- +1
中國援建巴基斯坦核電站往事:沙漠中的核電出口第一站

“那時晚上出門,得先拿根棍子攆一攆野草叢里的蛇和蜥蜴。”1995年,當呂榮樑作為上海核工程研究設計院(下稱上海核工院)恰希瑪(Chashma)一期工程的現場經理來到巴基斯坦時,由中國成套出口至巴基斯坦的核電工程距離澆筑第一罐混凝土(FCD)已過去近兩年時間。電廠周圍的人工運河邊蘆葦高聳,中方人員的駐地中國村依然很荒蕪。
上世紀90年代開始,來自中國核電設計院、設備公司、安裝公司和土建公司的人員分批次來到位于巴基斯坦旁遮普平原柴爾沙漠西北部的恰希瑪核電站。恰希瑪核電項目一期工程(C1)是中國以交鑰匙形式向巴基斯坦提供的一座30萬千瓦壓水堆核電站,以秦山一期核電站為參考,主合同總價(含技術轉讓)5.8億美元、燃料合同總價(含備件)0.42億美元, 由中方全面負責設計、設備采購、土建施工、設備安裝、人員培訓、電站調試等工作。
“進市區都不用帶護照,對于巴基斯坦人來說,呶,中國人的臉就是最好的護照。”呂榮樑指了指臉頰,回憶起某次去當地軍事博物館參觀,工作人員一看是中國人,熱情地邀請他登上一輛中國制造的坦克車、摟著他的肩膀合影,“這就是中巴友誼。”

秦山核電站并網發電16天后,中巴兩國在北京簽定了合作建設巴基斯坦恰希瑪核電站的協議。此后近20年里,雙方又續簽了同為30萬千瓦的C2、C3、C4核電工程合同。多年來,曾赴恰希瑪核電站現場工作的中方人員親切地互稱為“恰友”,如今他們分布在中國由南至北的各個核電基地,但碰面時還是會習慣性地行使傳統的巴基斯坦“擁抱”禮儀。

沙漠核電站——軟土地基上的設計創新
下了飛機,從巴基斯坦首都伊斯蘭堡到恰希瑪核電站的距離約為280公里,一路顛簸,差不多需要6小時方能抵達。一位德國技術專家在體驗了當地環境條件后說:即使恰希瑪黃金遍地,也不愿意再去了。沙漠地區人煙稀少,夏季長達7個月之久,極端氣溫高達52攝氏度,且晝夜溫差大,早穿皮襖午穿紗。
“基坑下面,最高溫度67度,手都無法抓住鋼筋,到了中午不得不停止施工。”為了配合恰希瑪核電站現場施工,從1993年3月至2000年9月,呂榮樑及其前后幾任上海核工院現場經理,在當地負責處理電站施工和調試過程中出現的與設計相關的技術問題。
這是中國自行設計建造、首次出口商用核電工程,也是當時全國最大、最復雜、高新技術含量最高的成套出口項目。作為友好邦鄰,中巴雙方圍繞和平利用核能的交流始于上世紀70年代。1986年9月,中巴兩國政府簽署和平利用核能合作協議。在此基礎上,巴方通過組團來華調研和培訓、聯合研究等方式了解了秦山核電廠的建設情況,及中方的核電設計、設備制造和工程施工能力,提出了在巴基斯坦合作建設核電廠的意向。
其實,巴基斯坦民用核能的起步早于中國。1972年,采用加拿大重水堆技術的巴基斯坦第一座核電站——設計電功率為13.7萬千瓦的坎努普核電站投入商運。但對于相對主流的輕水堆核電廠,巴方缺乏如中國在秦山核電上積累的工程經驗。在油氣等資源匱乏的巴基斯坦,拉閘限電是家常便飯,伊斯蘭堡每日定時停電,一些農村地區每天僅能維持兩至四小時電力。
頻繁互訪后,巴方于上世紀80年代末向中國提出援建一座60萬千瓦級壓水堆核電站的要求。當時的中國核工業總公司(中國核工業集團公司前身,下稱中核總)明確表示,中國尚在研究60萬千瓦壓水堆核電技術,秦山30萬千瓦壓水堆核電工程即將建成,技術上比較有把握。屢次磋商后,1990年,中核總確定,中方技術方案以秦山一期為基礎,根據巴方廠址作適應性改進。

以秦山為參考電站,不等于簡單的工程翻版。對于核工程設計總包方來說,最苛刻的,首先是當地的非巖性砂土地基。

“秦山廠址是巖石地基,幾十萬噸重的核電廠造在巖石上,沉降條件非常理想。恰希瑪廠址的砂土地基就不一樣了,廠址勘探深達200米還是砂土,當時非常擔心砂土地基上核島廠房沉降的不均勻性。核島廠房(注:包括核反應堆裝置和一回路系統)基礎比壓高,而常規島廠房(注:包括汽輪發電機組及其配套設施)基礎比壓低,如果核島廠房和常規島廠房的沉降量出現差異,造成主蒸汽管道和主管道的破裂就麻煩了。” 呂榮樑對澎湃新聞(www.usamodel.cn)說,這是設計過程中遇到的最大挑戰,不僅國內從未有過在砂土地基上建造核電站的先例,在國際上也很罕見,難度大、可供借鑒的經驗很少,只能重新摸索。
經過兩年的科研攻關,上海核工院的設計團隊最終決定保持秦山的工藝應用系統不變,重新設計廠房布置。為了減少不均勻沉降的影響,設計中把反應堆廠房、核輔助廠房、電氣廠房和核燃料貯存廠房構成一個整體的核島建筑群,坐落在同一個85mX87m方形底板上,反應堆廠房位于核島中央位置,盡可能使核島重心與底板幾何中心重合,使底板受載均勻。“ 形心和重心相結合,那么沉降就均勻了。恰希瑪的布置,和國內核電站的布置都不一樣。到了核島工程施工末期,整個核島沉降了5.8厘米,基本均勻。” 呂榮樑稱。
除了砂土地基外,由于恰希瑪廠址位于地震多發區域,其地震加速度為0.25g(SSE),高于秦山地區的0.15g(SSE)。如果采用按秦山核電站抗震要求設計制造的核級設備,絕大多數設備設計將無法滿足核安全評審要求。因此,所有與核安全相關的廠房、管道、設備等都需重新設計、重新分析和計算。

整個C1工程包括設備2萬余臺件,儀表和控制平臺1萬余臺套,閥門1萬余個,相互用管線連接,組成200多個系統。1993年8月1日上午8時30分,C1澆筑第一罐混凝土,進入施工建造階段。2002年6月13日并網發電,當年8月21日反應堆達到滿負荷運行。2000年9月,臨時驗收并交付巴方管理運行。2001年3月,恰希瑪一期核電工程組通過最終驗收。 國際原子能機構對恰希瑪核電站進行了審查,認為這個核電站符合國際標準,運行安全可靠。
但電站交付巴方運行后,平均負荷因子卻不到80%。負荷因子是指一座核電站實際發電量占額定發電量的比例,這其中涉及到設備成熟度、操作熟練程度等方面的原因。隨后,中巴雙方又簽訂了技術支持合同,巴方不斷將運行參數報送給中方,由中方技術團隊反饋技術意見、制定設備維修保養大綱,這使得機組的運行越來越順利,電廠可利用率高達90%以上。
C1投運后的表現,為后續合作奠定了基礎。2003年,C2項目啟動第一輪技術談判。2005年12月28日,C2澆灌第一罐混凝土 。2011年3月14日,C2并網成功。

從中方培訓走出去的巴基斯坦工程師
在恰希瑪四臺30萬千瓦核電機組的設計、建造、調試過程中, 中國為巴方培養了一大批高級核電技術及管理人員,這也成為中巴友誼之橋的樞紐。
當時來中國接受培訓的巴基斯坦工程師,都具備高學歷,很多有歐美留學背景,也有部分中國留學生。除上海核工院外,巴方人員來華培訓的另一個流向是電廠。巴基斯坦首批核電操作員就是中國秦山核電廠培訓出來的。這些從恰希瑪項目成長起來的巴方人員,如今大多都已成為巴基斯坦核工業體系中的骨干力量。

曾擔任上海核工院C2項目現場經理的王國英介紹說,從C2開始,巴基斯坦方面形成了一套外派聯絡官機制。駐上海的聯絡官每4-6個月更換一次,除了核工院外,該聯絡官還負責與項目總承包商中原對外工程公司及核電設備制造商的駐滬人員對接。迄今為止,巴方為恰希瑪工程總共派出過36位駐上海聯絡官。巴基斯坦原子能委員會的現任總工程師,就是當初來滬的第一任聯絡官。
“能夠外派到中國來當聯絡官的都是非常優秀的工程師,回到巴基斯坦后,基本都會被任命到更重要的崗位上。”據王國英介紹,聯絡官對接設計、采購、施工、運行等全產業鏈,會在該職位上經受全方位的歷練。
除核電專業人員的培養、能源結構改善之外,巴基斯坦的工業制造水平,也在恰希瑪工程中大為提升。在C1工程建造階段,巴基斯坦使用的還是單一的手工機床,沒有大型開挖機和運輸卡車,全靠人力和毛驢頂上。中國分包給巴方的施工任務,均存在拖遲現象。
到了C2項目上,巴方提出了裝備國產化要求。為此,中方從中挑選出一批技術要求和制造難度相對較低的設備,先由中方提供技術設計圖紙,再交給巴方的重型工業機械公司進行詳圖設計和制造,同時由中方人員駐廠監制。從C2到C3、C4項目,巴制設備的比例有了很大提升。

從秦山核電站到C1,再到在C1基礎上作出概率安全評價系統應用、最終熱阱冷卻塔設計、內陸核電廠閉式冷卻循環、嚴重事故預防與緩解等11項重大項目改進的C2,繼而C3、C4,恰希瑪電站的安全性和經濟性逐漸提升,中國自主設計的30萬千瓦核電站的核電安全設計技術達到了“二代加”標準,中國核電站技術品牌又上了一個臺階,包括研發系、設計標準、設計管理、核電審評、核電材料、核電燃料、設備制造、核電人才在內的中國核工業“八大體系”,都有了大幅提升。
當時,由于西方工業國家對巴基斯坦實行核電設備禁運,導致部分國外訂貨無法落實。通過恰希瑪工程,中國自主設計、自主制造核電設備的能力與水平全面提高。資料顯示,C1和C2兩座核電站絕大部分設備材料都實現了國產化,國內主要核設備制造廠為項目提供設備材料,C2項目的國產化率達到86%,電氣貫穿件、非能動氫氣復合器、主給水泵等一些原本只能進口的設備通過了國產化。
此外,恰希瑪項目作為中國第一座出口核電站,為了與國際接軌,中方大量采用了國際/國外標準和規范,逐步建立起與國際/國外標準接軌的、適應本國特點的核電廠設計、建造標準體系。與此同時,中方的國際技術談判和商務談判能力也在實踐中得到了很好的鍛煉和經驗積累。恰希瑪工程,促使中國核電完成了從原型堆到商用堆的轉變。


從時間軸上回過頭看,秦山核電站建成后,國內培養出了一大批技術骨干和專家。緊接而來的恰希瑪項目,則匯聚了中國各家核電企業的技術骨干力量。如今,這群在恰希瑪沙漠中,曾歷經烈日和沙塵考驗的人員,不斷分赴國內各個核電站,成為了中國核電事業的主力。
截至目前,中國已向巴基斯坦出口了4臺30萬千瓦級核電機組、2臺百萬千瓦級核電機組,C4預計于2017年中成功投運。如今,仍有一大批工程建造、技術服務人員奮戰在柴爾沙漠中。





- 報料熱線: 021-962866
- 報料郵箱: news@thepaper.cn
互聯網新聞信息服務許可證:31120170006
增值電信業務經營許可證:滬B2-2017116
? 2014-2025 上海東方報業有限公司