本文來自“工程管理前沿”，文章僅代表作者觀點，與“科研圈”無關。
作者：邢繼，甄天雷，於航，鄭豔玲
單位：中國核電工程有限公司
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建設單位：福建福清核電有限公司
總承包單位：中國核電工程有限公司，負責工程設計、裝置採購、工程建設、除錯和試執行；中國核動力研究設計院，負責核反應堆及一回路系統設計；華東電力研究設計院，負責常規島及常規島BOP設計。
施工單位：中國核工業二四建設有限公司、中國核工業二三建設有限公司、中國核工業第五建設有限公司等。
監理單位：中核諮詢工程有限公司
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工程概況
“華龍一號”是我國核工業60年來堅持自主創新的成果，是以30年核電科研、設計、製造、建造和執行經驗為基礎，汲取世界先進核電理念及歷次核事故反饋，完成100餘項科研課題，最終形成的具有完全自主智慧財產權的百萬千瓦級三代核電技術。“華龍一號”在安全、經濟和效能指標上達到或超過了國際三代核電使用者要求，使我國一躍進入了核電技術先進國家行列。
“華龍一號”全球首堆示範工程——福建福清核電廠5、6號機組，位於福建省福清市三山鎮前薛村的岐尾山前沿。福清5號機組從2015年5月7日開工建設，到2021年1月30日正式投入商運，創造了世界三代核電機組首堆建設的最佳業績。該工程包括350多個系統，80多個子項，出版施工圖紙113517張，超過10萬人參與工程建設。
“華龍一號”品牌申請國內專利716件，國際專利65件，海外商標200餘件，軟體著作權125項，核心科研報告1500餘篇，覆蓋了設計、燃料、裝置、建造、執行、維護等領域，形成了完整的智慧財產權體系，滿足全面參與國際市場競爭的要求。“華龍一號”目前在國內外已開工建設11臺機組，是當前接受度最高的三代核電機型之一，是新的“國家名片”。
圖1。 “華龍一號”全球首堆示範工程全景
表
1.
“
華龍一號
”
電廠主要設計引數
2
技術創新
“華龍一號”實現了多項重大技術創新，全面平衡地貫徹了核安全縱深防禦設計原則和設計可靠性原則，創新性地提出“能動+非能動”相結合的安全設計方案，以可有效應對動力源喪失工況的非能動安全系統作為高效、成熟、可靠的能動安全系統的補充。“華龍一號”具有完善的嚴重事故預防和緩解措施，堆芯損壞和大量放射性釋放兩個機率安全指標比最新安全法規規定的限值縮小一個數量級，其總體技術性能達到了國際三代核電技術的先進水平。
2.1 獨創的“中國芯”
“華龍一號”反應堆堆芯採用具有完全自主智慧財產權的177組燃料元件，相對以往核電技術採用的法國157堆芯，在提高堆芯輸出功率的同時，大幅度降低了堆芯平均線功率密度，既增加了核電廠的發電能力又提高了核電執行的安全裕量。177堆芯的成功研製是“華龍一號”走向世界的重要保障，也能夠帶動我國整個核電產業鏈的發展，躋身世界前列。
圖2。 燃料裝載
2.2 “能動+非能動”安全設計特徵
“華龍一號”獨創性地採用了能動與非能動相結合的安全設計理念，增設了非能動應急堆芯冷卻系統、非能動二次側堆芯餘熱匯出系統、非能動堆腔淹沒冷卻系統和非能動安全殼熱量匯出系統，既保留了能動系統成熟、高效的特點，又充分利用了非能動系統基於自然迴圈、重力及無需電源的固有特性，提高了安全措施的先進性和可靠性。新增非能動系統均進行了試驗驗證，在保證堆芯冷卻、保正壓力容器完整性和安全殼完整性上，均提供了多樣化的安全手段，強化了電廠縱深防禦，顯著提升了核電廠安全性。
圖3。 “華龍一號”安全殼綜合試驗裝置
2.3 創新的核島與安全殼設計
“華龍一號”核島設計地面最大加速度採用0。3g，全面提升抗震能力；採用單堆設計，可減少機組間相互影響，降低火災、水淹等帶來的安全系統共模失效問題，並提高廠址選擇靈活性；反應堆廠房採用雙層安全殼設計，為放射性物質的包容提供了額外屏障，強化了反應堆對於外部災害的抵禦能力；核島關鍵廠房外牆採用抗大飛機撞擊設計，可以確保反應堆的安全性。
圖4。 “華龍一號”電廠核島三維模型
2.4 自主化的CF3燃料元件
透過“華龍一號”成功研發CF3燃料元件技術。燃料包殼採用具有自主智慧財產權的N36先進鋯合金，具有優良的熱工水力效能和機械效能，完全滿足18個月甚至更長換料週期的高燃耗要求，滿足0。3g抗震要求，也可相容國內二代改進型核電機組的堆芯結構。
2.5 建立自主核電標準體系
依託首堆示範工程，“華龍一號”自主建立了一套涵蓋核電廠全生命週期（通用基礎、前期工作、核電設計、裝置製造、建造、除錯、執行、退役）的壓水堆核電標準體系，形成了一批與國際水平相當的核電國家標準、行業標準，可完全滿足“華龍一號”國內批次化建設和出口需要。
2020年10月26日，國際標準《壓水堆核電廠一回路冷卻劑系統裝置和管道保溫層設計規範》正式釋出，該標準是我國首項核電國際標準，也是核領域首項ISO標準，其釋出標誌著我國自主核電技術進一步獲得國際認可。
2.6 推進數字化核電建設
“華龍一號”研發階段自主開發了一批設計與分析軟體，包括核電設計與分析軟體包NESTOR（涵蓋了核反應堆物理設計、遮蔽與源項設計、熱工水力與安全分析、燃料元件相關設計、裝置與系統相關設計等關鍵核心領域）、嚴重事故管理導則智慧輔助決策系統、堆芯損傷評價系統、核級管道力學計算核心軟體（CNPIPE）、LBB技術專用軟體等，共形成軟體著作權125項。
“華龍一號”首堆示範積極推行數字化、智慧化變革，實現了基於“網際網路+BIM”的跨地域數字化協同設計與虛擬建造，實現了管理資訊系統對設計、採購、施工、除錯全業務領域以及進度、質量、安全、成本全管理維度的全面覆蓋，開展了移動技術、人臉識別技術、高效能計算平臺等IT新技術的試點應用，為後續智慧核工程建設奠定了技術基礎。
圖5。 “華龍一號”首堆穹頂吊裝
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管理創新
作為一項複雜的超級工程，面臨極大的管理挑戰，示範工程創新性應用基於系統工程理論的專案管理方法，搭建起了工程EPCS總承包一體化管理平臺，以“小核心、大協作”統籌協調，整體推進全產業鏈自主創新發展；以設計引領全域性，以計劃協調一體，以風險驅動管理，實現了EPCS系統整合與高效協同。
圖6。 “華龍一號”首堆首次裝料完成
3.1 “小核心、大協作”整合產業鏈資源
示範工程搭建了全球化的政產學研用協同創新研發平臺。在型號研發上，聯合了國內17家高校與研究院所，國外有14家企業與大學參與，簽署科研合作協議上百項，有效整合了技術資源。在裝備研發與製造上，充分利用了我國成熟的核電裝備製造體系，聯合58家國有企業，聯動140餘家民營企業，共同突破411臺核心裝備的國產化。裝置供貨廠家分佈全國各地，多達5300餘家，為示範工程提供了共計7萬多臺套裝置，核心裝置的“中國造”帶動了國內高階裝置的整體研發和製造水平的提升。
3.2 EPCS系統整合與高效協同
示範工程應用一體化進度計劃，多層次協調，跨單位、多專業聯合專項組等管理機制，充分發揮EPCS工程總承包模式在整體推進、提升效率方面的一體化協同優勢。應用沙盤推演、全面風險管理、TOP10重大風險管控，以風險驅動業務，實現全員參與、全領域覆蓋、全過程防控，增強風險綜合防範能力。
3.3 全生命週期管理提升
示範工程注重增強管理流程系統性，持續對標先進，不斷提升管理水平。建立了一體化智慧財產權管理與研發設計體系及“網際網路+”核能一體化三維協同研發設計平臺；實施了大宗材料一體化管理、DCS提資鏈（網）管理、三新裝置樣機鑑定、裝置供貨商履約評價等管理最佳化；推進區域化管理、系統導向專項管理、日工作計劃管理等施工良好實踐；組織除錯提前介入，有效整合安裝、除錯資源；應用蒙特卡洛風險量化分析法、施工效率法進行工期分析，應用掙值技術進行專案績效評價、完工成本預測、建安合同支付。
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結語
“華龍一號”全球首堆示範工程福清5號機組正式投入商運，標誌著我國打破了國外核電技術壟斷，正式進入核電技術先進國家行列，對我國實現由核電大國向核電強國的跨越具有重要意義，也進一步增強了“一帶一路”沿線國家對“華龍一號”的信心。“華龍一號”品牌對提升我國核電行業競爭力、最佳化能源結構、實現“碳達峰”“碳中和”戰略目標、助力國內國際雙迴圈新發展格局的建成具有重要意義。
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