《核电厂工程的设计与设计管理》 .ppt
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1、核电厂工程的设计与设计管理,概述项目前期工作工程设计设计服务设计管理结束语,目 录,一、概述,内容介绍,本部分内容是以中国电力投资集团公司高级培训中心核电基础教材编写组编著的核电综合管理培训教材和由中国广东核电集团公司工程培训中心编著的核电工程总承包与项目管理相关内容为基础,并在编写时适当参考了一些大亚湾核电站、岭澳一期核电站、田湾核电站等实际工程案例。为此,我们对那些研究、撰写和传播先进核电技术的一切工作成果和为我国核电事业做出贡献的各位同仁们一并表示衷心感谢!,内容介绍(续),核电项目的设计和设计管理涉及的内容:工程设计与设计管理的地位与作用、设计与设计管理的特点;设计阶段划分、法规和监管
2、体系;设计承包方式的选择、各设计阶段的业主责任;从规划选址、初可研到可研的前期设计咨询内容;从总体设计、初步设计到施工图设计的工程设计内容;项目实施各阶段设计服务的主要内容;设计单位、项目业主和总承包方各自对工程设计的策划管理、进度管理、接口管理、质量管理、变更管理和文件管理等设计管理方面的内容。,在核电厂项目建设过程中,设计是做好质量、进度、投资“三大控制”的基础,是“龙头”。设计不仅仅是创造和创新,它是把一种可行的计划、规划、设想通过视觉的形式合理、完整、合规地传达出来的完整活动过程,设计就是经济效益。设计是核电厂工程建设项目的首要基础工作,是后续工作的必要条件。设计与设计管理必须涉及核电
3、厂工程项目管理的核心工作“三个控制、三个管理、一个协调”(即质量控制、进度控制、成本控制、安全管理、合同管理、信息管理和组织协调)。设计管理是贯穿核电工程项目生命周期全过程,对项目范围、投资、进度、质量、风险控制具有全局性影响的项目管理活动。,前言,一个基础:前一阶段工作的结果和审查意见是后一阶段工作的原则基础。两个思维:形象思维,全局观念,明白项目要求做什么、结果是什么;逻辑思维,局部关联,熟悉怎样设计、知道怎样设计更好。三个要点:充分借鉴参考电站的工程设计应用和项目管理经验;充分体现现行法规、标准、规定、程序对项目各阶段的要求;充分认识初步设计对详细设计(施工图设计)的影响。四个步骤:了解
4、工艺系统或相关子项的功能及性能要求、运行及监控要求;按照功能、性能、范围、水平及成熟性确定和审查系统设计方案;根据规定编制、提交和索取内外部设计输入/输出资料;落实各阶段设计工作大纲,执行相关设计规定,实施工程设计。,前言(续),按照ISO 9000关于质量的定义,质量是一组固有特性满足要求的程度,而产品的“固有特性”是根据设计文件和图纸建造出来的。因此,设计把投资意愿转化为蓝图,设计制订工程项目的质量、进度和成本三大控制目标,设计决定了项目的“先天质量”。作为工程项目质量控制标准的质量等级和技术要求是由设计确定的,作为项目成本控制底线的概算是设计计算出来的,作为项目进度控制基准的一级里程碑进
5、度也是设计制订的。可见,先有设计设定的工程项目三大目标,才有项目的实施和管理,设计是工程项目的“龙头”。,设计与设计管理概述,设计指的是设计机构为项目提供产品和服务,设计包括项目前期的设计咨询、工程设计和设计服务。设计管理指的是设计机构为实现产品和服务目标进行的管理工作和业主公司或工程公司对设计服务合同的承包方工作的管理及协调。设计的产品是图纸和文件,设计的对象则是项目。图纸和文件的质量最终要由项目的质量检验。虽然设计一般划分为总体设计、初步设计和施工图设计阶段,但设计工作贯穿了项目前期、设备制造、建造、调试和运行的全寿命周期。,设计与设计管理概述(续),根据价值工程原理,核电工程设计不仅要遵
6、守“以最低的寿命周期费用,可靠地实现必要的功能”这一工程设计原则,还必须遵守纵深防御、保守设计的原则,依据的技术标准必须符合法规要求。工程设计包括设计生产和设计服务两大部分。设计管理是为保证设计符合项目目的而采取的管理活动,设计管理是对设计过程进行的质量、变更、进度和接口等的管理。具体管理内容包括设计规范和标准的选择、评审和控制、设计的接口管理、设计分析管理、设计审查、设计修改和工程变更管理、设计服务管理等。,设计与设计管理概述(续),设计与设计管理的重要性,核电厂的设计是依据其生产工艺系统功能及法规、规范、标准的要求,结合场地特征条件而制定具体建造规定或规范的活动。设计决定了核电厂的“先天质
7、量”,是落实最重要的事件预防措施的基础,是应用先进科学技术成果的最大切入点,对整个建设项目造价的影响达80%以上。核电厂的设计管理,是确保设计质量符合核安全法规要求,保证设计与设备采购、建造、调试、启动以及核电厂建成后运行、维护等各个领域密切协调的重要手段。,设计与设计管理的重要性(续),核电厂的一切技术活动都离不开设计的支持,都要以相应的设计文件为依据。设计是项目的“龙头”,是工程的关键。设计不仅是决定核电厂质量与安全的基础,也是决定工程项目进度与投资的基础。设计管理不仅仅是设计单位的责任,业主必须把以设计单位为中心环节的有关设计管理活动纳入自己的管理范畴。设计管理与项目实施过程中的设备采购
8、、施工建造、调试启动以及核电厂建成后的运行维护等各个领域的活动密切相关。因此,项目业主对整个工程项目的设计管理对于项目的成败是至关重要的。,设计与设计管理的特点,就其用途和功能而言,核电厂与常规电厂无本质区别。只是核燃料裂变不仅能够按照预期释放能量外,还不可避免地会产生放射性裂变产物及其衍生物,若对后者失去控制或管理,就会对核电厂及其周边环境带来危害。因此,与常规电厂设计不同,核安全设计的理念始终贯彻于核电厂设计。在设计核电厂时,既要满足核安全法规、导则、规范、标准和规定的要求,实施安全设计,还要符合常规电厂设计适用的设计原则和设计规定。在确保安全性的前提下,同时满足经济性和可运行性的要求。核
9、电厂设计是一项技术密集且复杂的系统工程,某一堆型的核电厂设计从原型设计到成熟设计需要约20年的时间,期间历经原型电厂建设与示范运行阶段、改进与完善阶段、标准化与批量化建设阶段。,HAF102 核动力厂设计安全规定 明确核电厂设计总的核安全目标:在核动力厂中建立并保持对放射性危害的有效防御,以保护人员、社会和环境免受危害。总的核安全目标由辐射防护目标和技术安全目标所支持,这两个目标互相补充、相辅相成,技术措施与管理性和程序性措施一起保证对电离辐射危害的防御。(1)辐射防护目标:保证在所有运行状态下核动力厂内的辐射照射或由于该核动力厂任何计划排放物质引起的辐射照射保持低于规定限值并且合理可行尽量低
10、,保证减轻任何事故的放射性后果。(2)技术安全目标:采取一切合理可行的措施防止核动力厂事故,并在一旦发生事故时减轻后果;对于在设计该核动力厂时考虑过的所有可能事故,包括概率很低的事故,要以高可信度保证任何放射性后果尽可能小且低于规定限值;并保证有严重放射性后果的事故发生的概率极低。,设计与设计管理的特点(续),设计与设计管理的特点(续),为了实现上述安全目标,在设计核电厂时,要进行全面的安全分析,以便确定所有照射的来源,并评估核电厂工作人员和公众可能受到的辐射剂量,以及对环境的可能影响。安全分析包括:(1)核电厂所有计划的正常运行模式。(2)发生预计运行事件时核电厂的性能。(3)设计基准事故。
11、(4)可能导致严重事故的事件序列。在分析的基础上,确认工程设计抵御假设始发事件和事故的能力,验证安全系统和安全相关物项或系统的有效性,以及确定应急响应的要求。,核电工程建设项目通过设计体现国家经济建设的方针政策和建设项目业主的投资建设目标。工程设计要切合实际、安全适用、技术先进、经济合理,在满足建设项目功能要求的同时,实施过程中应贯彻下列几条基本原则:(1)贯彻国家的经济建设方针和政策。(2)遵守国家和地方的法律法规,符合国家和行业的技术标准、规程和规范。(3)合理利用资源,节约能源。(4)重视技术进步,选用先进成熟适用的技术。(5)坚持安全第一,质量第一。(6)坚持经济合理。(7)重视生态环
12、境保护和水土保持。(8)以人为本,合理使用资源和劳动力,重视劳动安全。,核电厂工程设计的基本原则,设计的监管制度,核电工程主要勘察设计资质要求(除注释外均为甲级),设计的监管制度(续),核电工程各项勘察、设计活动的评审和批准机构,设计的监管制度(续),核电工程各项勘察、设计活动的评审和批准机构,概述项目前期工作工程设计设计服务设计管理结束语,目 录,二、项目前期工作,设计阶段划分,核电项目的设计工作过程包含项目前期咨询和项目设计两大阶段。核电项目工作子项多,接口多,整个项目各阶段工作之间紧密相连,而且往往交叉进行,所以阶段划分并没有严格清晰的界限。国内外对前期工作以及前期工作的设计阶段划分都有
13、不同的理解和界定。根据我国核电项目审批程序和特点,从核电项目发起人/业主的角度出发,可以将前期工作大体分为两个阶段,即项目策划阶段(包括投资机会研究、初步可行性研究和可行性研究阶段),以及国家有关部门同意开展项目前期工作后的前期工程准备工作阶段(包括主设备招标与合同谈判、工程初步设计及“四通一平”等)。核电项目前期咨询阶段是项目的机会研究阶段,主要针对项目的技术可行性和投资效益进行研究,其主要任务是选择适宜建设核电站的优选厂址。核电项目前期咨询阶段按工作过程和不同深度要求,分为厂址普选、初步可行性研究和可行性研究三个阶段。,设计阶段划分(续),我国的建设项目工程设计,按不同的行业工程分为23个
14、阶段。建筑与人防专业建设项目:一般分为方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段。对于技术要求简单的民用建筑工程,经有关主管部门同意,并在合同中有约定不作初步设计的,可在方案设计审批后直接进行施工图设计。工业、交通、能源、农林、市政等专业建设项目:一般分为初步设计和施工图设计两个阶段。水电和水利专业建设项目:一般分为初步设计、招标设计和施工图设计三个阶段,其中水电工程初步设计与可行性研究可合为一个阶段。,设计阶段划分(续),其他有独特要求的项目:对于复杂的、采用新工艺新技术又缺乏设计经验的重大项目,或有重大技术问题的主体单项工程,在初步设计之后可增加单项技术设计阶段;对于技术简单的中小型项目,在初
15、步设计中只需做到总体方案专题设计,即可开展施工图设计。核电厂工程项目属于技术复杂且密集的能源项目,设计阶段分为初步设计(包括总体设计)和施工图设计两个阶段。,项目设计阶段划分,核电项目的设计阶段,是在项目前期咨询成果的基础上,依据其生产功能及法规、规范、标准的要求,结合场地特征条件而制定具体建造规定或规范的活动。按照我国建设项目管理规定的要求,为了有秩序、有步骤地开展设计工作,一般建设项目按两个阶段进行设计,即初步设计和施工图设计。对于技术上复杂而又缺乏设计经验的项目,可增加技术设计阶段。为解决总体开发方案和建设的总体部署等重大问题,可进行总体规划设计或总体设计。,核电站工程前期工作过程,1、
16、工程咨询2、厂址普选3、初步可行性研究4、可行性研究5、项目核准,一、决策阶段,二、实施阶段,1、总体设计2、初步设计3、施工图设计4、竣工图编制5、设计控制,项目设计阶段划分关系示意,工程咨询,工程建设项目一般分为决策阶段和实施阶段。工程咨询是为工程建设项目决策提供依据的智力型服务,运用多学科知识和经验、现代科学技术和管理办法,遵循独立、科学、公正的原则,为政府部门和投资者对经济建设和工程项目的投资决策与实施提供咨询服务,以提高宏观和微观的经济效益。工程咨询首先是市场经济条件下投资主体多元化的需要,其次是政府部门行使行政审批权的要求。,工程建设项目投资决策的主要利益相关方是投资方、融资方、政
17、府部门和社会民众。投资方主要关注的是投资收益,融资方主要关注的是项目偿债能力,政府部门主要关注的是社会影响、环境影响和产业发展规划。工程咨询是投资和工程建设管理中的重要环节,是投资决策的基础。,工程咨询,狭义理解,投资方委托具有资质的工程咨询机构进行项目投资决策的研究并编制报告称为工程咨询。另外投资方一般还要委托第三方咨询机构(主管部门认可或指定的咨询机构),或邀请专家对工程咨询成果进行评审验收,并请利益相关方(主要是行业主管部门)参与意见并据此提出意向性批文。对于重要的、涉及行政审批的咨询成果(主要是进入可研阶段以后),相关政府部门还要求将(体现业主意志的)咨询成果以投资方(业主公司)的名义
18、,或以业主公司与咨询单位(报告编制单位)共同的名义形成报告,由相关政府部门另行行委托第三方机构(或邀请专家进行审查,并在审查意见的基础上向投资方或项目公司发文批复。狭义理解,凡是委托第三方机构或人员对咨询成果的评审或审查均可称为评估。一般情况下,项目评估特指政府投资主管部门出于项目核准的目的委托第三方机构对项目申请报告的第三方审查。,工程咨询,工程咨询,厂址普选,厂址普选,核电厂普选工作通常涉及工程地质,地震地质,水文,气象,总图,电力系统,核工程,环保等。,由设总带队,相关专业派人,要进行现场踏勘,委托进行地质地震调查,收集水文气象资料,对人口进行调查统计,了解电网情况、冷却水源、运输线路、
19、地形,考虑环境问题,社会经济问题。,核电厂普选工作遵循核电厂厂址查勘(HAD101/07),报告内容,结论建议,厂址普选,厂址普选报告完成后应组织评审验收。,附件,附图,至少应包括:厂址地理位置图;全厂总体规划图(1:10000);厂址区域比例地形图(1:10000),地方政府同意开展选址工作的文件。,厂址概况、交通条件、地震地质、工程水文、气象条件、电能送出、环境影响、工程方案初步设想、厂址条件比选,推荐2个或2个以上的候选厂址进行初步可行性研究说明候选厂址存在的主要问题,提出对下阶段工作重点和工作方向,厂址普选,DBL(Design basis low)水位或97%低水位,至少0.51m,
20、至少12m,厂址普选,高水位,低水位,增水,减水,厂址普选,厂址普选,干厂址:一般将厂平标高位于DBF水位并考虑波浪爬高之上的厂址称为干厂址,即厂平标高DBF+1.5 H1/100标高,湿厂址:一般将厂平标高位于DBF水位并考虑波浪爬高之下的厂址称为湿厂址。,DBF(Design basis flash)水位,动水位,爬高水位,厂址普选,排水口,取水口,4C,3C,2C,1C,13km,0.5C,厂址普选,爆炸冲击波,0,200,P(kPa)45,100,T(ms),30,筛选距离5-10km危险源与核电厂安全相关物项间的安全距离:Rip=18W1/3,厂址普选,危险气云,需要考虑的化学毒品重
21、量与距离的关系,厂址普选,飞机坠毁,一架重200KN的战斗机以215m/s(733km/h)的速度、倾角1045度的冲撞角进行撞击。,0,70,冲击负荷120MN,60,35,T(ms),4km 内空中航线 10km 内机场16km 内193d2机场16km 外386d2机场30km 内军事设施或演习区域,厂址普选,厂址普选,交通条件,4.8m,9.5m,7.5m,1.2m,8.7m,厂址普选,交通条件,7.7m,厂址普选,投资机会研究,(1)通过宏观政策分析和核电市场调查寻找电力需求空间、电网/电价水平、厂址资源现状、政府政策导向、地方政府取向等。(2)确定建设项目的目标和任务,主要是总进度
22、策划、反应堆堆型选择、国产化能力评估等。(3)综合分析项目内外有利和不利因素,权衡各种可能的项目组织模式的利弊得失,根据自身能力确定项目实施进度计划和管理模式。(4)确定最佳融资模式,并对项目的经济可行性和项目的经济效益做出实事求是的评估。(5)列出项目影响成败的主要问题,逐一进行分析,并考虑采取可行的对策和措施,对项目未来的风险做出正确预测,并进行全过程动态跟踪。,规划选址阶段的主要工作,核电厂址普选是通过系统地收集资料,加以必要的现场踏勘,在目标地区(足够大的一个行政区、一个供电区,或者由地理特点限定的地区)开展核电厂址普选工作,筛选出适宜建造核电机组的适宜区段及可能厂址,分析和论证可能区
23、段及可能厂址在技术可行性、安全可靠性、环境相容性、经济合理性等相关的特征,编写相关报告,推荐适宜的厂址区段及若干可能厂址。,规划选址阶段的主要工作(续),厂址普选报告共分十二章,报告的最后应附必要的图纸和支持性文件,核电项目厂址普选报告总目录见下表:,初步可行性研究,初步可行性研究的基本任务是在电力发展规划和工程项目投资机会研究的基础上,通过搜集资料和调查研究,进一步分析论证核电厂厂址的适宜性和可接受性,以及核电厂建设可行性所涉及的主要问题与条件,将项目投资方案的必要性和可行性进一步具体化,为编制工程项目建议书提供依据。其主要任务有:(1)研究拟建核电厂在国民经济、一次能源平衡和电力系统发展中
24、的地位和作用,论证其建设的必要性。(2)拟建核电厂的选址过程应从区域筛选开始,并应论证推荐区域和被否定区域的因素。,初步可行性研究(续),(3)在推荐区域内筛选出两个或两个以上的候选厂址:按核电厂厂址选择的有关规程和规定的要求,通过对核电厂址技术、安全、环境和经济适宜性做出初步评价,在充分调查研究、搜集现有资料、必要的勘测工作以及环境影响分析的基础上,评价候选厂址的特征和建厂条件,排除厂址颠覆性的因素。在安全、经济和技术的综合比较基础上,排列可行的候选厂址的顺序,推荐一个或两个优先候选厂址。,初步可行性研究(续),(4)在上述工作基础上设想工程建设方案,拟订建设总规模和分期建设方案,初步选择核
25、电机组类型和单机容量,探讨设备供应方式与工程管理和建设模式。(5)对可供选择的工程方案进行投资估算和经济效益分析及社会效益评估,拟订建设资金筹措、贷款偿还的初步方案,推荐优先的工程建设方案。(6)提出在可行性研究阶段应重点研究的问题和建议方案。(7)编制初步可行性研究报告。,可行性研究,(1)对优先候选厂址进行必要的、综合性的勘察、测试、观测和试验工作,落实建厂条件,论证其建设核电厂的适宜性,编制选址阶段安全分析报告。(2)结合厂址特征和数据,全面进行工程技术方案设计研究。对工艺设计标准化的核电机组,则重点研究与厂址条件有关的核电厂工程方案和电力系统配套方案。(3)研究设备器材供应方案,包括初
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