采用现代项目管理工具和施工工艺,使工程质量、进度和投资得到有效控制。同国际同类核电站建设相比,秦山三期工程实现了多项技术突破,创造了多项施工纪录。首次在重水堆核电站中采用安全壳开顶式吊装设备等先进施工技术,4台蒸汽发生器吊装与常规方法相比,工期由2个月缩短为2个星期。在循环冷却水水下构筑物施工中,克服恶劣自然条件的影响,成功地解决了水下爆破、吊装、灌浆等技术难题。反应堆厂房安全壳筒体采用了国际上先进的滑模施工技术,创造了14天4小时的同类核电站安全壳筒体施工时间最短的纪录。排管容器燃料通道组装、主管道安装、下部给水管安装、排管容器试压等,均比国外纪录有不同程度的缩短。安全壳泄漏率仅为0.21%反应堆厂房容积/天,也是国际同类核电站密封性最好的。秦山三期核电站与国际同类30多座机组相比,热循环效率高、单位造价低。电站的技术性能、安全水平和经济指标,均达到了同类机组的最新水平。
  机组调试试验和并网运行情况表明,首台机组设计可靠,设备稳定,施工质量高。对于秦山三期首台机组的成功建设,加方给予了高度评价,认为秦山三期工程是以中国人为主体实现的,是中国人成功的事迹,工程满足国际标准,是国际合作建设重水堆核电站的典范。
  强化业主权责,始终贯彻自主原则
  充分发挥核工业集团自主发展核电形成的技术与人才优势,在中外合作中自始至终贯彻自主原则,实施核电工程管理与国际接轨;不断改善合作模式,加快掌握技术的进程;在建设优质工程的同时,培育了一支能自主运营的高素质员工队伍。这是确保秦山三期工程顺利建成并迅速转入自主运行的主要经验。
  秦山三期工程是一项投资大、技术复杂、中外合建的项目。
  面对国际一流的三大厂商,如何牢牢掌握建设的主动权是建好这一工程的关键。我们采取有力的组织措施,首先从“做强”业主下手,全面落实业主的权利与责任,严肃维护合同各项条文。在建设中,业主紧紧抓住了设计审查和设备监造两大关键环节。
  设计是工程的龙头。加强设计管理和审查,是确保电站设计满足我国核安全法规要求,保证核电站性能不低于国外参考电站水平的关键环节。由于我国核工业自主设计建造了多座核电站,在相关领域积累了丰富的经验,且对秦山厂址特征等有着深入了解,与国外公司比更有优势,有能力把好设计质量关。
  项目的初步可行性研究报告、可行性研究报告、环境影响评价报告、初步安全分析报告,以及工程初步设计的文件编制,都是业主组织上海核工程研究设计院等完成的。以中方技术力量为主,对加方提供的技术规范进行认真审查,编写了重水堆核电站第一份完整的技术规格书,填补了重水堆核电站的空白,满足了我国核安全法规的要求。后来,国外运行的重水堆核电站也慕名到秦山取经。
  中方组成了由核电专家和年轻技术骨干为主的设计审查队伍,以上海核工程研究设计院和华东电力设计院为技术后援,严格依照合同,开展设计审查工作。发现问题,跟踪追究,据理力争,直至解决。仅概念设计审查阶段,就向三家外方设计单位提出问题单919个。在设计审查时提出了一大批有水平的问题,并提出合理的设计改进意见,促成40项设计变更。例如,秦山厂址位于杭州湾钱塘江入海口,泥沙量大,夏季水温高,与国外电站条件有较大不同。通过设计审查,要求对海水取水泵房防泥沙沉积进行设计改进,采用离岸式取水头和速度帽设计,相关系统也进行了适应性改动,满足了厂址要求。对主控室人因工程进行了优化,采纳中方意见改进了关键安全参数显示系统,有利于安全运行和异常工况下的故障定位。对废液排放采取减少废水量和系统变更等措施,完全满足了我国核安全法规要求。提高380个核燃料通道的进出水管材料含铬量,使腐蚀速率降低60%,确保
  40年使用寿命。这些设计改进,大大提高了核电站的安全性、可靠性和经济性,为核电站高质量建成和安全可靠运行创造了条件。
  设备监造是确保设备质量的重要环节,对电站安全和性能尤为重要。由于秦山三期核电站设备由加方承包,由美国和日本公司部分分包,业主对设备实施监造存在一定难度。为了确保核电站质量、维护中方利益,业主重点抓好主要承包商的工作,要求关键设备制造商资格必须由业主认可,选择分包商要经业主同意,并千方百计介入设备监造,在加拿大设立代表处,在日本和韩国设立了设备质量监督小组,并派遣有经验的设备监造人员驻厂监督和见证装卸料机、排管容器、蒸汽发生器、汽轮发电机、主循环泵等重要设备制造过程中的重要节点。对监造活动中发现的质量问题,及时发出质量观察单,要求供货商采取纠正行动以满足技术规格书或标准规范,有理有节地处理发现的问题。例如,2号机组蒸汽发生器预热器热板加工错误,外方认为不影响安全,坚持照用。中方人员在进行详细技术分析的基础上,依据设计技术条件,据理力争,反复交涉,直至业主发出了工程开工以来的第一个“停工令”,迫使外方按照技术规格书要求报废原热板,重新制造新热板。
  装卸料机是重水堆核电站的核心设备。在监查时发现外方生产厂家质量保证体系不够完善,将影响装卸料机质量。中方质保人员提出整改要求,使AECL高层意识到了这一管理问题,采取了有效的纠正措施,撤换了质保经理,重新修订质保手册和相关程序,切实加强了对采购和制造过程的控制,并取得ISO9001认证,最终满足设备质保要求,同时促进了该生产厂家质保体系的升级。
  对于合同执行过程中遇到的难题,业主高层出面协调,有效地维护了中方利益。成功地促使外方更换了11台不合格的水处理厂用电机,以及16根含氧量超标的反应堆排管容器压力管等。
  外方对中方设备质量监督人员的工作给予了极高评价,认为中方的介入有效地保证了设备制造质量,对外方的工作也是促进。秦山三期工程15亿美元的进口设备,仅单件50吨以上的大型设备就达140多件,没有一件不合格产品用到工程上。同时,中方人员在设备质量监督中进一步熟悉了重水堆核电站设计和设备性能,为核电站调试和运行创造了条件。
  在秦山三期这样的中外合作项目中,由于我们有了多年自主发展核电的经验和基础,有了引进核电站的经历,我们就能够在今天的中外合作中发挥已有优势,贯彻自主原则,就能够在设计上、设备质量上有自己的发言权,不再是一切由外方说了算,从而切实维护了中方利益,做到既节省经费又保证质量。
  提升管理水平,逐步实现与国际接轨
  核电工程管理始终是我们核电建设中的薄弱环节。如何抓住这次与国际一流厂商合作的机遇,把先进的管理理念、方法和管理技术真正学到手,这是一个亟需解决的重大课题。我们从变革管理理念开始,不断深化组织体系和管理模式的改革。秦山三期工程结合国情和工程实际,以实行现代企业制度为目标,建立了一套能成功实现工程质量、进度和投资三大控制的科学和先进的项目管理模式和组织体系。这套管理模式可概括为:垂直管理,分级授权,相互协作,横向约束,程序化和信息化运作。其核心是建立责权分明的垂直指挥系统,建立横向协作、监督和制约的机制,建立一套程序化、信息化的运作体系。这一“三维”一体的管理理念和模式为引进国际先进的管理方法、管理技术作了铺垫。
  秦山三期工程组织机构设置科学,部门、岗位、职务“责、权、利”明确,各司其职、各负其责,在自己的职责范围内有充分的主动权,工作简洁明快,管理快捷高效。各项管理科学化、规范化、制度化和程序化。强调责权分明的规范化管理理念,每一项活动、每一个环节均处于相关程序的规范和约束之下,充分发挥个体与群体的作用,实现人与制度的和谐统一,从根本上克服了习惯上的“灵活有余、规范不足”,使我国核电项目管理摆脱了计划经济时期形成的责权不清、奖罚不明,以行政干预为主的管理模式,成功实现了向规范化管理的过渡。
  在项目的综合管理、质量管理、进度管理、费用管理、采购管理、人力资源管理、信息管理以及安全管理等方面,直接借鉴和应用国外先进管理模式,以严格的程序化运作作为项目管理的重要手段和方法。任何一项工作开始前,都有详细的管理程序和工作细则,人员都必须培训考核合格,工作中应产生和收集的记录也已预先确定,做到事前有检查清单,事后有尾项清单,所有与质量有关的制造、建造活动均受到有效的“监督验证机制”的监督。利用子项管理与系统管理的方式,使关键工作提前开工、提前结束,掌握了工程进度控制的主动权。实施预算化管理和投资控制分级管理,确保了投资控制。
  秦山三期工程采用国际上先进的科学管理工具和软件,以高起点搭建计算机信息网络平台,主包商和各分包商的计算机系统均实现联网,为应用现代化管理技术、采用国际先进管理软件打下了基础。在工程进度、文件与图纸、材料、电缆接线数据等方面均采用了先进的计算机系统辅助管理,使项目管理水平上了台阶。主合同监控、财务管理、人力资源管理等均实现了计算机化管理。公司内部的指令、通知、文件、材料等均通过内部邮件系统传递,大大提高了工作效率,已经成为公司正常运转必不可少的组成部分。
  这里我们特别要强调,四项工程管理控制软件和数据库的应用,对工程管理水平的提升起到了至关重要的作用,它们分别是:一体化进度管理P3软件,工程物流管理系统(CMMS),集成电气与控制数据库(InTEC)和文件图纸管理及流转控制系统(AIM/TRAK)。由于这些管理工具的应用,有效地实现了工程进度动态管理,将工程每项活动与其所需要的资源(人力、设备材料、施工机具和费用支付等)链接起来,及时反映计划与实际进展的动态情况,计算关键路径,提前分析出工程中的瓶颈,大大提高了计划的有效性。在物流管理方面,对总重达2万多吨的钢结构可以控制到每一根的流向,并能预告各类设备能否按计划如期运抵工地,及时发放到安装、调试现场。在综合布线方面,对现场近3万条电缆、数十万个接头给出了信息齐全的编号,不但有利于安装、调试,而且为将来的运行、检修提供方便。在重水堆建造的历史上,首次实现了工程中所有文档的全电子化管理和控制,大大提高了查阅速度和流转控制效率,成为国内电子文档管理的先进样板。由于采用了这一套与国际接轨的程序管理,使工程项目管理面貌一新,不仅有预期管理、过程控制,还有结果记录的反馈,核电站几百个系统的移交状况少一个螺丝钉都能反映出来。
  将适应工程管理的组织“体系”,与具有现代管理理念的“人”和与国际接轨的工程管理“程序”三者相结合,极大地促进了工程质量、进度和投资三大控制,使工程建设呈现勃勃生机。
  加方专家认为,秦山三期工程首台机组是国际合作建设重水堆核电站中合作最好、工期最短的,从工程开工到首次临界只用了51个月。工程重大节点均如期或提前实现。在安全壳施工中,数千件预埋件、1200多吨钢筋安装无一遗漏,安全壳泄漏率试验达同类机组最优。反应堆给水管系统焊接一次合格率达97.76%,超过国外同类核电站的质量水平。经过主回路耐压试验和机组调试试验以及初步运行表明,工程建设、设备安装以及调试工作质量是好的,满足相关规定要求,质量控制是成功的。质保体系和质保大纲是有效的。预算管理和投资控制分级管理,保证了支付进度与工程施工进度相符。坚持“最低资金成本”原则,按时落实各项建设资金到位,并开发出一套适应于本项目的外汇风险管理模型,及时调整工程的资金结构,防范外债风险,共节省投资近10亿元人民币,是国内七家外汇风险管理相对完善的大型企业之一。
  改善合作模式,加快掌握技术的进程
  重水堆与压水堆的差别主要在核岛部分。重水堆核电站核岛以外的系统统称为BOP部分,包括常规岛、海水循环、输变电、取排水、应急柴油发电机组,以及电厂辅助和服务设施,这部分与压水堆大体相同。
  秦山三期工程在中外合作模式上也有显著特点,与其他引进工程不同的是,中方除负责一般意义上的对项目进度和质量进行监督检查和对承包商进行管理外,还直接负责BOP部分的建造管理和实施电站调试工作。这是考虑到在秦山一期、二期核电站自主开发和建设中,以及在引进的大亚湾核电站建设中,我们积累了相关的经验,有一定的技术实力,具备了对BOP建造管理的实际能力。同时,BOP部分与厂址关系大,中方对现场情况的了解远比外方深入,具有较大的优势,为了发挥优势、培养人才,在主合同中专门要求BOP建造管理自主化,使外方专家由最早合同谈判时的9000多个人月减至5700个人月,节省了6000多万美元。
  为了完成这一任务,业主委托上海核工程研究设计院组成BOP建造管理队。在BOP建造过程中,我方利用自主设计压水堆核电站的经验和熟悉厂址条件的优势,提出将汽轮机厂房混凝土底板厚度由9米改为最厚处5.9米的建议,从而节省经费500万美元。在取水口施工中,我方专家依据掌握的海潮规律,将原设计的大围堰方案改为小围堰干式施工,节约近百万美元,更重要的是避免拖延工期4个月。再如,汽轮机厂房防火涂料的选择上,我们将由国外供货改为国内供货,仅此项材料变更就节约了2000多万元。电站调试实施和运行也由中方承担,加方负责调试技术指导。这样可以加快员工熟悉系统和设备性能,掌握相关技术,培养和锻炼运行队伍,有利于电站向营运阶段的平稳过渡,对核电站的安全运行非常有利,并且降低了工程造价约8000万美元。外方派遣运行、维修等专家仅40余人,负责主要系统和与安全相关活动的技术把关。
  调试中采用了系统工程师的管理方式。系统工程师对所管辖的系统性能和功能的调试负主要技术责任,将技术管理等软件工作和现场实施等硬件工作分工实施,互相监督,使设备和系统管理责任清楚到位。运用该方式,文件及记录与现场调试工作同步,使得硬件及软件兼备,与国际原子能机构、核安全法规要求相适应,推动电厂管理上台阶,同时也为国家核安全管理当局对调试活动的核安全评审及控制点释放奠定了文件基础。
  由于采用新型合作模式,加快了掌握相关技术进程,促进了电站建造、调试和生产准备等工作,我方技术和管理人员在工程中得到了充分的实践和锻炼,为自主安全运行核电站打下了坚实基础。
  注重企业文化,培育高素质员工队伍
  企业文化是积极引导企业工作作风、个人工作态度及思维习惯的一个重要手段。系统地构建具有核工业特色的企业文化,对建设一支高素质的员工队伍、促进工程各项工作的开展至关重要。秦山三核及项目各参建单位,在抓工程建设的同时,把加强队伍建设和敬业爱岗教育活动作为一项基础工作,常抓不懈,有力地促进了工程建设,整个工地处处洋溢着高昂的工作热情。建设者们肩上的担子与责任,先进文化的风尚与氛围,激励他们努力奋进。员工们立足岗位勤奋工作,默默奉献。很多同志几乎放弃所有的节假日,一心一意扑在工程现场。秦山三期工程建设的成功是中外核电建设者巨大心血的结晶,是秦山一期、秦山二期以及整个秦山核电基地资源共享、相互支持的结果,也是全国大力协同的结果。
  根据核电站技术含量高、管理要求严的特点和建成发电运行后将对全社会负责的使命,秦山三核确定了“严细、求实、敬业、奉献”的企业精神,以及“确保工程质量,按期建成发电,使核电站长期安全、可靠、经济运行,跻身世界核电先进行列”的企业目标和“以安全、清洁、优质的核电服务社会,造福人民”的企业宗旨,并通过颁布《总经理部的六个期望》、编印《员工手册》等企业文化的具体实践,把核安全文化的意识渗透到员工的工作、学习和生活的方方面面,使之植根于每个员工的思想和行动中。
  坚持以人为本的管理理念,使员工养成了工作严格细致、一丝不苟、追求实效、扎实认真的好作风,使人性化管理与程序化、规范化的约束相结合,现代管理蔚然成风。上班先开电脑,信息成为工作的第一需要,遇事不是先找领导而是首先核对程序。“坚持创新、追求卓越、自觉奉献、超越自我”正成为秦山三核人的价值观念。各级领导以身作则,率先垂范。员工热爱自己的企业,尊崇自己的企业文化,并以秦山三核人而自豪。这一切,让企业处处焕发出生机与活力。
  秦山三核重视营造浓厚的学习氛围,把人才培养和人力资源开发放在各项工作之先。开展了全员业务技术培训,建设全员学习、全面学习的学习型企业。实行全员培训授权上岗,任何岗位的任何人都必须经过培训授权上岗,让员工在工作授权及程序指导下主动开展工作。借鉴国外的经验,并结合国内核电站的培训实践,建立了培训管理体系,采用国际上通用的系统培训方法来规范培训工作,充分运用竞争机制,加强监督和考核,严格培训管理和监督,提高培训效果。早在工程开工后不久,就开始了大批量、高容量的人员培训,完成了包括英语、基础理论、国内外岗位培训等在内的十余项培训任务,在建设过程中,人均接受了约50周的培训,为调试、生产准备打下了良好的基础。
  通过工程建设的实践,年轻的员工队伍在新的工作平台上与国际管理和思维方式零距离接触,得到了锻炼,加速了我国核电管理与国际惯例对接的进程,积累了核电工程建设的经验,提高了自身的素质和管理水平。
  实践证明,先进的企业文化以及与之相匹配的管理程序和制度推动了工程建设、调试、生产等各项工作的开展。
  结合国情,自主创新,才能取得双赢
  “九五”期间,国家决定开工建设8台核电机组,除秦山三期外,其他6台均为压水堆机组,体现了我国发展压水堆的技术路线。当时引进重水堆核电站,中央考虑了诸多因素,从工程本身讲,主要是为了利用外资,引进先进的管理与技术,扩大核电的容量,保持我国核电事业持续和适度的发展。坎杜6型机组更是以其独特的安全性、铀资源利用的经济性、较高的负荷因子等特点,在向世界核电先进堆型迈进中占有一席之地。
  坎杜型重水堆所独具的结构和反应堆物理特点,能在不影响发电和安全的情况下便捷、充分有效地利用中子,尤其适合钴—60这一类同位素的生产。如果秦山三期两台机组都生产钴—60,预计年产量可达600万居里,不仅满足国内需求,还可部分出口外销。而钴—60辐照源是核技术及同位素在国民经济中应用的基础产品。秦山三期的建成对打开国际合作新局面有着现实和深远的意义。
秦山三期是一个承上启下的工程,它既集秦山一期、二期,大亚湾核电站成功经验之大成,又是为新世纪我国核电新项目的开发作了管理和人才的准备,也为核电设计院体制转型作了有益的尝试。
在核电工程管理上,秦山三期努力按照国际惯例运作,使我国核电项目管理水平有了较大的提升,建立了合同谈判、工程建造、调试、运行以及核燃料管理等一套完整的体系。更重要的是培养了一批与国际管理接轨的、能驾驭项目管理的专业人才,形成了一个以30—40岁中青年骨干为主的核电人才梯队。他们经过国际合作工程的考验很多已经成长为专业领域的掌门人。秦山三核有4位副总经理是30—40岁的中青年。在建筑安装公司中,一些年轻的项目经理提升为能独当一面的大公司经理。使我国核电事业逐步扭转主要依靠五六十年代大学毕业生的状况,出现了核电事业后继有人的欣欣向荣局面。
在秦山三期工程中,上海核工程研究设计院CMT项目管理公司受业主委托,承担BOP建造管理,虽然只是负责核电厂工程的局部,但在功能上已十分接近独立的工程公司,具备了专业化项目管理的能力,可以提供与国际水平接轨的现代管理服务。所以,CMT实际是核设计院单一设计体制向工程总承包公司转换的一次尝试,也为今后我国核电新项目建设提供了宝贵的经验。
回顾四年多建设的历程,我们感慨万千,有众多的事例、经验及教训值得总结与思考。但体会最深的聚焦在一点,那就是:在引进型的中外合作项目中,必须密切结合国情,发扬自强、自主精神,才能真正取得双赢。秦山三期工程成功之本,在于我国核电经过20余年的发展,已经形成一个比较完整的核电设计、制造、营运和技术服务体系,已经有了一支专业配套、精通业务的技术和管理队伍;在于我们走过了秦山一期、秦山二期自主设计、自主建造、自主运行的自主发展的道路,在自强不息的民族精神背后有了强大的物质支撑。所以,秦山三期的成功是秦山一期、秦山二期自主精神与秦山三期工程管理国际接轨相结合的产物;是核工业集团公司在引进核电项目中,弘扬自主发展主旋律而谱写的核电建设新篇章;是中加两国人民友谊与合作的见证,也是两国在核能和平利用领域合作的成功典范。(附图片)
图为电站建设过程中排管容器的安装现场。 黄雪摄
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