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石油人也能建核电

2012-10-13彭武胜于国光

中国石油石化 2012年19期
关键词:基合金主泵试验台

○ 文/彭武胜 余 琼 于国光

石油人也能建核电

○ 文/彭武胜 余 琼 于国光

7月29日,从中国石油工程建设公司一建公司石化设备厂传来消息,这个“中国石油装备”背书品牌授权单位奋战一年零三个月,圆满实现我国AP1000核电主泵试验台管道项目中交,标志着世界最先进的核电技术的国产化进程又向前迈进了一步。

“如果AP1000核电站发生事故,周边居民无须撤离,只要在家里吃点碘片就可以了。”国家核电局有关专家介绍说。

从炼建迈向核建

核电是利用原子核内部蕴藏的能量产生的电能,核电中1千克燃料释放出的能量,相当于2500吨煤燃烧。

我国煤炭资源丰富,煤电占到我国发电量75%以上,也是空气污染的主要来源。近年来,随着国内能源供求矛盾和环境压力的不断加大,电力发展结构调整刻不容缓。

一方面福岛核事件的阴影尚未消除,另一方面高效、清洁的核电尚无法替代。我国“核”去“核”从,完全取决于是否能掌握一种安全的核电技术。

由美国西屋公司设计开发的AP1000(先进非能动1000兆瓦压水堆)核电技术,是当前美国乃至全球最先进的第三代核电技术。它的优势在于事故应急时不需外界驱动,而是利用重力、惯性等将热量带走,防止放射性物质扩散。

2007年7月,国家投入巨资从美国引进AP1000技术,计划在浙江、山东等地建设AP1000核电站,并通过消化、吸收、再创新,形成具有自主知识产权的“CAP1400”技术。作为中美两国之间最大的能源科技合作项目,它的成功将把我国核电发展历程向前推进60年。沈阳鼓风机集团承担制造的核主泵是AP1000核反应堆的“心脏”。核主泵试验台系统由框架和管道组成,用于检测主泵各种性能参数,试验台的大小、性能、施工要求与工作系统完全一致。由于试验台管道施工必须通过世界领先的美国ASME“PP”认证,2011年初,沈鼓集团从互联网上了解到中油一建公司石化设备厂拥有ASME认证钢印,赶快派员“三顾洛阳”诚意相邀。

这样的试验台全世界仅美国有一台,工程材质多样、特殊,焊接难度远高于一般石化设备制造,这对于一建公司石化设备厂来讲是个不小的挑战。但试验台的建设直接关系到核主泵性能的测试,进而影响AP1000国产化进程。

“保障国家能源安全,原本就是我们长久以来的使命和担当。”一建公司石化设备厂在这个国家核电重点项目招标中以慎重负责的态度、最具实力与资质胜出。他们勇敢地接下了这项百年不遇的“瓷器活儿”。这不仅是中油一建公司第一次涉足核电领域,而且是第一次参与制造带有ASME“PP”钢印的重大设备的项目。

比试胆识和技能

2011年4月,中油一建石化设备厂抽调资深焊接工程师、ASME工程师、技能专家、厂首席员工、高级技师等10多名骨干,在副总工程师于成科的带领下赶赴沈鼓集团施工现场。

●管道验收,详细记录,遵循高标准,严把质量关。摄影/彭武胜

项目的开始并不顺利,除了施工难度大外,中美双方的立场也不相同:美方希望保持技术独领风骚,一建员工则希望通过学习、吸收,举一反三。

试验台施工涉及低碳钢、奥氏体不锈钢、镍基合金等多种特殊材质。标号为G12的焊道位于泵壳与主回路连接处,两端为不锈钢和镍基合金,镍基合金遇热极易产生裂纹。在美国这个焊缝采用价值数百万元的窄间隙自动焊机和大吨位变位机进行焊接,国内设备达不到条件,加之美国供货方按照机器焊预留的坡口过窄,大大增加了焊接难度。

在进行第一次验证射线检测时,焊缝就出现了微裂纹。减小线能量、注意运条摆动角度……大家尝试各种方法收效甚微。

由于泵壳形状和材质特殊,每次对焊缝进行打磨时,焊工们只能半跪在地上,拿着直磨机精心打磨,浑身酸麻了只能磨掉两三毫米。日复一日,大家的体力和精神压力都到了极限。“虽然建的是试验台,但我们既然来了,就不是来‘做试验’的,只有迎难而上。”负责质量监控的高级技师张进卿说。每个人都在用自己的知识经验提出合理化建议,大家相互鼓励:“今天我们多一分努力,就能加快一步核电装备国产化的进程。”

施工资料全英文,部分ASME原材料国内配套资料不足,国内外执行标准不一致……工程就在一次次攻关中高质量地稳步推进。

食堂里,有人正吃着饭突然有了新想法,放下碗筷就走;半夜里,众人都睡不着,干脆坐在床上讨论方案……经过10多天的攻关,大家终于找到了一套行之有效的办法:通过小电流薄层焊,收尾时填满弧坑,焊接前清洁好待焊面,两人对称焊接等举措,避免弧坑裂纹的产生。通过定制直把头氩弧焊把、加长型陶瓷管嘴,解决根部焊接难题。2011年10月8日,镍基合金焊缝一次性通过焊接完毕的整体伽马源检测。看着合格片子,众人的眼睛都湿润了……

“今天我们多一分努力,就能加快一步核电装备国产化的进程。”

融入国际规范

中美双方在AP1000主泵技术转让谈判时,中方提出需要维修大纲。美国人说主泵与压力容器的设计寿命为60年,不需要维修。

试验台就是在这种高标准条件下建设的。虽然辛苦些,但这是一次学习国际核电项目管理模式、积累ASME施工经验、锻炼队伍的绝好机会。

60多岁的美国代表有“四重”原则:重点控制环节每次必亲自检查,重要控制文件必须亲自签署,重要会议必须形成详细纪要,重要控制点必须亲眼看到。项目部虚心学习,变被动接受为主动适应,把美国代表可能想到的提前想到,没有想到的也都做好,走在了美国工程师前面。

在质量控制(QC)攻关中,项目员工熟练运用高效的管理流程,掌握了“开合关闭法”:遇见问题启动处理程序,首先停止相关施工,组织召开专业会议、分析原因、制定书面措施并监督措施的执行,检查效果、问题关闭,按程序严格地书写材料,保证问题的可追溯性。ASME国际工程讲究“资质控制、原材料控制、过程控制、文件控制”,不放过任何一个细微末节。以往进行RT检测时,大家认为只要底片上焊缝合格就可以。经过这项工程,大家明白了不但要焊缝合格,而且片子的黑百度、像质计的选用与放置等等都要合格才行。经过施工锻炼,项目部还培养出4名熟悉ASME工作流程和工作方法、掌握美国相关标准的技术管理人员,8名具有ASME焊工操作资质的高级焊工。他们高质量地完成了1.4公里的主要工艺管线的焊接,以高标准赢得高质量。

项目部《镍基合金异种金属堆焊》QC成果获得中国石油工程建设协会QC成果一等奖,《厚壁异种钢焊接》QC成果获得中国建筑业协会全国工程建设优秀QC成果二等奖。该QC小组获得“全国工程建设质量管理优秀QC小组”荣誉称号,实现了消化、吸收、创新的预期目标。

与此同时,立足于AP1000的我国ACP1400技术研发已拉开帷幕。不久的将来,人们将在安全、健康、祥和的氛围里,享受核能带来的美好生活。

在市场萎缩、竞争十分激烈的形势下,中油一建敢揽“瓷器活儿”,首次进入核电建设领域,参建世界最先进AP1000核电主泵试验台,使核电技术国产化进程又向前迈进了一步。

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