5月25日,我國自主三代核電“華龍一號”全球首堆示范工程——中核集團福清核電5號機組提前15天精準實現吊裝。在我國,這也是核設施建造經驗與數字建造技術的一次完美融合。

在福建福清現場,中核集團董事長、黨組書記王壽君介紹,最近幾年,中核集團依托“互聯網+”,匯聚各方創新資源,不斷提升“華龍一號”和我國核電研發制造水平。同時,積極參與國際市場,努力打造世界一流核電品牌,推動“華龍一號”走出去,已經與巴基斯坦、阿根廷、英國等20余個國家建立合作意向。

“互聯網+”開啟核電設計和建設2.0時代

“華龍一號”全球首堆的穹頂是一個直徑46.8米,重約340噸的半球體,加上沿海大風的影響,要將這樣一個龐然大物精準安裝到45米高的反應堆廠房,難度可想而知。

“為了保證穹頂吊裝的順利進行,此前我們進行了數字化模擬施工,確保‘華龍一號’穹頂制作、拼裝、吊裝順利完成。”5月26日,中核集團福建福清核電有限公司副總經理陳國才介紹說,他們采用數字三維建模技術對穹頂制作、拼裝進行模擬建造,形象直觀展現穹頂模塊整體布局,精確演示拼裝構件空間位置與邏輯安排,實現穹頂模塊化施工虛擬建造。在吊裝階段,又采用數字模擬技術對吊裝全過程進行模擬施工,攻克精確就位技術難關,排查風險隱患,確保了吊裝成功。

“‘華龍一號’是一個非常復雜的系統工程。從設計到建設,結合‘互聯網+’,中核集團將核電的設計、應用軟件集成與互聯網等技術相結合,建立了異地綜合協同設計平臺,將全國多個設計單位通過網絡連接,利用各種終端設備,在同一個平臺上開展協同設計工作,協同設計平臺的終端數量達到500個,并可以根據需要進行擴充。”中核集團副總經理俞培根說。

他表示,通過持續優化“互聯網+”,采用三維設計平臺,使北京、石家莊、成都、鄭州等多地近千名“華龍一號”的設計人員共同參與,在同一平臺上做到了及時溝通,加快了設計數據傳遞,減少了設計交換過程的反復,實現了設計信息及時共享,有效提升了設計效率,當前5號機組已完成了總設計任務的80%,保證了所有設計文件按期或提前進度完成,為“華龍一號”的開工、穹頂吊裝等各關鍵節點的順利施工創造了良好條件,打破了國際上核電站“首堆必拖”的慣例。

據了解,我國自主研發的NESTOR軟件也已成功應用于以“華龍一號”為代表的自主化三代電廠福清5號、6號的反應堆工程中,預計到2020年中核集團將建立起完善的核電軟件體系,開發新一代的數字化核電廠集成研發系統。

“華龍一號”數字化提升中國制造國際競爭力

中核集團“華龍一號”總設計師邢繼介紹,“華龍一號”數字化提升了我國三代核電設計、設備制造、工程建設水平,確保了“華龍一號”的先進性、安全性、經濟性與建造質量。在開展示范工程設計工作的同時,將示范工程首臺機組建設過程中遇到的技術問題及時匯總形成設計領域的大數據,不僅和設備制造方和工程建設方溝通反饋,還傳遞給了后續的核電項目,這為“華龍一號”核電項目標準化設計、批量化建設奠定了技術基礎。

邢繼介紹,以“華龍一號”綜合協同設計平臺為例,該平臺將核電設計與信息技術進行了深度融合,充分利用互聯網、數據加密、仿真與虛擬現實等技術,解決了不同平臺間的數據傳遞與集成等難題。

他表示,設計協同平臺集成了工廠三維設計、電纜敷設、力學分析計算等多種功能。基于該協同設計平臺,已經建立了一個數字化的“華龍一號”核電廠三維設計模型及完整的數據庫,其中包含5萬多臺套設備、165公里管道、2200公里電纜等。這些數據可應用于設備采購與加工制造。同時,通過該平臺,將設計完成的數字化核電站開放給后續的工程管理部門和施工建造單位,可提高工程建設安全、質量、進度、費用控制與精細化管理水平。

俞培根表示,“華龍一號”成了我國核電自主創新和集成創新的代表,其裝備國產化率可達85%以上,反應堆壓力容器、蒸汽發生器、堆內構件等核心裝備都已實現國產,代表著我國裝備制造業的先進水平,“華龍一號”的設備供貨廠家,分布在全國各地,涉及5300多家,共計6萬多臺套,提高了中國制造的國際競爭力。(袁于飛)