铿锵合奏谱新篇—中国实验快堆核岛安装纪实

    在享有核事业发祥地之称的原子能院，有一座醒目的标志性建筑，傲视苍穹的核岛和错落有致的常规岛、冷却塔等，在远山的映衬下犹如气势恢弘的立体画卷。这里就是正在建设中的我国第一座快中子反应堆—中国实验快堆。

     2008年底，堆本体安装完成，这标志着核岛安装完成并转入调试阶段，同时也意味着中国实验快堆朝着激动人心的2009年9月达临界、2010年6月并网发电的目标又迈出了关键的一步。

     从2001年签订核岛安装合同以来，至今已走过八个春秋。这期间，安装系统213个，工艺管道89000多米，电缆112万多米，设备4000多套。从这些沉甸甸的数字中不难看出，对于中国实验快堆的主工艺设计单位原子能院和以23公司为主的安装单位来说，这八年，不仅是一段充满艰辛和磨砺的时光，更是一个超越自我、不断创新的历程。创新之路注定不会是坦途，一路难关横亘，一路披荆斩棘。在中国第一座实验快堆面前，这些勇为天下先的建设者们共同谱写了一首铿锵的合奏。

钠系统的“三高”：高温、高度净化、高密封

    快堆与压水堆核电站最大的区别之一是快堆采用金属钠作为冷却剂，涉钠系统设备和管路的设计和安装在国内是第一次。不仅如此，钠系统还具有高温、高度净化、高密封等特点，这也对管道布置、材料选择、设备连接等方面提出了许多压水堆核电站未曾有过的新课题。

    钠回路面临的第一个问题是高温，钠的工作温度在350℃～495℃，而压水堆核电站的蒸汽管道最高的温度也不到200℃，这不仅给前期的设计带来了诸多的困难，而且在安装的过程中也遇到了前所未有的挑战。首先钠系统的焊接材料需要满足在高温工况下的高温强度、抗高温蠕变能力、抗高温钠介质腐蚀能力等一系列极高的性能要求。经调研，国内外的制造商均无满足要求的产品且无制造此类材料的经验。在这种情况下，安装公司按照技术规格书的要求，专门委托有关厂家专门冶炼焊接材料。组织相关技术人员针对核级钠系统不锈钢管道的焊接工艺要求，就焊接过程中的难点和关键问题一一进行了分析和研究，并最终提出了解决问题的方法。

    除了高温，为使液态钠在系统中正常循环运行，完成其作为冷却剂的载热功能，必须保证钠的纯度很高，因此要求钠系统设备、管道和阀门的内壁面必须保持很高的清洁度。一时间，极高的清洁度又成了制约工程速度的一个“拦路虎”：钠回路不能用手触摸，汗斑会造成腐蚀；焊接管道的时候工人要戴上手套；所有管道内壁要用特质的白布沾上丙酮反复擦拭，黑点、油污、铁屑不能有，甚至环境造成的微尘和水汽污染也不能有；为保证洁净，工人进入现场要先更换新的工作服；地面全部要铺上胶皮……此时，尽管大家对技术上的难度有了充分认识，但对于如此“苛刻”的清洁度却一时难以适应。是啊，这里分明是钢花飞溅的施工现场，怎么会有实验室一样洁净无瑕？但反应堆的安全就在这一丝不苟的细节中。为了保证清洁度，钠管道要用加丙酮的白布进入，再从管道另一端拉出，白布上不能有脏的痕迹。“最多的时候一根管道要拿白布拖上百遍，慢就慢在这儿了，这是在其他施工现场从没碰到过的情况。”这些对压水堆核电站质保体系了如指掌的安装人员万万没有想到，在这里，他们碰上了如此严格的质保要求。

    除了高温、高清洁度，由于钠的性质极为活泼，遇空气和水容易爆炸，为确保钠与空气和水的完全隔离，对涉钠设备和管道的焊接质量也要求极高。根据设计要求，对钠工艺管道焊接工艺的要求是在ASME规范的基础上，增添了RCCM规范要求及俄罗斯核功力装置建造的要求，可以说，很多设计要求是在各个规范之中的最高要求，这给现场焊接带来了许多技术上的难题：钠系统双层套管的安装焊接、焊接接头熔敷金属含碳量的控制问题、焊接街头晶间腐蚀及钠腐蚀问题。这些对外行人来说晦涩难懂的问题，在安装人员的眼里就是一座座亟待逾越的山峰。他们深知，千里长堤，溃于蚁穴，无论哪一个细小的问题得不到解决，都会给日后的安全埋下隐患。同时，为了确保质量安全，业主和安装公司都加大了过程控制的力度，如在管道的焊接中，规定一天只能焊一道焊口，一道焊口要焊六遍，前三遍焊完做质检，再焊三遍之后对焊缝进行打磨处理;在焊接检验中要求做到四个100％：100％的X射线，100％要做真空检验，100％要做着色检验，100％要做目视检验……严格的质量控制使焊接评片达到95%以上的一次合格率，这种精益求精的态度同样为国内第一座实验快堆筑起了一道安全的屏障。
  
     在钠系统的安装过程中，中国实验快堆的现场安装技术服务同样也起到了非常关键的作用，伴随这安装的过程，一支队伍也迅速成长了起来。说起中国实验快堆的回路设计，还有着一段曲折的经历。回路的设计最初是由另外一家设计院设计，进入安装阶段之后，由于资金等原因，设计方不能到现场提供技术服务。如果缺少了设计的配合，安装恐怕寸步难行。怎么办？自己干，缺少相关储备；不干，工程难以继续。在这种两难的情况下，快堆的决策层做出了一个大胆的决定：自己干，把队伍培养起来！于是，抽调相关人员，从购买软件开始，从头学起，通过几年来现场的锻炼，一支年轻的队伍也迅速成长了起来。

     在安装的过程中，原来设计中的问题逐渐暴露：管道太过密集导致现场无法安装，设备和管道之间发生冲突等。围绕这些问题，专门成立了管道分析组，对原有的设计方案进行了优化。经过变更的设计方案保障了安装的顺利进行，比如在对501大厅钢平台的设计中，原有的设计方案中钢的用量高达300多吨，实际现场的情况是如果按照这个方案，现场的钢平台密密麻麻，地面上连人行的通道都无法保证。回路室从三维模型入手，对原有的设计方案进行了优化，优化后的设计方案钢用量减少了一半，这些无疑都为安装的顺利推进提供了保障。

转运室的安装：跑赢时间

     转运室是快堆换料系统中的关键环节，是核燃料进出堆容器的唯一通道，也是工程主线上的设备，它的安装对工程的进度有着直接的影响。同时，这一设备也是其他核电站没有的，因为在反应堆里用过的燃料要在这个房间停留，所以对房间的要求很高，技术难度很大。中国实验快堆副总经理李鹏辉说：“按照原有的合同和安装计划，转运室和清洗室由同一个厂家负责制造安装。由于是自主创新的项目，在清洗室的制造安装的过程中，厂家已经感觉到了它的技术难度，单清洗室的安装就用了近一年的时间。按照厂家的计划，比清洗室更要复杂的转运室的安装要一年多。如果按照这个时间节点，工程至少要拖后半年。”

     问题又一次横亘在前，对于这个“国字一号”的重大科学工程来说，它的成长注定不是个一帆风顺的过程，对此，参建者们有着充分的认识和准备。经过从技术优化和满足现场进度等多方缜密分析之后，中国实验快堆的领导层决定把转运室的安装任务交给23公司！

     “看过图纸之后，在技术上是有把握的，唯一没底的就是时间！”回忆起当初的决定，23公司快堆项目部经理刘栋国表示了当时的担心，但是此时的安装公司在与业主多年的合作中，已经达成了高度的默契，业主的需求就是他们的责任。尽管现场的施工任务紧张，但23公司还是欣然应允。为了安装工作的高效进行，业主和安装单位的工程管理技术人员多次讨论优化方案，同时为了加强现场协调，敦促安装公司建立了总负责人制度，以促进问题的及时解决。23公司也配合业主做了大量充分细致的前期准备工作，对安装过程中的零件、焊缝数量做了精确的统计，甚至就连焊接一块不锈钢板需要多长时间都做到心中有数，并在此基础上编制了详细的施工方案和专项计划。

     经过周密的计划和部署后，大家齐心协力，卯足了劲，开始了与时间的赛跑。高强度的工作使项目部不得不在用人上精挑细选，20多个焊工全是30岁以下身强力壮的小伙子。他们每天工作12个小时以上，在安装的近四个月中没有一天的休息日。由于安装空间密闭狭小，烟雾很难排除，一次性口罩几个小时要更换一次。焊工们开焊之后，人走在钢板上脚都发烫，穿着厚厚的劳保鞋也无济于事，只好把木方子垫在脚下，烫了，移个地儿接着焊。为了防止飞溅的焊花伤着眼睛，还要手持一块木板保护自己……当夜色降临，诺大的501大厅里，唯独这里好一派火热的劳动场面！

     经过艰苦的努力，从2008年4月10日到7月28日，仅用了不到4个月的时间，转运室安装完成。在此期间，安装完成钢结构175.4吨；安装大小零件约500多件；施焊焊缝总长约1100米，使用焊条近7吨；分19次浇铸混凝土63立方米，23公司用实际行动为保障重大工程节点任务的完成立下了汗马功劳！

电加热丝和钠泄露丝的安装：细微之中见不凡

     仪控电是反应堆的神经和大脑，对于钠冷快堆而言，其特有的电加热系统的设计更是增加了工程的难度。对于安装公司来说，这样的安装也是头一次。

     电加热丝安装在钠管道和设备上，每组有数支组成，并用点焊不锈钢卡进行固定。而在实际的操作中，有的房间由于管道密集，工人在施工时不得不趴在地上或采用体操般的动作进行施工，每天工作10个小时以上。由于施工空间狭小，安装完的电加热丝冷端象刺一样支棱在外，施工人员的脸上、手上时常被刮出一道道血印，工作服上到处是三角口，施工班长陈刚风趣地说：“我干这个工程最大的收获就是衣服破得多，脸和手破得多，支棱起来的加热丝比铁丝网还危险”。调侃的话尽管这样说，但为了中国第一座实验快堆的早日建成，这些朴实的工人们在所不惜，义无反顾。

     在对蒸发器和二回路主泵壳体进行加热丝安装时，除了高空、交叉施工和酷暑带来的困难，更困难的是由于设备材质与其它设备不同，致使点焊枪无法将卡子点焊到设备上。因此，要根据设计要求将设备表面打光，但又不能伤害设备。电动工具利用不上，工人们只能采用笨方法：用砂纸一寸一寸地进行打磨。为保证工期，两个施工组加班加点，跟酷暑较劲，跟工期较劲，暗地里比进度，由于打磨灰尘很大，每次下班大家的脸上就像画上京剧脸谱一样。

     辐射监测与防护设计是保证反应堆放射性安全的重要环节，快堆所有的钠管道和设备都需要安装分布式钠泄露丝，这是一种自制的新型仪表，同样也没有任何可以借鉴的经验。

     钠泄露丝一般长十几米，制作时用两根1毫米的不锈钢针，然后用许多6毫米长的白色绝缘管一个个如同穿项链一样将两根不锈钢丝穿在一起，制作非常烦琐，稍有不慎，就要重新制作，因此要求工人的细心程度不亚于航天器的制造。在安装中，泄露丝短路的问题一时间成为严重制约工程进度的难题。看到这种情况后，23公司电仪队的队长周广辉凭着多年的施工经验，想到了用校线试灯，经过反复试验，一个小点子，花费几元钱就解决这一个困扰进度的大问题。

     安装中，层出不穷的问题在考验着施工人员，而对中国实验快堆的设计人员和工程管理人员来说也不亚于一场无声的战争。原子能院主管快堆工作的副院长万钢说：“核岛安装的过程是一个设计、安装公司和业主之间的资源协调，并且随时在进行经验反馈互动的一个过程，同时也是一个技术创新、技术突破的过程。安装的过程体现一个技术成长的过程，尽管走了一些弯路，吃了一些苦头，但只有我们现在吃了这个苦，以后的路会走得更远更顺，如果没有这个过程，有些东西恐怕永远都学不到。”是啊，中国实验快堆技术上的“新”决定了实施上的“难”，但也正是这些困难，锻炼了一支快堆队伍，正如23公司一位技术人员所说：“如果能把这个工程拿下来，你干任何工程都不会害怕！”正是艰难的磨砺，才使他们有了今天成竹在胸的自信和气吞山河的魄力，而这无疑都将是一笔宝贵的财富。

     今天，当你步入反应堆大厅，一定会为这里的壮观所震撼：原本开阔空旷的大厅此时如雨后春笋般“长”出许多高高低低、大大小小的设备；如迷宫般的通道里安装着数不清的管道和成千上万组电缆线；压力容器、驱动机构、装卸料提升机、转运室、清洗室等重要设备如列队的士兵严阵以待……它们都在期待着，中国第一座实验快堆并网发电的那一刻，也期待着中国的核能发展从此踏上一个新的征程。