项目成长

台山核电站世界最大核岛筏基混凝土工程纪实

发布日期:2010-02-26 字号: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

  岁末年初,广东台山核电项目业主单位中国广东核电集团负责混凝土搅拌站生产管理的主任工程师陈毓,正在与中核混凝土股份公司台山项目部的苏兵站长一起,总结台山核电1#核岛筏基混凝土生产、浇筑的组织、管理经验。这是一次轻松的总结,徐州利勃海尔提供的4套混凝土搅拌及制冰设备可靠地保障了混凝土的连续生产,在各方的积极努力及配合之下,近1万m3 C40/50(相当于国标C50)混凝土筏基一次浇筑成功,圆满地完成了这次在世界核电建设史上具有里程碑式重要意义的核岛筏基施工;同时这又是一次非同寻常的总结,单机容量175万kW,采用EPR欧洲压水堆技术建设的第三代核电站核岛筏基混凝土一次浇筑完成,在国际上还没有成功的先例。法国和芬兰的同类项目,均在浇筑完成后不同程度地出现了贯通式裂缝,芬兰的核电项目甚至为此停工长达半年之久。他们的总结不仅对中国的核电站建设大体积筏基混凝土浇筑有着重要意义,对世界同类型建设项目同样有着深远的影响。 
    
  陈毓和苏兵站长都是核电建设混凝土生产与设备专家,陈毓负责完成了台山核电项目的砂石骨料与混凝土搅拌站的方案设计和建造工作;苏兵则参加了岭澳一期、岭澳二期核电混凝土搅拌站的生产管理,在核电混凝土生产领域有丰富的经验。对于他们来说,能够亲身参与并主导完成了这次具有重要意义的核岛筏基混凝土生产,不仅是一种荣誉,也是对他们职业生涯的一次历练,一次升华。台山核电混凝土搅拌站成功的建设模式,已成为中国核电建设第二代混凝土搅拌站的标杆,被广西防城港核电、广东陆丰、湖北咸宁核电搅拌站所采用。而作为此类搅拌站提供者,徐州利勃海尔也在这次成功的混凝土生产浇筑中,以优异的表现,展示了利勃海尔搅拌设备先进的技术性能,确立了在核电建设领域的领先地位。


台山核电建设中采用了4条徐州利勃海尔混凝土搅拌生产线及制冷系统

  四天四夜的熬战

  技术准备
    
  此次近1万m3混凝土浇筑到54m直径、3.8m厚度的机组筏基模板中,最难之处在于控制混凝土的出机温度和入模温度,广东台山地处我国广东南部沿海,气候炎热,这更是为这次不同寻常的混凝土任务增加了难度。如果不能够对出机温度及入模温度进行连续、准确的控制,那么在混凝土养护过程中,中心温度在水泥水化热的作用下则难以控制,最终造成难以弥补的贯通式裂缝。广东台山核电为了有效防止贯通式裂缝的产生,将混凝土养护过程中的中心温度控制在了70℃以内,并且为此将混凝土出机温度控制在18℃以内,低于标准温度4℃,入模温度控制在23℃以内,相比核电建设规范的要求低了2℃。
    
  而对于降低每一摄氏度混凝土出机温度与入模温度,方方面面的工程技术人员付出的努力,可以用“艰辛”二字来形容。这种努力从未间断,从混凝土搅拌站方案设计建造之初,到混凝土的生产组织,一直到混凝土浇筑入模、振捣、养护完成。
    
  利勃海尔搅拌站系统为了满足使用要求,采用在混凝土中加入冰水的同时,再加入适量片冰的方法来降低混凝土出构温度。按照施工技术的要求,利勃海尔为搅拌站设计配置了两套制冰能力高达100t/天的制冰机,以及两座存储容量达160t的冰库,这是国内核电建设领域最大的冰机和冰库,也是在国内核电建设领域首次配置这么先进的成套制冰系统。



两套制冰能力高达100t/天的制冰机,以及两座存储容量达160t的冰库,连续工作120h,为混凝土出机口温度控制在18℃以下

  要保证即使在炎热的夏季,也要将冰片快速、准确地称量并输送到每个搅拌站,是一个难题。根据现场条件和核电施工的特殊性,利勃海尔为冰的输送设计了“两级存储、三段运输”的方式,冰的“两级存储”解决了短期需要大量库存与长期频繁使用少量片冰的矛盾。第一级存储所在地是冰库,主要存放新制成的冰,可提供大方量生产所需的足够库存。第二级存储设置在中转仓,主要存放即将要使用的冰,可满足搅拌站间隙性用冰和保证输送速度。搅拌站需要冰时,直接从这里提取。中转仓的设置保证了冰片的质量,同时使冰的称量过程方便、快捷。此种方式可提高搅拌站的工作效率,确保生产连续,改善耙冰设备的使用工况,延长设备的使用寿命,降低故障率。
    
  苏兵站长:“为保证冰的储存及运输,我们生产出非常干燥的片冰。片冰的厚度非常薄,极易受外界的影响。在输送过程中,要尽量避免输送环节造成冰的潮湿,因冰的潮湿将会引发严重的粘连、堵塞。另一方面,冰在长时间、持续的输送过程中,不可避免的有部分细小的冰屑会在设备上逐渐的积聚,可能造成输送通道的堵塞。”
    
  从冰库出来的冰必须要快速的将冰片输送到有能力保持其品质的地方——中转仓。为将片冰从冰库运送到中转仓,利勃海尔为冰输送系统精心设计了工作时序,以保证连续输送的稳定性,同时也保证了片冰的质量。

  利勃海尔每套冰输送系统可同时为两座搅拌站提供生产所需要的冰。若当搅拌站A需要使用冰时,操作人员只需把控制面板上A站供冰旋钮轻轻打到自动供冰位置即可。后续的一些操作均交给控制系统去做。

  经过炎热夏季的考验,以及1#核岛筏基大体积混凝土连续生产,台山核电搅拌站制冰、送冰作业冷水机、制冰机和冰库连续工作120多小时。为混凝土出机口温度严格控制在18℃以下,立下了汗马功劳。

  生产准备
    
  为了完成这次超高难度的混凝土生产任务,中广核集团以及中核混凝土股份公司等单位组织了两次模拟演练和四次模拟实验,强化生产过程中的组织流程控制和突发事件的处置能力。为了保证在混凝土生产高峰能够有充足的骨料供应,并确保混凝土搅拌站与制冰系统的正常用电,陈毓还组织砂石骨料生产系统提前生产了充足的砂石骨料并配备发电机确保万无一失。另外,作为混凝土搅拌设备供应商的徐州利勃海尔公司的销售和售后工程师也全程参与了此次筏基浇筑的演练和实战,全力配合中核混凝土股份公司对搅拌设备进行了系统的维护、保养。


核岛筏基浇筑开始,正在施工

  生产浇筑
    
  开盘浇筑当天,苏兵站长带着参加开盘的全体搅拌站员工照了一张合影,他们要记录下这一历史性的时刻,所有参加这次混凝土生产浇筑的员工都将为能够参与这样创纪录的工程而骄傲一生。
开盘之初的几个小时,混凝土生产、运输、浇筑的各个环节还处于磨合阶段,随着各个环节磨合得越来越顺利,混凝土搅拌与运输的效率不断提高。在四天四夜的连续搅拌作业中,利勃海尔搅拌设备稳定的性能,中联、三一、施维英等众多知名企业的混凝土泵送设备(拖泵、布料杆、泵车)出色的发挥,克服炎热高温的施工环境,确保了核岛筏基施工的顺利进行并获得圆满成功。


中国广东核电集团负责混凝土搅拌站生产管理的主任工程师陈毓(左)和中核混凝土股份公司台山项目搅拌站站长苏兵

  生产监测
    
  本着严格控制每盘混凝土质量,不使一立方米不合格混凝土交付使用的原则,每盘混凝土搅拌时间均在60S以上,每立方米混凝土加冰量在60kg,丝毫不允许打折扣。在进行核岛筏基混凝土浇筑的四天四夜里,平均一个多小时就进行一次混凝土质量检测,包括抽样检测在内,一共进行了195次混凝土质量检测,每次检测结果都经过混凝土搅拌站、实验室、业主方和监理方四方签字认可。从混凝土出机实测温度、实测坍落度、实测水胶比等性能参数,检验结果全部合格。

  中核混凝土股份公司和法国电力公司的技术专家24小时坐在混凝土搅拌站的控制室内,不仅记录着混凝土的实际检测数据,还对搅拌机功率曲线进行实时观察监控。利勃海尔搅拌站具有的搅拌主机功率实时显示,可根据功率曲线动态判断处于搅拌过程中的混凝土和易性以及坍落度等性能指标随搅拌时间的变化,避免了以往只有在混凝土出机之后,才能够得到混凝土质量及性能数据的情况,是控制混凝土搅拌质量的有效手段。每一盘混凝土搅拌功率曲线,以及混凝土实测数据都被中核混凝土公司留存下来,以备追溯核查,这也体现了中核混凝土股份 公司这支核电混凝土生产铁军认真、负责的工作态度。
    
  经过四天四夜的熬战,1#核岛筏基混凝土浇筑圆满完成。中国广东核电集团对1#核岛筏基混凝土生产、浇筑过程也给予了很高的评价,评价总结中指出,中核华兴公司展现出了核电建设铁军的风采,中核混凝土股份公司在整个施工过程中,没有一个人出现倦怠,体现了专业化公司的专业水准。这次核岛筏基混凝土浇筑创造了中国核电建设的一段新的历史。国家核安全局也验收通过了广东台山核电1#核岛筏基混凝土工程。


业主、实验室人员对搅拌站生产记录和混凝土不停地检查

  精确、安全、可靠征服用户
    
  苏兵站长曾经参加了岭澳一期、二期核电站混凝土搅拌站的工作,相比岭澳核电混凝土搅拌设备,利勃海尔搅拌站给他最深刻的印象就是精确的计量系统、完备的安全保护措施以及设备的高可靠性。
    
  苏兵曾经几次在模拟演练中,组织检查利勃海尔搅拌站配料系统的计量精度,几次检查下来,令他对利勃海尔搅拌站的配料精度有了充分的信心。利勃海尔搅拌站不仅骨料称量准确,几十公斤重的矿渣以及几公斤重的外加剂等计量精度也是分毫不差,相比岭澳核电应用的搅拌设备有了巨大的进步。
    
  这种超常的计量准确性源于利勃海尔搅拌站在硬件和软件两方面的可靠保证,对精度要求较高时,所有配料均采用精、粗方式配料,不仅可保证每车的配料精度,还可保证每盘的配料精度,在混凝土配比上保证了混凝土的质量。
    
  陈毓作为业主单位代表,最担心的一是出现生产事故,二是生产出不合格混凝土,陈毓说:“在利勃海尔搅拌站骨料配料系统以及皮带运输系统的旁边,配置了拉线开关,可以在紧急情况下,拉动开关,停止设备运行,这对设备和人员都是一种有效地保护。”
    
  利勃海尔搅拌站设计的安全性理念非常独到,不仅体现在对设备和操作、维护人员的安全保护上,即任何误操作均不会对人员、设备造成事故;更重要的还体现在混凝土生产上,任何会影响到混凝土质量的实质性因素,控制系统均将中断执行,并给予报警提示,待影响因素得到妥善处理后方可继续执行,确保不合格混凝土不能交付使用。
    
  台山核电建设中采用了4条混凝土搅拌生产线,为核岛及整个建设提供混凝土。在陈毓等混凝土生产设备专家的积极倡导下,搅拌站采用出料容积2.25m3的利勃海尔双卧轴搅拌机、斜皮带机上料、配置4×500t水泥及粉料仓、每两条混凝土生产线搅拌站共用一座5×100m3骨料仓和骨料上料系统,并与砂石厂储料仓实现无缝连接,对于特殊或外购材料又配置了汽车受料斗,方便运行。
    
  核电建设中的方案选择一直相对比较保守,这是核电建设的特殊性质所决定的。在台山核电搅拌站方案商定之初,曾经考虑过配置5~6套岭澳核电应用过的立轴行星式、1.5m3出料容积的搅拌站,但考虑到建设投资太高,最终决定选择出料容积更大的双卧轴搅拌主机。双卧轴搅拌主机已经非常成熟,并且具有维护成本低、耗能低、搅拌效能高的特点,用4套2.25m3双卧轴搅拌站替代5~6套1.5m3立轴行星式搅拌站符合国家节能减排的号召,以及压缩核电建设成本的现实需要。
    
  实践证明,台山核电混凝土搅拌站配置是成功的,圆满完成了1#核岛筏基近1万m3混凝土的生产任务。特别令陈毓和苏兵站长感到惊喜的是,在经历了4天4夜的混凝土连续搅拌生产之后,利勃海尔的双卧轴搅拌主机只用水简单的冲洗一下,就恢复了原貌,没有任何混凝土裹轴的迹象。这对于胶凝材料达到390kg/m3的C50混凝土来说,简直令人难以置信。

  1#核岛筏基混凝土浇筑已经通过了国家核安全局的验收,同时收到了来自方方面面的好评与赞扬。陈毓和苏兵两位混凝土生产管理专家在总结经验的同时,又迎来了另一项挑战:2#核岛筏基混凝土浇筑。

  为了严格控制出机温度,1#核岛筏基浇筑过程中,每盘混凝土加冰量严格控制在60kg/m3,搅拌时间也严格控制在60S以上,根据苏兵站长在1#核岛筏基混凝土生产过程中的测试,使用利勃海尔2.25m3双卧轴搅拌主机,45S之内就可以达到混凝土搅拌质量要求。在2号机组筏基混凝土生产中,如果能够将搅拌时间控制在45S之内,那么整个混凝土生产效率将大大提高,台山核电混凝土月浇筑高峰5万m3,混凝土总方量在120万m3以上,算下来,这将是工程建设费用以及工期上一笔巨大的节约。

< 完 >