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“人造太陽”的中國力量

2024-06-29 09:30    核聚變

2020年7月28日,在國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃重大工程安裝啟動儀式上,習近平總書記致賀信,指出中國企業和科研人員勇挑重擔,與國際同行齊心協力,為計劃的順利推進貢獻了中國智慧和中國力量…。ITER計劃旨在建造全球最大的可控核聚變實驗堆,被譽為全世界最大的人造太陽,是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程之一,承載著人類和平利用核聚變能的美好愿望。從2019年勇奪托卡馬克主機安裝標段一(TAC-1)合同并成功安裝其心臟設備,到20...


2020年7月28日,在國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃重大工程安裝啟動儀式上,習近平總書記致賀信,指出“中國企業和科研人員勇挑重擔,與國際同行齊心協力,為計劃的順利推進貢獻了中國智慧和中國力量…”。

ITER計劃旨在建造全球最大的可控核聚變實驗堆,被譽為全世界最大的“人造太陽”,是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程之一,承載著人類和平利用核聚變能的美好愿望。從2019年勇奪托卡馬克主機安裝標段一(TAC-1)合同并成功安裝其心臟設備,到2024年再次簽下真空室模塊組裝合同(SMSA),中核集團中國核電工程有限公司牽頭的中法聯合體以匠心確保安裝工程按時、保質、安全完成,順利跑完聚變安裝的“第一棒”,助力“人造太陽”從夢想變為現實。

2.7個G,800份招標文件

2019年9月30日,ITER項目TAC-1安裝合同在北京簽約,作為祖國70年華誕的獻禮,也開啟了中國核能企業開拓歐洲市場的征戰之路。

TAC-1是ITER項目最大的安裝工程合同,其重要性相當于核電站的反應堆、人體里的“心臟”,主要負責托卡馬克裝置周邊核心設備安裝工作,包括杜瓦、冷屏、磁體系統、冷卻水系統、超導饋線系統等。

這一重大成就的背后,是長達數年的精心準備與不懈努力。早在2016年,中核工程就已開始為TAC-1的投標工作做準備,積極參與ITER的多個小型招標項目,以熟悉和適應業主的招標要求。2018年2月,ITER組織發布招標文件后,中核工程牽頭,和核工業西南物理研究院、中國核工業二三建設有限公司、中國科學院等離子體物理研究所組成聯合體并迅速成立工作組,全力以赴開展投標工作。

在競爭激烈的國際工程領域,每一次合同的獲得都凝聚著無數人的汗水與智慧。投標團隊面臨800余份約2.7GB的英文招標文件和嚴格的技術要求,以及聯合體形式在人員層次、文化理念與工作方式等方面存在的諸多差異,始終保持著高昂的斗志和堅定的信念,秉承極高的專業素養和協作精神,反復討論,逐步深化、細化標書內容,前后調整30余版報價方案、6版合同文本,最終順利完成標書編制,并按期提交給業主。

2019年7月,憑借卓越的技術方案,中法聯合體成功中標TAC-1標段。這不僅是中國企業迄今為止在歐洲市場中標的最大核能工程項目合同,也是中國核能企業首次以施工總承包形式參與國際大科學工程。

接到中標函后,中法聯合體各方共同組建合同談判小組,和業主開始了艱苦卓絕的談判。彼時的談判出差經常是“短期急行軍”式差旅,航班上、高鐵上、賓館大堂的小桌子旁,都留下了小組成員爭論的聲音和忙碌的身影。合同談判人員秉承“心往一處想,勁往一處使”的信念,一條條問題核對、一條條問題解答,最終完成了合同文本的確認。

“撬動”1250噸的2.7毫米

2020年4月下旬,經過月余的培訓,中方團隊人員正式進場工作。第一個任務就給了中方團隊一個“下馬威”——需要將重達1250噸的杜瓦底座安裝到托卡馬克大廳內,這是ITER項目尺寸最大、單體重量最大的部件。

面對陌生的海外工作環境、業主的顧慮以及前所未有的安裝任務,中方團隊展現出了驚人的毅力和專業能力。2020年5月28日凌晨,在杜瓦底座落位的最后時刻出現了吊裝載荷無法準確落到承接的千斤頂上的突發情況,所有參與的相關方包括業主、監理、吊裝方都顯得有些慌亂。這時,中核工程ITER項目部技術經理陳遠庭臨危不亂,憑借豐富的經驗和冷靜的判斷,指揮吊車、監測、千斤頂操作人員多點協同,最終成功將載荷轉移到基座千斤頂上,直徑三十米的大家伙中心偏差只有2.7mm。當杜瓦底座最終落位的那一刻,現場響起了熱烈的掌聲。

從開始進場工作,到杜瓦底座成功吊裝,中方團隊僅用了不到兩個月的時間。杜瓦底座吊裝成功標志著ITER項目由土建階段轉入了全面安裝階段,更被ITER組織贊譽為“Golden Milestone”(黃金里程碑)。以此為契機,ITER計劃重大工程安裝啟動儀式在法國現場組裝大廳舉行,習近平總書記致賀信。

核能領域深度融合的典范

法國法馬通公司在投標階段就加入了聯合體,本地承包商的加入對于項目無疑是加分的,但是如何合作成為了團隊面臨的難題。針對傳統聯合體方式在責任分工和分配比例上的局限性,投標團隊打破常規,決定成立一個深度融合的聯合體,提出了“三個一”的合作原則:One goal(一個目標),One team(一個團隊),One voice(一致對外)。

這一共識在TAC1項目四年多的合作過程中得到了充分貫徹。在項目初期,當中方團隊對當地情況尚不熟悉時,法馬通的成員在安全體系、質量管理體系以及本地供應鏈的建立上給予了聯合體巨大的支持。在項目面臨困難的時期也是法馬通派遣專家組織多個工作組(work shop),與聯合體團隊一起共克時艱。

如今TAC-1項目團隊已經形成了親如一家的氛圍,深入交流和共同討論問題已成為常態,這種深度融合的合作模式不僅促進了項目的順利進行,也真正實現了當初設定的目標。

在今年中法建交六十周年之際,TAC-1項目的成功合作無疑成為了中法兩國在核能領域合作的典范。這一典范也為未來更多國際合作項目提供了寶貴的經驗和借鑒。

1340天鑄就的安全管理標桿

2020年5月杜瓦底座吊裝完成,拉開了ITER主設備安裝的序幕。一個個工程節點穩步推進,捷報頻傳:2021年10月底部校正場線圈BCC 5號吊裝就位,標志著托卡馬克主機安裝第一階段任務完成,實現Pit Ready(具備吊裝真空容器的條件)。2023年11月托卡馬克裝置下部冷屏、最后一個下部主要磁體部件——極向場超導線圈均已成功落位,TAC-1合同在ITER項目已經累計完成了34個工作包。2023年底實現現場安全施工1340天,成為ITER現場安全管理的標桿。

自2020年以來,TAC-1項目的實施多數都伴隨著疫情的嚴峻考驗。在4月初的疫情高峰期間,中方團隊成員逆行法國,肩負起ITER建設的重任,堅持抗疫與生產雙線作戰。與此同時,中核集團籌集8萬只一次性醫用口罩捐贈給ITER組織。時任ITER組織總干事比戈(Bigot)對中核團隊的到來和捐贈的醫療防疫用品表示由衷的感謝,“盡管受新冠肺炎疫情影響,中核集團團隊依然能夠按原計劃如期執行項目合同。我們將盡全力為大家安全提供保障,請放心。”

ITER項目是目前世界上最大的聚變反應堆實驗工程,其復雜程度和技術難度均超過了已經大量建造運行的裂變反應堆,作為典型的邊研發、邊設計、邊制造安裝的“三邊”工程,工藝和設備部件多為首次使用,工程實施的技術指標性能、安裝精度、質量方面的設計要求高,技術風險大。

自開工以來,TAC-1幾乎所有部件的安裝,都是在不斷探索、驗證、說服業主的過程中完成的。中核集團立足管理與技術創新,建立并完善適合于國際工程的項目管理體系和組織機構,實施安裝工作包負責人(CWP Leader)管理模式,推動復雜結構裝置設計與安裝的三維輔助、大型超導部件精密準直測量等技術的使用;項目團隊的工程技術人員憑借專業的知識、扎實的技術功底、豐富的工程經驗、熟練的技能,突破了一個又一個技術障礙,用實力贏得了業主的認可。

“從關鍵部件交付到核心裝置安裝,中國是ITER計劃可靠的合作伙伴。我衷心感謝中國的堅定承諾和長期支持,期待與中國繼續深化合作。”ITER組織總干事彼得羅•巴拉巴斯基(Pietro BARABASCHI)對中國團隊的貢獻給予了高度評價,“中國在技術和人力方面為ITER項目作出了巨大貢獻。在非歐洲國家中,中國在建設現場擁有最強大的高技能建設人才隊伍。中國承接核心裝置安裝合同,正在出色完成組裝任務,非常值得信賴!”在合同執行過程中,項目團隊始終秉持國際合作精神,實現安全生產,質量總體受控,完成一系列重大里程碑節點,合同履約總體評價高,獲得了業主、監理等各相關方的一致好評。

“唯一”背后是強大的中國力量

真空室模塊組裝合同(SMSA)于法國當地時間2024年2月29日正式簽訂,自此,為期四個月的SMSA投標、合同談判等系列工作圓滿完成,ITER項目部開啟了新的篇章。

真空室模塊組裝是目前ITER項目最重要設備在關鍵路徑上的工作,對整個ITER項目的成功起到至關重要的作用。面對國際上各投標方的激烈競爭和極為有限的投標準備時間,聯合體迅速組建專項工作組,匯聚各方精英,夜以繼日地工作,于2024年2月6日成功中標。

真空室外形像一個甜甜圈,但是由于尺寸巨大,為了便于安裝,整個真空室被分成了9個真空室模塊,每個模塊都是一個三層夾心結構,由內到外分別為40度真空室扇段、真空室冷屏和環向場線圈。本次中標的真空室模塊組裝工作就是像穿衣服一樣,將真空室冷屏、環向場線圈在裝配大廳集成組裝到真空室扇段上,整體吊裝到托卡馬克堆坑內。真空室模塊共分為9個扇區,每個扇區單獨完工交付,9個扇區的計劃安裝總工期為35個月。

自收到中標通知的第二天起,中法聯合體便與業主展開了緊張的談判工作。當時,正值2024年春節前夕,雙方共進行了9輪大型談判會和十余個專項討論會,談判時長超過40小時。項目現場談判團隊充分運用TAC-1經驗及談判技巧,采取商務和技術分頭談判、關鍵問題聯合談判的策略,精心籌備、積極應對,爭取更合理、更利于項目推進的合同條款與技術要求。聯合體各家的國內后臺人員也在春節期間隨時待命,提供必要的支持。中法聯合體頂住高強度的工作壓力,展現了團隊的專業素養和合作精神,最終最大程度優化了合同條款,多項核心條款獲得有利條件。

SMSA合同的順利簽署,意味著中核工程牽頭的中法聯合體成為目前ITER項目主機安裝的唯一承包商。

正如習近平總書記在賀信中指出的“科學無國界,創新無止境。國際科技合作對于應對人類面臨的全球性挑戰具有重要意義”,全面參與ITER項目,將極大提高中國在國際大科學工程中的參與程度與貢獻度,推動構建聚變命運共同體;同時作為我國聚變工程的重要里程碑事件,夯實了我國聚變裝置建設的工程根基,為國內聚變工程建設工作的開展積累經驗、培養人才,推動我國聚變工程建設能力再上新臺階,助力核能“三步走”發展戰略。

第一個發達國家核能工程項目、第一次中法聯合體合作、第一個聚變部件吊裝、第一個超導接頭組裝……從投標準備到合同簽訂、從杜瓦底座吊裝到超導饋線系統、中央螺線管安裝穩步推進、從TAC-1到SMSA,從跟跑、并跑、到領跑,中方團隊在ITER項目創造了太多的第一次“奇跡”。

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