600 MW示范快堆工程“首堆單臺(tái)”因素對(duì)工程造價(jià)影響研究

劉博杰，賴曉豐，薄美芳，孫立巍，朱國(guó)正，卜占友，牛建彬，唐慶輝，尚 鑫，楊欣鑫

(中國(guó)核電工程有限公司, 北京 100840)

作為第四代核能系統(tǒng)的主要堆型之一，快堆技術(shù)的發(fā)展和推廣對(duì)促進(jìn)我國(guó)核電可持續(xù)發(fā)展和先進(jìn)核燃料循環(huán)體系的建立具有重要意義[1]。我國(guó)示范快堆工程機(jī)組的額定功率為643 MW，設(shè)計(jì)壽命40年，建造總工期為72個(gè)月。

600 MW示范快堆工程造價(jià)包括工程費(fèi)用，涉及前期準(zhǔn)備工程、核島工程、常規(guī)島工程、BOP工程；工程其他費(fèi)用，涉及建設(shè)場(chǎng)地征用及清理費(fèi)、項(xiàng)目建設(shè)管理費(fèi)、工程勘察設(shè)計(jì)與技術(shù)服務(wù)費(fèi)、生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)、聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、其他方面費(fèi)用；首爐核燃料費(fèi)；基本預(yù)備費(fèi)；價(jià)差預(yù)備費(fèi)和建設(shè)期財(cái)務(wù)費(fèi)用。

1 影響工程造價(jià)的“首堆單臺(tái)”因素識(shí)別

作為我國(guó)第一座示范快堆工程，設(shè)計(jì)、采購(gòu)、制造、施工和調(diào)試等各環(huán)節(jié)均屬國(guó)內(nèi)首次，不確定性和風(fēng)險(xiǎn)較大，是典型的“四邊工程”，設(shè)計(jì)深度尚有不足。由于“首堆單臺(tái)”因素的存在，可能導(dǎo)致工程造價(jià)估算困難，并且產(chǎn)生額外的費(fèi)用。影響“首堆單臺(tái)”工程造價(jià)的主要因素如下。

1.1 工期因素

根據(jù)田灣核電有限公司、三門核電有限公司“首堆單臺(tái)”的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，“首堆單臺(tái)”對(duì)工程造價(jià)最為顯著的影響來源于工期的延長(zhǎng)。600 MW示范快堆工程為鈉冷卻堆型，其設(shè)計(jì)理念和廠房形式與之前的壓水堆機(jī)組存在極大差別，子項(xiàng)設(shè)置和服務(wù)功能也存在較大差別。作為我國(guó)首臺(tái)示范快堆工程，其設(shè)計(jì)和建設(shè)存在工藝系統(tǒng)固化滯后、關(guān)鍵系統(tǒng)驗(yàn)證滯后、研究周期長(zhǎng)、設(shè)備設(shè)計(jì)成熟度低、俄供設(shè)備接口變化、設(shè)計(jì)變更頻繁，因而其建設(shè)存在“邊設(shè)計(jì)、邊施工”的客觀狀況，由此導(dǎo)致工程進(jìn)度推進(jìn)緩慢，工程延期，建安承包商窩工索賠增加，工程建設(shè)管理費(fèi)用和調(diào)試費(fèi)用增加，建設(shè)期利息和融資費(fèi)用以及匯兌損益也有較大幅度的增加，最終對(duì)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)和建安工程費(fèi)造成影響。

1.2 “三新”因素

一種新機(jī)型“首堆單臺(tái)”工程建設(shè)的難點(diǎn)主要有兩個(gè)方面，一是設(shè)計(jì)理念變化引起的系統(tǒng)布置施工圖紙變更，二是關(guān)鍵核心新設(shè)備的研制。相比壓水堆核電站，示范快堆工程核島工藝系統(tǒng)流程差別較大?？於压に囅到y(tǒng)設(shè)置三回路，液鈉為工作介質(zhì)，不斷從中間熱交換器得到熱量并帶到蒸汽發(fā)生器，使汽—水回路中的水變成高溫蒸汽[2]。因此，示范快堆“首堆單臺(tái)”工程的工藝設(shè)備必然面臨著“新設(shè)備、新設(shè)計(jì)、新廠家”三新的困難，由此導(dǎo)致新設(shè)備研發(fā)、試驗(yàn)工作量增加、非標(biāo)設(shè)備數(shù)量增加、進(jìn)口設(shè)備數(shù)量增加、設(shè)計(jì)變更、工期延長(zhǎng)等。此外，“三新”設(shè)備還存在國(guó)內(nèi)研制和國(guó)外采購(gòu)?fù)瑫r(shí)開展的情況。上述因素均會(huì)導(dǎo)致設(shè)備購(gòu)置費(fèi)增加，非標(biāo)設(shè)計(jì)費(fèi)增加，最終導(dǎo)致工程造價(jià)的增加。

1.3 “冗余和包絡(luò)”因素

由于600 MW示范快堆工程是“首堆單臺(tái)”機(jī)組，相比于成熟機(jī)組，具有設(shè)計(jì)成熟度低、新設(shè)備及新工藝未經(jīng)驗(yàn)證、供應(yīng)鏈有待拓展和完善、承包商缺乏施工經(jīng)驗(yàn)等，導(dǎo)致工程進(jìn)度管理不確定性較大。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)可能會(huì)考慮到冗余性和包絡(luò)性。示范快堆核島單堆體積是“華龍一號(hào)”“首堆單臺(tái)”機(jī)組(以漳州核電1、2號(hào)機(jī)組為參照)核島體積的1.4倍，是M310“首堆單臺(tái)”機(jī)組(以海南核電1、2號(hào)機(jī)組為參照)核島體積的4倍。由于示范快堆“首堆單臺(tái)”核島土建的包絡(luò)性設(shè)計(jì)，混凝土工程量、保溫絕熱工程量、模板工程量、不銹鋼覆面工程量、碳鋼預(yù)埋件工程量、碳鋼襯里工程量均有增加?！笆锥褑闻_(tái)”因素導(dǎo)致上述工程量增加，由此增加項(xiàng)目的建筑安裝工程費(fèi)以及工程造價(jià)。

2 “首堆單臺(tái)”因素對(duì)示范快堆工程造價(jià)各項(xiàng)費(fèi)用科目的影響

2.1 設(shè)備購(gòu)置費(fèi)

由于快堆技術(shù)與壓水堆技術(shù)工藝原理不同，因此，兩者從堆芯設(shè)計(jì)、冷卻劑種類、系統(tǒng)設(shè)置與布置，以及安全設(shè)施都有很大差別。示范快堆工程作為首堆項(xiàng)目，部分工藝設(shè)備需要研發(fā)或者引進(jìn)。600 MW示范快堆工程核島一回路系統(tǒng)部分引進(jìn)設(shè)備包括一回路鈉泵、二回路鈉泵、中間熱交換器、安全棒組件控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、補(bǔ)償棒組件控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)棒組件控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、非能動(dòng)液力懸浮棒控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、堆芯熔融捕集器、高溫電離室及提升裝置、換料機(jī)和提升機(jī)。示范快堆2號(hào)機(jī)組建設(shè)中，上述設(shè)備將轉(zhuǎn)為國(guó)內(nèi)制造、國(guó)內(nèi)采購(gòu)。因此，示范快堆“首堆單臺(tái)”因素將導(dǎo)致上述設(shè)備購(gòu)置費(fèi)增加，相應(yīng)地也會(huì)引起工程其他費(fèi)中的非標(biāo)設(shè)計(jì)費(fèi)增加。由于首堆工程設(shè)計(jì)尚未成熟，可能導(dǎo)致預(yù)計(jì)工期的延長(zhǎng)，外匯匯率可能會(huì)隨工期延長(zhǎng)而存在波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，由此造成進(jìn)口設(shè)備購(gòu)置費(fèi)的增加。

2.2 建筑工程費(fèi)

由于示范快堆項(xiàng)目設(shè)計(jì)尚不成熟，建筑工程包絡(luò)設(shè)計(jì)嚴(yán)重?！笆锥褑闻_(tái)”項(xiàng)目的廠房體積，特別是主工藝系統(tǒng)，通常較工程實(shí)際廠房體積要大。相應(yīng)地，混凝土工程量、保溫絕熱工程量、模板工程量、不銹鋼覆面工程量、碳鋼預(yù)埋件工程量、碳鋼襯里工程量均有增加，對(duì)應(yīng)消耗的建筑材料、人工數(shù)量、機(jī)械臺(tái)班數(shù)也會(huì)增加，由此產(chǎn)生額外的建筑工程費(fèi)。

除包絡(luò)設(shè)計(jì)的影響，示范快堆“首堆單臺(tái)”項(xiàng)目額外產(chǎn)生的建筑工程費(fèi)還與施工過程中發(fā)生的設(shè)計(jì)變更和工期的延長(zhǎng)有關(guān)。建筑工程費(fèi)是項(xiàng)目施工過程發(fā)生的費(fèi)用，涉及整個(gè)工程的設(shè)計(jì)和施工周期，是造價(jià)控制的難點(diǎn)。600 MW示范快堆工程核島形狀與壓水堆機(jī)組不同，快堆核島采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，穹頂由三塊拱頂組成。核島主體結(jié)構(gòu)的不同，必然會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目實(shí)施過程中發(fā)生設(shè)計(jì)方案變更、施工周期延長(zhǎng)等潛在風(fēng)險(xiǎn)，由此導(dǎo)致建筑工程費(fèi)相比壓水堆成熟機(jī)組建筑工程費(fèi)增加。

2.3 安裝工程費(fèi)

考慮到機(jī)組建成后運(yùn)行的可靠性和安全性，通?！笆锥褑闻_(tái)”的設(shè)計(jì)在能保證各子項(xiàng)正常功能的條件下設(shè)計(jì)一定冗余工程量，以保證工藝系統(tǒng)的安全性。而在二期機(jī)組及之后的設(shè)計(jì)中，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化降低工程量和相應(yīng)費(fèi)用。示范快堆工程核島廠房?jī)?nèi)裝置性材料如管道、管件、閥門、支吊架、保溫、電纜、風(fēng)管等工程量相比成熟壓水堆機(jī)組有增加，由此導(dǎo)致相應(yīng)的裝置性材料費(fèi)用及安裝費(fèi)(人工費(fèi)、輔助性材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi))增加。

示范快堆工程核島工藝設(shè)備多為“三新”設(shè)備，相關(guān)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證、分析、輻照評(píng)價(jià)工作等可能存在延期風(fēng)險(xiǎn)，從而影響安裝工程進(jìn)度，導(dǎo)致窩工及安裝工程費(fèi)增加。

此外，示范快堆工程核島穹頂分三塊拱頂，分別需要三次吊裝。由拱頂?shù)跹b產(chǎn)生的大型吊裝設(shè)備租賃費(fèi)、人工費(fèi)計(jì)入“核島大件吊裝”的安裝工程費(fèi)中。由于示范快堆首堆工程可能存在窩工、施工方案變更的風(fēng)險(xiǎn)，大型吊裝設(shè)備的租賃費(fèi)、人工費(fèi)等可能因此增加。隨著工程經(jīng)驗(yàn)的積累與施工組織管理的優(yōu)化，快堆二期工程“核島大件吊裝”的安裝工程費(fèi)會(huì)有所降低。

2.4 工程其他費(fèi)

600 MW示范快堆工程的工程其他費(fèi)共涉及7項(xiàng)科目，其中部分費(fèi)用科目會(huì)受到“首堆單臺(tái)”因素影響。其中建設(shè)場(chǎng)地征用及清理費(fèi)參照工程所在地相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，無論是否“首堆單臺(tái)”并沒有明顯差異；對(duì)于前期工作費(fèi)，如果涉及機(jī)型驗(yàn)證相關(guān)專題的編制，則示范快堆前期工作費(fèi)可能會(huì)高于成熟堆機(jī)組；項(xiàng)目建設(shè)管理費(fèi)根據(jù)相關(guān)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)列。因此，無論是“首堆單臺(tái)”還是成熟堆機(jī)組，在項(xiàng)目建設(shè)管理費(fèi)的計(jì)算上應(yīng)該沒有區(qū)別；根據(jù)《工程勘察設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)》，由于示范快堆工程為我國(guó)首個(gè)快堆工程項(xiàng)目，采用大量新工藝技術(shù)，“首堆單臺(tái)”因素對(duì)工程基本設(shè)計(jì)費(fèi)的影響主要體現(xiàn)在附加調(diào)整系數(shù)上，由此導(dǎo)致基本設(shè)計(jì)費(fèi)的增加。因此示范快堆“首堆單臺(tái)”的工程勘察與設(shè)計(jì)費(fèi)應(yīng)高于成熟堆機(jī)組；由于示范快堆工程采用大量新技術(shù)，導(dǎo)致該工程的實(shí)測(cè)和驗(yàn)證項(xiàng)目比成熟堆機(jī)組有所增加。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)核安全導(dǎo)則No.NS-G-2.9第2.2節(jié)規(guī)定，調(diào)試大綱可包括不同類型的試驗(yàn)：新型設(shè)備的試驗(yàn)和對(duì)一個(gè)系列的原型核動(dòng)力廠進(jìn)行試驗(yàn)。由此檢驗(yàn)新概念的正確性[3]?！叭A龍一號(hào)”示范工程(福清核電5、6號(hào)機(jī)組)的研究與試驗(yàn)費(fèi)比華龍成熟堆(漳州核電1、2號(hào)機(jī)組)增加了3倍。基于上述分析，“首堆單臺(tái)”的工程勘察設(shè)計(jì)與技術(shù)服務(wù)費(fèi)應(yīng)高于成熟堆；對(duì)于生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)，其工作內(nèi)容與相應(yīng)的費(fèi)用不受機(jī)組建設(shè)時(shí)序的影響；然而，由于對(duì)示范快堆“首堆單臺(tái)”的調(diào)試和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致調(diào)試費(fèi)用相較于成熟堆要高。綜上，由于“首堆單臺(tái)”因素的存在，600 MW示范快堆的工程其他費(fèi)高于成熟堆。

2.5 基本預(yù)備費(fèi)

根據(jù)“華龍一號(hào)”示范工程福清核電5、6號(hào)機(jī)組預(yù)備費(fèi)與福清核電3、4號(hào)機(jī)組預(yù)備費(fèi)的比較結(jié)果，受“首堆單臺(tái)”因素影響導(dǎo)致的預(yù)備費(fèi)比非首堆預(yù)備費(fèi)高近2倍。預(yù)備費(fèi)包括基本預(yù)備費(fèi)和價(jià)差預(yù)備費(fèi)，主要是針對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程中可能發(fā)生難以預(yù)料的支出而事先預(yù)留的費(fèi)用。示范快堆作為首堆工程，在建造過程中存在著大量不可避免的設(shè)計(jì)變更及施工過程中可能增加的工程量，因此在600 MW示范快堆工程造價(jià)的計(jì)算中需要充分考慮基本預(yù)備費(fèi)。

基本預(yù)備費(fèi)的計(jì)算是以工程費(fèi)、工程其他費(fèi)及首爐核燃料費(fèi)為基數(shù)，采用一定的費(fèi)率計(jì)算。雖然“華龍一號(hào)”核電機(jī)組與600 MW示范快堆基本預(yù)備費(fèi)的計(jì)算參照的規(guī)定有所不同，“華龍一號(hào)”核電機(jī)組的基本預(yù)備費(fèi)計(jì)算參考《核電廠建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)預(yù)算編制方法》(NB/T 20024—2010)，而600 MW示范快堆的基本預(yù)備費(fèi)計(jì)算參考《國(guó)防科技工業(yè)固定資產(chǎn)項(xiàng)目工程建設(shè)其他費(fèi)用和預(yù)備費(fèi)編制規(guī)定》(科工法〔2005〕496號(hào))。然而，在各自的范疇內(nèi)，不同設(shè)計(jì)階段基本預(yù)備費(fèi)費(fèi)率的取定規(guī)則是一定的。一般來說，可行性研究估算階段基本預(yù)備費(fèi)的費(fèi)率高于初步設(shè)計(jì)階段概算的基本預(yù)備費(fèi)費(fèi)率?！叭A龍一號(hào)”示范工程福清核電5、6號(hào)機(jī)組初步設(shè)計(jì)概算基本預(yù)備費(fèi)費(fèi)率與非首堆漳州核電1、2號(hào)機(jī)組可行性研究估算的基本預(yù)備費(fèi)費(fèi)率相同，均為5%。這說明同樣機(jī)型，雖然設(shè)計(jì)階段已經(jīng)深化，但基本預(yù)備費(fèi)費(fèi)率并沒有變化，“首堆單臺(tái)”因素對(duì)基本預(yù)備費(fèi)的影響的確存在并得到了認(rèn)可。

2.6 價(jià)差預(yù)備費(fèi)和建設(shè)期財(cái)務(wù)費(fèi)用

由于示范快堆工程為首堆單臺(tái)機(jī)組，設(shè)計(jì)變更及響應(yīng)施工的變更、窩工等因素可能導(dǎo)致工期額外延長(zhǎng)，由此導(dǎo)致人民幣浮動(dòng)率的增加。因此，在示范快堆工程中，漲價(jià)預(yù)備費(fèi)也可因?yàn)椤笆锥褑闻_(tái)”因素而增加。

此外，由于建設(shè)期的額外延長(zhǎng)，建設(shè)期利息可能會(huì)由于銀行利率的變化和借款時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。

3 降低首堆因素對(duì)600 MW示范快堆工程造價(jià)影響的措施

3.1 優(yōu)化工程管理方法和流程

基于首堆工程建設(shè)的不確定性較大，項(xiàng)目管理難度相比成熟堆機(jī)組較大，常規(guī)的進(jìn)度管理方法包括合理分析和制定目標(biāo)，實(shí)行全周期進(jìn)度管理、強(qiáng)調(diào)過程控制和糾偏等。然而上述傳統(tǒng)管理方法在“首堆單臺(tái)”工程中遇到了一定挑戰(zhàn)[4]。因此，針對(duì)首堆工程總體風(fēng)險(xiǎn)和不確定性高的特點(diǎn)，需要采取更加前瞻性的分析、分階段的實(shí)施策略以及動(dòng)態(tài)管理的方法來進(jìn)行進(jìn)度管理。在各種問題暴露前提前探清工程的形勢(shì)和各種制約因素；分年度、分節(jié)點(diǎn)做實(shí)和推進(jìn)計(jì)劃以及進(jìn)行密切跟蹤，動(dòng)態(tài)管控、適時(shí)調(diào)整計(jì)劃和采取針對(duì)性措施[5]。最終，實(shí)現(xiàn)“首堆單臺(tái)”的建設(shè)能按預(yù)期順利開展，避免工期的延誤和現(xiàn)場(chǎng)變更。

對(duì)于示范快堆工程，建議對(duì)各項(xiàng)作業(yè)進(jìn)行分類，對(duì)每類作業(yè)分別制定相應(yīng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。例如，相關(guān)的作業(yè)可以分為科研條款、行政許可、設(shè)計(jì)出圖、設(shè)備采購(gòu)、建安施工、系統(tǒng)調(diào)試幾大類。此外，有必要制定核島、常規(guī)島、BOP、調(diào)試的關(guān)鍵路徑網(wǎng)絡(luò)圖。由此分年度、分節(jié)點(diǎn)對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行跟蹤和管理。

3.2 加強(qiáng)設(shè)計(jì)代表與施工現(xiàn)場(chǎng)溝通

本文建議通過設(shè)計(jì)代表與施工現(xiàn)場(chǎng)充分溝通，提高圖紙的可用率，項(xiàng)目前期增派建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員赴施工現(xiàn)場(chǎng)，項(xiàng)目中后期增派安裝工程設(shè)計(jì)人員赴施工現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，及時(shí)反饋。由此減少現(xiàn)場(chǎng)變更、降低設(shè)計(jì)延誤導(dǎo)致工期延長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)，最終減少價(jià)差預(yù)備費(fèi)及建設(shè)期財(cái)務(wù)費(fèi)用的額外發(fā)生。對(duì)于示范快堆工程，建議增派各專業(yè)設(shè)計(jì)人員駐扎施工現(xiàn)場(chǎng)，方便設(shè)計(jì)人員及時(shí)了解項(xiàng)目進(jìn)展?fàn)顩r并與施工人員保持溝通。

3.3 充分利用良好經(jīng)驗(yàn)反饋

在600 MW示范快堆工程已有設(shè)計(jì)和已完工程的基礎(chǔ)上，總結(jié)并利用良好經(jīng)驗(yàn)反饋，將上述經(jīng)驗(yàn)反饋應(yīng)用到后續(xù)廠房和工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，從而減少冗余和包絡(luò)造成的工程造價(jià)增加。通過吸取前續(xù)設(shè)計(jì)和建設(shè)的良好經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)后續(xù)廠房和工程更加合理的設(shè)計(jì)和施工，避免重復(fù)的系統(tǒng)布置，提高設(shè)計(jì)和施工效率。最終縮短工期，節(jié)省材料消耗，降低造價(jià)，提高快堆項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)論

本文以600 MW示范快堆工程為研究對(duì)象，識(shí)別了快堆工程“首堆單臺(tái)”對(duì)工程造價(jià)的影響因素以及分析了“首堆單臺(tái)”對(duì)工程造價(jià)各項(xiàng)費(fèi)用科目的影響?！笆锥褑闻_(tái)”因素對(duì)示范快堆工程的工程費(fèi)、工程其他費(fèi)及預(yù)備費(fèi)都可造成影響。通過優(yōu)化工程管理方法和流程、加強(qiáng)設(shè)計(jì)代表與施工現(xiàn)場(chǎng)充分溝通、充分利用良好經(jīng)驗(yàn)反饋，可以降低“首堆單臺(tái)”對(duì)工程造價(jià)的影響，從而提高示范快堆項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。