編者按：

2020年，中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎評定出科技進(jìn)步獎共76 項，其中，一等獎 6 項、二等獎 19 項、三等獎 51 項；技術(shù)發(fā)明獎 2 項，其中，一等獎 1 項、二等獎 1 項；企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎 2 項；創(chuàng)新團(tuán)隊獎 4 項（ 其中 2 項并列第三 ）；青年優(yōu)秀創(chuàng)新人物 5 名。

為進(jìn)一步弘揚科學(xué)家精神和大國工匠精神，宣傳核能行業(yè)創(chuàng)新工程、創(chuàng)新團(tuán)隊、創(chuàng)新人物，展示核能行業(yè)篤行務(wù)實、追求卓越的精神，協(xié)會《中國核能》雜志從2021年第一期開始對核能科技獎部分獲獎的創(chuàng)新集體和創(chuàng)新個人進(jìn)行綜合報道，以饗讀者。

當(dāng)?shù)貢r間2021年3月18日，華龍一號海外首堆——巴基斯坦卡拉奇2號機組首次并網(wǎng)成功

2020年11月28日，由中核華興承建的“華龍一號”海外首堆巴基斯坦卡拉奇核電工程2號機組（K2）正式啟動裝料，標(biāo)志著該機組進(jìn)入帶核調(diào)試階段，為后續(xù)臨界、并網(wǎng)發(fā)電奠定堅實基礎(chǔ)。同年12月6日，喜訊再次傳來，中核華興參與申報的《海外“華龍一號”核電站核島土建關(guān)鍵施工技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用》榮獲2020年度中國核能行業(yè)協(xié)會科技進(jìn)步獎一等獎。這是對海外“華龍一號”核島土建工程的最高褒獎。

回眸建設(shè)歷程，在那片茫茫黃沙地上，中核華興的建設(shè)者攻堅克難、自主創(chuàng)新，筑就起核島廠房的鋼筋鐵骨。

突圍之路：材料國產(chǎn)化

項目籌備伊始，進(jìn)口材料出口受限就橫在了項目團(tuán)隊面前。為了解決這一難題，項目部團(tuán)隊將材料國產(chǎn)化這條只許成功的突圍之路列入日程。

面對巨大的壓力和未知的挑戰(zhàn)，中核華興選擇了“畢其功于一役”的策略，依托中核華興全球惟一30余年不間斷的核島土建施工領(lǐng)域經(jīng)驗，選擇地下防水卷材作為材料國產(chǎn)化的突破口，建立專項攻關(guān)小組。項目部技術(shù)經(jīng)理耿秀偉回憶道：“因為深知土建地下防水卷材的重要，所以我們慎之又慎。我們選擇國內(nèi)多家防水卷材廠家的產(chǎn)品，然后奔赴全國多個地區(qū)，花費數(shù)月的時間，完成了對廠家和產(chǎn)品的調(diào)研。結(jié)合公司在民品市場積累的經(jīng)驗，最終確定了候選廠家作為國產(chǎn)化的合作伙伴，開啟防水國產(chǎn)化突破之路。”

面對核電防水卷材嚴(yán)格的技術(shù)要求以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的差異，耿秀偉與廠家技術(shù)人員、設(shè)計人員一起多次溝通，解決了一個又一個難題。最終，國產(chǎn)化防水卷材的搭接邊粘結(jié)力、抗靜水壓力、拉伸強度、抗?jié)B透性和靜摩擦系數(shù)等一系列試驗結(jié)果滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，并優(yōu)于國外同類型產(chǎn)品。

2015年6月，在巴基斯坦卡拉奇K2、K3核電項目核島進(jìn)行防水樣板工程模擬施工，并對核島防水卷材施工進(jìn)行了工藝評定。在多方共同見證下，樣板工程質(zhì)量以及樣板工程試件完全滿足要求，國產(chǎn)化防水卷材開始進(jìn)入核島土建施工領(lǐng)域，填補了我國核電主體工程防水卷材的空白。

然而，項目團(tuán)隊并沒有止步，繼續(xù)完成了不銹鋼覆面用氬弧焊絲的國產(chǎn)化，突破了國外的重重限制，推動了我國三代核電的自主建造。

強“骨”之路：高強混凝土的海外誕生

眾所周知，混凝土是核島土建工程最基礎(chǔ)的工程材料?！叭A龍一號”核電單堆混凝土需用量高達(dá)60萬立方，但當(dāng)?shù)毓I(yè)水平較低，建筑材料匱乏，工程建造的主材依賴國內(nèi)進(jìn)口。如此巨大方量的混凝土依靠進(jìn)口完全不切實際。在巴基斯坦嚴(yán)峻的安全形勢下，土建總工程師向群毅然走出核電建造的安全區(qū)，在巴國全境范圍內(nèi)進(jìn)行混凝土原材料調(diào)研工作，行程上千公里，從卡拉奇到伊斯蘭堡再到拉哈爾的數(shù)家水泥、摻料生產(chǎn)廠家，試驗驗證性能，對比工程標(biāo)準(zhǔn)，最終選定了供貨廠家，解決了混凝土水泥原材料的供應(yīng)問題，保障核島FCD的順利進(jìn)行。

“華龍一號”核島重要廠房采用防大飛機撞擊的雙層安全殼設(shè)計，外殼選用C60高強度等級的混凝土。按照國內(nèi)經(jīng)驗，需要摻加粉煤灰或硅粉等性能良好的摻合料，但受當(dāng)?shù)厣a(chǎn)力條件限制，該摻合料在巴當(dāng)?shù)鼐鶡o法采購到。一籌莫展之際，材料調(diào)研時發(fā)現(xiàn)的石灰石粉出現(xiàn)在總工程師向群的腦海中。為什么不能另辟蹊徑，就地取材選用石灰石粉呢？

面對一個全新的高強度混凝土配比，從事核島土建10余年的向群深知這個配比的確定難度。為此，向群帶領(lǐng)團(tuán)隊制定實施了7組對比試驗方案，制作完成了近千塊混凝土試塊，首創(chuàng)了采用石灰石粉作為摻合料配制的C60高強混凝土配合比，完成了全性能試驗，采用石灰石粉作為摻合料配制的C60高強混凝土的力學(xué)、熱工、耐久性等指標(biāo)完全滿足三代核電混凝土規(guī)范要求，攻克了高溫與資源匱乏地區(qū)高強度、大體積混凝土施工難題，完成了16.4萬m3C60高強混凝土施工。

模塊化之路：確保首堆不拖期

面對“華龍一號”海外首堆，23個月土建主工期有太多的不確定性。第一任項目經(jīng)理馬鐵剛在項目策劃初始便堅定地提出：“鋼襯里必須采用模塊化施工。鋼襯里走在土建前面，堆腔不銹鋼覆面我們也要用。只有這樣，內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工才能保證壓力容器的安裝，才能保證首堆不拖期。”

提起鋼襯里模塊化施工，鋼襯里施工的技術(shù)負(fù)責(zé)人凌亮如數(shù)家珍地娓娓道來：“我們將鋼襯里13層變更為9層，與廠家協(xié)商定制了超寬板，減少了40%的現(xiàn)場拼裝量，降低了現(xiàn)場的安裝難度和施工風(fēng)險；底板與加腋區(qū)連接焊縫距離間隙15公分，距離地面20公分，焊接施工太難了，質(zhì)量很難保證，必須采用模塊化，底板環(huán)段與加腋區(qū)模塊施工便誕生了；鋼襯里模塊做5層吧，現(xiàn)在看來還是保守了些……” 平靜的陳述中，有自豪，也有婉惜，但更多的是堅定。

“華龍一號”海外首堆K2堆腔水池不銹鋼模塊吊裝

2016年，總承包單位中國中原提出堆腔水池模塊施工方案，以實現(xiàn)主設(shè)備預(yù)引入。這與項目初始土建建造規(guī)劃不謀而合。面對核電建造史上首次堆腔模塊化施工，中核華興人勇挑重?fù)?dān)，堅定不移地推動堆腔水池模塊化施工，大力協(xié)同中國中原實施創(chuàng)新：參與模塊實施方案編制，一版討論不通過改編一版；面對局部不平度5mm/米的高精度控制，1次，2次……第5次的模塊焊接變形模擬試驗成功，青年焊工秦慶坤掛滿汗水的臉龐上終于浮現(xiàn)出欣慰的笑容；頂著40℃的高溫，連續(xù)進(jìn)行3次澆筑模擬試驗，摸索制定了混凝土澆筑和成品保護(hù)控制方案；場地狹小，廊道開挖施工，怎么辦？那就編制125米大半徑起重載荷188.8噸吊裝方案。

就是這樣，華興人堅定地前行著。2017年2月2日，K2核島首次堆腔不銹鋼模塊整體吊裝就位。2017年5月23日，完成全部混凝土澆筑，為堆腔內(nèi)壓力容器提前5個月引入創(chuàng)造了條件。2017年10月13日，K2機組鋼襯里穹頂順利吊裝就位。在吊裝現(xiàn)場，安裝總工程師裴習(xí)平看著緩緩就位的穹頂說：“2015年9月18日，K2核島FCD。華興公司在K2 、K3核電項目實現(xiàn)了多個首創(chuàng)，打破了‘首堆必拖’的魔咒?！?/p>

雙層施工平臺：創(chuàng)造預(yù)應(yīng)力施工多項之最

“華龍一號”海外首堆K2穹頂?shù)跹b

核電站安全殼預(yù)應(yīng)力施工是一項專業(yè)化程度很高的專項工程，能夠進(jìn)入該領(lǐng)域進(jìn)行施工的預(yù)應(yīng)力企業(yè)世界范圍內(nèi)屈指可數(shù)，僅有Freyssinet公司以及VSL等較為著名的預(yù)應(yīng)力公司進(jìn)入該領(lǐng)域，國內(nèi)參考電站選用的預(yù)應(yīng)力施工設(shè)備為Freyssinet公司提供。受多重不可預(yù)見因素影響，海外“華龍一號”首堆預(yù)應(yīng)力施工將滯后1.5個月啟動，若仍選用該公司提供的施工平臺，預(yù)應(yīng)力完工時間必將滯后，影響核島關(guān)鍵路徑施工。

面對巨大的施工壓力，中核華興與中國中原協(xié)同創(chuàng)新，聯(lián)合攻關(guān)。傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工平臺為單層設(shè)計，能否設(shè)計雙層施工升降平臺，能不能實現(xiàn)1+1＞2的聯(lián)合效用？中核華興組織預(yù)應(yīng)力施工領(lǐng)域的相關(guān)專家，經(jīng)過多輪的設(shè)計討論論證，自主研發(fā)了預(yù)應(yīng)力雙層施工升降平臺和倒U型整體牽引成套設(shè)備，實現(xiàn)了上下層平臺同時作業(yè)，發(fā)明多管道穿束編束、水平雙驅(qū)動牽引和鋼絞線錨固塊同步穿裝等方法，形成了預(yù)應(yīng)力導(dǎo)管三維深化設(shè)計技術(shù)、自動化制漿技術(shù)、預(yù)應(yīng)力張拉及監(jiān)測技術(shù)。

一個從事多年核島外殼預(yù)應(yīng)力施工的老工長感嘆道：“在國內(nèi)項目，每天只能穿2根穹頂水平鋼束。在卡拉奇項目用了這個雙層平臺，一天可以穿6根！平臺還寬敞，安裝只花外國平臺的一半時間。這個法子真厲害！”

在雙層升降平臺和創(chuàng)新工藝的保障下，海外首堆預(yù)應(yīng)力工程歷時143天，提前三個月完成6個階段的預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束、張拉和高溫環(huán)境的灌漿，安全和質(zhì)量完全受控，創(chuàng)造了全球百萬千瓦級核電機組安全殼預(yù)應(yīng)力最長鋼束、最大噸位和最短工期的施工紀(jì)錄。

巴基斯坦卡拉奇K2、K3核電項目核島土建工程開工至今，一路創(chuàng)新，授權(quán)10項發(fā)明專利和16項實用新型專利，取得9項省級工法，制訂修訂3項能源行業(yè)核電標(biāo)準(zhǔn)，榮獲省部級科技進(jìn)步獎3項……形成了新型高強混凝土、鋼襯里和不銹鋼模塊化、雙平臺預(yù)應(yīng)力和開頂法等一系列具有國際先進(jìn)水平的建造施工技術(shù)，筑就了海外“華龍一號”的“鋼筋鐵骨”?！疤依畈谎裕伦猿甚琛?，“華龍一號”必將在“一帶一路”中綻放光彩。