600 MW示范快堆工程“首堆单台”因素对工程造价影响研究

刘博杰，赖晓丰，薄美芳，孙立巍，朱国正，卜占友，牛建彬，唐庆辉，尚 鑫，杨欣鑫

(中国核电工程有限公司, 北京 100840)

作为第四代核能系统的主要堆型之一，快堆技术的发展和推广对促进我国核电可持续发展和先进核燃料循环体系的建立具有重要意义[1]。我国示范快堆工程机组的额定功率为643 MW，设计寿命40年，建造总工期为72个月。

600 MW示范快堆工程造价包括工程费用，涉及前期准备工程、核岛工程、常规岛工程、BOP工程；工程其他费用，涉及建设场地征用及清理费、项目建设管理费、工程勘察设计与技术服务费、生产准备费、联合试运转费、其他方面费用；首炉核燃料费；基本预备费；价差预备费和建设期财务费用。

1 影响工程造价的“首堆单台”因素识别

作为我国第一座示范快堆工程，设计、采购、制造、施工和调试等各环节均属国内首次，不确定性和风险较大，是典型的“四边工程”，设计深度尚有不足。由于“首堆单台”因素的存在，可能导致工程造价估算困难，并且产生额外的费用。影响“首堆单台”工程造价的主要因素如下。

1.1 工期因素

根据田湾核电有限公司、三门核电有限公司“首堆单台”的建设经验，“首堆单台”对工程造价最为显著的影响来源于工期的延长。600 MW示范快堆工程为钠冷却堆型，其设计理念和厂房形式与之前的压水堆机组存在极大差别，子项设置和服务功能也存在较大差别。作为我国首台示范快堆工程，其设计和建设存在工艺系统固化滞后、关键系统验证滞后、研究周期长、设备设计成熟度低、俄供设备接口变化、设计变更频繁，因而其建设存在“边设计、边施工”的客观状况，由此导致工程进度推进缓慢，工程延期，建安承包商窝工索赔增加，工程建设管理费用和调试费用增加，建设期利息和融资费用以及汇兑损益也有较大幅度的增加，最终对设备购置费和建安工程费造成影响。

1.2 “三新”因素

一种新机型“首堆单台”工程建设的难点主要有两个方面，一是设计理念变化引起的系统布置施工图纸变更，二是关键核心新设备的研制。相比压水堆核电站，示范快堆工程核岛工艺系统流程差别较大。快堆工艺系统设置三回路，液钠为工作介质，不断从中间热交换器得到热量并带到蒸汽发生器，使汽—水回路中的水变成高温蒸汽[2]。因此，示范快堆“首堆单台”工程的工艺设备必然面临着“新设备、新设计、新厂家”三新的困难，由此导致新设备研发、试验工作量增加、非标设备数量增加、进口设备数量增加、设计变更、工期延长等。此外，“三新”设备还存在国内研制和国外采购同时开展的情况。上述因素均会导致设备购置费增加，非标设计费增加，最终导致工程造价的增加。

1.3 “冗余和包络”因素

由于600 MW示范快堆工程是“首堆单台”机组，相比于成熟机组，具有设计成熟度低、新设备及新工艺未经验证、供应链有待拓展和完善、承包商缺乏施工经验等，导致工程进度管理不确定性较大。因此，在设计时可能会考虑到冗余性和包络性。示范快堆核岛单堆体积是“华龙一号”“首堆单台”机组(以漳州核电1、2号机组为参照)核岛体积的1.4倍，是M310“首堆单台”机组(以海南核电1、2号机组为参照)核岛体积的4倍。由于示范快堆“首堆单台”核岛土建的包络性设计，混凝土工程量、保温绝热工程量、模板工程量、不锈钢覆面工程量、碳钢预埋件工程量、碳钢衬里工程量均有增加。“首堆单台”因素导致上述工程量增加，由此增加项目的建筑安装工程费以及工程造价。

2 “首堆单台”因素对示范快堆工程造价各项费用科目的影响

2.1 设备购置费

由于快堆技术与压水堆技术工艺原理不同，因此，两者从堆芯设计、冷却剂种类、系统设置与布置，以及安全设施都有很大差别。示范快堆工程作为首堆项目，部分工艺设备需要研发或者引进。600 MW示范快堆工程核岛一回路系统部分引进设备包括一回路钠泵、二回路钠泵、中间热交换器、安全棒组件控制棒驱动机构、补偿棒组件控制棒驱动机构、调节棒组件控制棒驱动机构、非能动液力悬浮棒控制棒驱动机构、堆芯熔融捕集器、高温电离室及提升装置、换料机和提升机。示范快堆2号机组建设中，上述设备将转为国内制造、国内采购。因此，示范快堆“首堆单台”因素将导致上述设备购置费增加，相应地也会引起工程其他费中的非标设计费增加。由于首堆工程设计尚未成熟，可能导致预计工期的延长，外汇汇率可能会随工期延长而存在波动的风险，由此造成进口设备购置费的增加。

2.2 建筑工程费

由于示范快堆项目设计尚不成熟，建筑工程包络设计严重。“首堆单台”项目的厂房体积，特别是主工艺系统，通常较工程实际厂房体积要大。相应地，混凝土工程量、保温绝热工程量、模板工程量、不锈钢覆面工程量、碳钢预埋件工程量、碳钢衬里工程量均有增加，对应消耗的建筑材料、人工数量、机械台班数也会增加，由此产生额外的建筑工程费。

除包络设计的影响，示范快堆“首堆单台”项目额外产生的建筑工程费还与施工过程中发生的设计变更和工期的延长有关。建筑工程费是项目施工过程发生的费用，涉及整个工程的设计和施工周期，是造价控制的难点。600 MW示范快堆工程核岛形状与压水堆机组不同，快堆核岛采用长方体结构，穹顶由三块拱顶组成。核岛主体结构的不同，必然会导致项目实施过程中发生设计方案变更、施工周期延长等潜在风险，由此导致建筑工程费相比压水堆成熟机组建筑工程费增加。

2.3 安装工程费

考虑到机组建成后运行的可靠性和安全性，通常“首堆单台”的设计在能保证各子项正常功能的条件下设计一定冗余工程量，以保证工艺系统的安全性。而在二期机组及之后的设计中，通过设计优化降低工程量和相应费用。示范快堆工程核岛厂房内装置性材料如管道、管件、阀门、支吊架、保温、电缆、风管等工程量相比成熟压水堆机组有增加，由此导致相应的装置性材料费用及安装费(人工费、辅助性材料费、机械费)增加。

示范快堆工程核岛工艺设备多为“三新”设备，相关的数据验证、分析、辐照评价工作等可能存在延期风险，从而影响安装工程进度，导致窝工及安装工程费增加。

此外，示范快堆工程核岛穹顶分三块拱顶，分别需要三次吊装。由拱顶吊装产生的大型吊装设备租赁费、人工费计入“核岛大件吊装”的安装工程费中。由于示范快堆首堆工程可能存在窝工、施工方案变更的风险，大型吊装设备的租赁费、人工费等可能因此增加。随着工程经验的积累与施工组织管理的优化，快堆二期工程“核岛大件吊装”的安装工程费会有所降低。

2.4 工程其他费

600 MW示范快堆工程的工程其他费共涉及7项科目，其中部分费用科目会受到“首堆单台”因素影响。其中建设场地征用及清理费参照工程所在地相关标准计算，无论是否“首堆单台”并没有明显差异；对于前期工作费，如果涉及机型验证相关专题的编制，则示范快堆前期工作费可能会高于成熟堆机组；项目建设管理费根据相关费用标准计列。因此，无论是“首堆单台”还是成熟堆机组，在项目建设管理费的计算上应该没有区别；根据《工程勘察设计收费标准》，由于示范快堆工程为我国首个快堆工程项目，采用大量新工艺技术，“首堆单台”因素对工程基本设计费的影响主要体现在附加调整系数上，由此导致基本设计费的增加。因此示范快堆“首堆单台”的工程勘察与设计费应高于成熟堆机组；由于示范快堆工程采用大量新技术，导致该工程的实测和验证项目比成熟堆机组有所增加。根据国际原子能机构(IAEA)核安全导则No.NS-G-2.9第2.2节规定，调试大纲可包括不同类型的试验：新型设备的试验和对一个系列的原型核动力厂进行试验。由此检验新概念的正确性[3]。“华龙一号”示范工程(福清核电5、6号机组)的研究与试验费比华龙成熟堆(漳州核电1、2号机组)增加了3倍。基于上述分析，“首堆单台”的工程勘察设计与技术服务费应高于成熟堆；对于生产准备费，其工作内容与相应的费用不受机组建设时序的影响；然而，由于对示范快堆“首堆单台”的调试和运行经验不足，导致调试费用相较于成熟堆要高。综上，由于“首堆单台”因素的存在，600 MW示范快堆的工程其他费高于成熟堆。

2.5 基本预备费

根据“华龙一号”示范工程福清核电5、6号机组预备费与福清核电3、4号机组预备费的比较结果，受“首堆单台”因素影响导致的预备费比非首堆预备费高近2倍。预备费包括基本预备费和价差预备费，主要是针对项目实施过程中可能发生难以预料的支出而事先预留的费用。示范快堆作为首堆工程，在建造过程中存在着大量不可避免的设计变更及施工过程中可能增加的工程量，因此在600 MW示范快堆工程造价的计算中需要充分考虑基本预备费。

基本预备费的计算是以工程费、工程其他费及首炉核燃料费为基数，采用一定的费率计算。虽然“华龙一号”核电机组与600 MW示范快堆基本预备费的计算参照的规定有所不同，“华龙一号”核电机组的基本预备费计算参考《核电厂建设项目建设预算编制方法》(NB/T 20024—2010)，而600 MW示范快堆的基本预备费计算参考《国防科技工业固定资产项目工程建设其他费用和预备费编制规定》(科工法〔2005〕496号)。然而，在各自的范畴内，不同设计阶段基本预备费费率的取定规则是一定的。一般来说，可行性研究估算阶段基本预备费的费率高于初步设计阶段概算的基本预备费费率。“华龙一号”示范工程福清核电5、6号机组初步设计概算基本预备费费率与非首堆漳州核电1、2号机组可行性研究估算的基本预备费费率相同，均为5%。这说明同样机型，虽然设计阶段已经深化，但基本预备费费率并没有变化，“首堆单台”因素对基本预备费的影响的确存在并得到了认可。

2.6 价差预备费和建设期财务费用

由于示范快堆工程为首堆单台机组，设计变更及响应施工的变更、窝工等因素可能导致工期额外延长，由此导致人民币浮动率的增加。因此，在示范快堆工程中，涨价预备费也可因为“首堆单台”因素而增加。

此外，由于建设期的额外延长，建设期利息可能会由于银行利率的变化和借款时间的延长而增加。

3 降低首堆因素对600 MW示范快堆工程造价影响的措施

3.1 优化工程管理方法和流程

基于首堆工程建设的不确定性较大，项目管理难度相比成熟堆机组较大，常规的进度管理方法包括合理分析和制定目标，实行全周期进度管理、强调过程控制和纠偏等。然而上述传统管理方法在“首堆单台”工程中遇到了一定挑战[4]。因此，针对首堆工程总体风险和不确定性高的特点，需要采取更加前瞻性的分析、分阶段的实施策略以及动态管理的方法来进行进度管理。在各种问题暴露前提前探清工程的形势和各种制约因素；分年度、分节点做实和推进计划以及进行密切跟踪，动态管控、适时调整计划和采取针对性措施[5]。最终，实现“首堆单台”的建设能按预期顺利开展，避免工期的延误和现场变更。

对于示范快堆工程，建议对各项作业进行分类，对每类作业分别制定相应的时间节点。例如，相关的作业可以分为科研条款、行政许可、设计出图、设备采购、建安施工、系统调试几大类。此外，有必要制定核岛、常规岛、BOP、调试的关键路径网络图。由此分年度、分节点对各项工作进行跟踪和管理。

3.2 加强设计代表与施工现场沟通

本文建议通过设计代表与施工现场充分沟通，提高图纸的可用率，项目前期增派建筑结构设计人员赴施工现场，项目中后期增派安装工程设计人员赴施工现场，发现问题及时解决，及时反馈。由此减少现场变更、降低设计延误导致工期延长的风险，最终减少价差预备费及建设期财务费用的额外发生。对于示范快堆工程，建议增派各专业设计人员驻扎施工现场，方便设计人员及时了解项目进展状况并与施工人员保持沟通。

3.3 充分利用良好经验反馈

在600 MW示范快堆工程已有设计和已完工程的基础上，总结并利用良好经验反馈，将上述经验反馈应用到后续厂房和工程的设计和建设中，从而减少冗余和包络造成的工程造价增加。通过吸取前续设计和建设的良好经验，实现后续厂房和工程更加合理的设计和施工，避免重复的系统布置，提高设计和施工效率。最终缩短工期，节省材料消耗，降低造价，提高快堆项目的经济性。

4 结论

本文以600 MW示范快堆工程为研究对象，识别了快堆工程“首堆单台”对工程造价的影响因素以及分析了“首堆单台”对工程造价各项费用科目的影响。“首堆单台”因素对示范快堆工程的工程费、工程其他费及预备费都可造成影响。通过优化工程管理方法和流程、加强设计代表与施工现场充分沟通、充分利用良好经验反馈，可以降低“首堆单台”对工程造价的影响，从而提高示范快堆项目的经济性。