【搭建核電建筑結(jié)構(gòu)的】技術(shù)大咖

人物速寫

干練、豁達、爽朗是劉建輝給人的第一印象。在與劉建輝的交談中，當提起核電和專業(yè)技術(shù)時，他就像打開了知識的閘門，講起來滔滔不絕。扎實的業(yè)務(wù)能力，豐富的實踐經(jīng)驗，使得劉建輝在搞研究、做實驗、解決技術(shù)問題、破解技術(shù)瓶頸等領(lǐng)域都成為了公司里的技術(shù)大咖，同時，他也是公司里出了名的嚴謹，經(jīng)手的每一項工作都要求完美，無論事情大小都不允許有瑕疵。

當你問他，這么多年，天天和圖紙打交道，枯燥嗎？他笑著說：“搞設(shè)計研究就是要耐得住寂寞，要有擇一事終一生的執(zhí)著專注，干一行鉆一行的精益求精。”

在參與設(shè)計我國第三代核電技術(shù)“華龍一號”首堆示范工程中，他用扎實的理論基礎(chǔ)和精湛的業(yè)務(wù)能力，逐個擊破難題，將設(shè)計研究成果從藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實。2021年1月30日，“華龍一號”全球首堆福建福清核電5號機組正式投入商業(yè)運行。打破了世界上核電領(lǐng)域“首堆必拖”的魔咒。

上萬張圖紙練就扎實設(shè)計基礎(chǔ)

聽到“設(shè)計”一詞，我們很難將它和科研創(chuàng)新聯(lián)系到一起，但對于劉建輝和他的團隊來說，核電廠建筑結(jié)構(gòu)的“設(shè)計”必須要基于扎實的科研成果。

核電是世界上極為復雜的能源系統(tǒng)，核電廠建筑結(jié)構(gòu)安全對核電安全起著極其重要的作用，這其中每項工程都需要繁復的計算分析，繪制大量的施工圖，特別是在許多關(guān)鍵技術(shù)空白的情況下，計算、修改、變更成為常態(tài)，需要設(shè)計人員不斷研究，逐項攻關(guān)。

1996年，劉建輝從西安建筑科技大學建筑工程系畢業(yè)，到核四院從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計?！爱敃r從最基礎(chǔ)的畫樓梯、梁柱詳圖等結(jié)構(gòu)設(shè)計做起。項目涉及民用建筑、醫(yī)藥化工、電力熱力等行業(yè)。”劉建輝說。

那時候無論是方案確定、現(xiàn)場踏勘，還是伏案做設(shè)計，他都非常仔細謹慎，因為任何疏漏都將對建筑物造成不可挽回的損失。

“每個項目都是一個復雜的綜合體，涉及多個專業(yè)領(lǐng)域，要實現(xiàn)某一項功能，需要相關(guān)多專業(yè)的配合才能完成?！敝袊穗姽こ逃邢薰竞颖狈止究偨?jīng)理王獻庭說，那些年做結(jié)構(gòu)設(shè)計都是邊設(shè)計邊查規(guī)范，劉建輝辦公室的許多規(guī)范因為長期的翻閱都開線、泛黃，甚至成了零散的活頁。

年輕、勤奮、努力，干工作認真謹慎是當時領(lǐng)導給他的評價。當大家每年的平均圖紙量都在100標準張左右的時候，劉建輝就已經(jīng)達到了150余標準張。長期的學習和實踐積累，他很快就從普通的設(shè)計人員成長為了單位結(jié)構(gòu)設(shè)計全校人、審核人、審定人，開始做設(shè)計方案審核、審定等工作。“雖然不用執(zhí)筆畫圖，但是工作量很大，肩負的責任重大。”劉建輝說，每一份圖紙中的所有細節(jié)，必要時還要經(jīng)過復核計算，然后對比、核驗，確保不出問題。

在校核、審核崗位十年，校核、審核圖紙50000余標準張，平均每年要審核5000余標準張。大量的項目設(shè)計經(jīng)驗，豐富的項目實踐，練就了劉建輝對各個專業(yè)門類知識信手拈來、得心應(yīng)手的程度，圖紙上的任何瑕疵都逃脫不了他的火眼金睛。

在一次設(shè)計方案評審會上，與會人員因?qū)I(yè)技術(shù)有疑問始終難形成統(tǒng)一意見。這時，劉建輝針對與會人員在技術(shù)上的疑問從建筑結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、布置、防護、暖通、消防等各方面作了專業(yè)角度的系統(tǒng)闡述和解釋。直到大家把所有專業(yè)功能需求、設(shè)計目標都了解清楚，才找到了滿意的解決方案。

劉建輝說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是為建筑物搭建支撐包容骨骼框架，熟知各項結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范標準、應(yīng)力參數(shù)，在前期方案設(shè)定階段，了解生產(chǎn)需求、功能需求，從專業(yè)角度做好各專業(yè)需求配合，才能設(shè)計出符合實際需求的作品。

從困境中開始的科研探索

扎實的業(yè)務(wù)能力和高超的技術(shù)水平為劉建輝全身心投入國之重器核電領(lǐng)域打下了堅實的基礎(chǔ)。2007年底，因機構(gòu)重組，他加入中國核電工程有限公司河北分公司。

2008年2月，劉建輝帶領(lǐng)技術(shù)團隊參與我國二代加核電福清一期、方家山、福清3、4號核電廠設(shè)計任務(wù)。

核電涉及300多個專業(yè)系統(tǒng)，每項系統(tǒng)功能都涉及核電專業(yè)知識，為更深入研究核電技術(shù)，劉建輝又報考了哈爾濱工程大學核能科學與工程工學碩士，在高校系統(tǒng)學習了核能科學與工程專業(yè)知識。

由于我國核電建設(shè)的特殊性，多年來引進了多個國家的核電技術(shù)，技術(shù)路線不同，堆型多樣，核電廠核島廠房的結(jié)構(gòu)型式、建設(shè)標準、驗收準則均有很大區(qū)別。

剛開始像小學生一樣跟班學習，熟悉掌握核電廠選址條件，核島廠房建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路，相關(guān)準則規(guī)范，計算分析方法等。“那時候是別人計算分析，我們根據(jù)計算分析數(shù)據(jù)進行布置設(shè)計，至于為什么，不清楚?！眲⒔ㄝx說，搞設(shè)計必須得知其然，知其所以然。

列學習計劃、翻譯原版引進的核電機型文件、做規(guī)范標準差異研究……劉建輝帶領(lǐng)設(shè)計團隊從法規(guī)導則、設(shè)計準則、工況組合等入手，然后對核島廠房局部設(shè)計與現(xiàn)在設(shè)計作對比，找出可優(yōu)化的空間，逐步擴大到核島廠房的整體。

設(shè)計本身就是一項創(chuàng)造性的工作，除了專注的投入，更重要的是思考。

“面對各種技術(shù)問題，他總能從不同的角度引導大家深入思考，探索研究?！敝袊穗姽こ逃邢薰竞颖狈止窘ㄖY(jié)構(gòu)所副所長張雄謙說。

在公司技術(shù)問題研討會上，劉建輝總是喜歡提諸如此類的問題和同事們進行探討：“這個問題是不是還有其他更優(yōu)方案？”“權(quán)威意見和規(guī)范要求用在這個項目上是否合理？”“同行業(yè)的通用做法有沒有優(yōu)化的空間？”……

經(jīng)過近十年的潛心學習、消化、吸收和創(chuàng)新，劉建輝和設(shè)計團隊終于全面掌握了核電設(shè)計安全目標要求和具體實現(xiàn)方法，完成了《M310型二代加核島廠房地震安全性研究》《常規(guī)島主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計研究》等論文，編制了《核電施工圖設(shè)計技術(shù)規(guī)定》，并將最嚴國際核安全要求落實到各項成果中，為核電站的安全性、經(jīng)濟性、易建性以及后續(xù)核電項目設(shè)計、施工高效開展邁出了重要步伐。

最嚴苛的安全要求打造出“中國標準”

超強的學習、科研能力和不斷實現(xiàn)的科研成果，使得劉建輝和他的設(shè)計團隊不斷向核電工程更深層次探索研究。

2014年，劉建輝和設(shè)計團隊參與福清5號核電機組——符合世界上安全要求最高的我國第三代核電技術(shù)“華龍一號”首堆示范工程相關(guān)設(shè)計。

“全新的堆型，嚴苛的安全要求，需要大量的設(shè)計圖，相關(guān)設(shè)計標準化工作幾乎為空白，壓力非常大?！眲⒔ㄝx說。

基于核安全的高要求，核電建筑結(jié)構(gòu)不同于其他民用項目，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中缺乏具體可操作方法的技術(shù)規(guī)則，抗震只是原則性地給出了抗震設(shè)計基準和要求，采用何種方法、何種標準都需要根據(jù)各工程的實際制定詳細的實施和驗證準則，以證實核電廠的設(shè)計滿足安全要求及安全目標。

“華龍一號”首堆示范工程將抗震要求從0.2g提高至0.3g?！斑@不僅是核島工程結(jié)構(gòu)的地震動輸入變化，整個核島廠房內(nèi)核電設(shè)備的樓層反應(yīng)譜都需要重新計算評價。”劉建輝說，這就要求我們不僅要計算分析高達數(shù)十米的核島廠房各層的樓層反應(yīng)譜，還要對核島廠房內(nèi)所有管道、支吊架、儀表、設(shè)備等進行樓層反應(yīng)譜計算分析，工作量巨大。

“華龍一號”作為我國推向世界的“名片”在結(jié)構(gòu)設(shè)計上不僅要保證安全、還要做到經(jīng)濟。

劉建輝帶領(lǐng)結(jié)構(gòu)設(shè)計團隊大膽探索創(chuàng)新，摒棄傳統(tǒng)的設(shè)計思路和設(shè)計理念，優(yōu)化設(shè)計方法，采用土建設(shè)計平面表示內(nèi)容三維化，全面梳理設(shè)計流程和設(shè)計細節(jié)，與工程施工深度融合，打造出了一整套結(jié)構(gòu)專業(yè)配筋標準圖集及設(shè)計標準流程，出臺了一系列設(shè)計過程的高效標準做法。

在二次鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，劉建輝積極推進設(shè)計與施工的緊密融合，從設(shè)計環(huán)節(jié)、施工過程、結(jié)構(gòu)成品，全程跟蹤調(diào)研，并將施工過程、施工邏輯又一點點反饋到設(shè)計過程中，形成了核島廠房二次鋼結(jié)構(gòu)標準化設(shè)計流程和標準化設(shè)計節(jié)點，推進設(shè)計、施工的模塊化。

核電站廊道規(guī)模大、類型多、接口多、配合復雜是影響廠區(qū)建設(shè)施工場地和進度的重要因素。在施工圖設(shè)計中，劉建輝帶領(lǐng)設(shè)計團隊結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗反饋，深入研究規(guī)范及相關(guān)資料、對多種方案進行分析比較，總結(jié)出一套完整的計算方法，并將廊道設(shè)計總說明形成了企業(yè)標準。

“當時就想在設(shè)計中能做成標準的盡量做成標準，宜模盡模，這樣可有效提高設(shè)計進度，質(zhì)量還有保障?！眲⒔ㄝx說，最后經(jīng)過三個半月的連續(xù)奮戰(zhàn)，終于在規(guī)定時間內(nèi)完成了分工內(nèi)全部設(shè)計。同時，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)還形成了一系列設(shè)計標準。

在“華龍一號”海外首堆工程巴基斯坦K2機組設(shè)計中，劉建輝設(shè)計團隊分工內(nèi)工作因設(shè)計質(zhì)量高、安全風險低，設(shè)計成品得到了相關(guān)各方的一致好評，被巴方贊為“中國標準”。2021年5月20日，“華龍一號”海外首堆成功投入商運。

創(chuàng)新實踐推動技術(shù)發(fā)展

20多年的實干和創(chuàng)新，不但使得劉建輝在技術(shù)升級的路上越走越遠，在核能應(yīng)用上帶領(lǐng)團隊還完成了“燕龍”池式核能供熱堆研發(fā)，為清潔供暖需求研發(fā)出了安全經(jīng)濟、綠色環(huán)保的供熱堆型產(chǎn)品。

“我們首先研究確立了‘燕龍’型號能夠達到安全要求的總原則，借鑒了國外先進小堆模塊化和非動能設(shè)計思路，采用新的深水換料思路，管網(wǎng)和熱源整體經(jīng)濟性評價等一系列方案?！眲⒔ㄝx說，他們還對涉及的所有系統(tǒng)功能與核電系統(tǒng)相對比，并進行了優(yōu)化提升。

超強的業(yè)務(wù)知識讓劉建輝突破了多項技術(shù)，創(chuàng)新了很多提升安全的措施，使他在不斷攀登高峰的過程中，還帶出了一支敢打敢拼的技術(shù)團隊?！案鴦⒖傄黄鸶憧蒲?，雖然累，但是能學到很多書上沒有的東西，成果出來我們每個人都充滿了成就感?！彪娏ρ芯吭O(shè)計所總工程師賈衛(wèi)超說。

劉建輝精益求精，專注創(chuàng)新的工作風格和工作方式直接影響著他帶領(lǐng)的科研團隊。“在一次有限元計算中，為了確保計算公式的準確，他甚至找到大學課本來追根溯源?！苯ㄖY(jié)構(gòu)所結(jié)構(gòu)一室主任工程師楊熙說，當時大家都感覺自愧不如。

每當相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域有新的規(guī)范出臺時，劉建輝就會召集團隊逐條研究學習吃透。而隨著時代前沿技術(shù)的發(fā)展，更是持續(xù)激勵著這個年輕的團隊在創(chuàng)意和想法上大膽跨界。“我們?nèi)绾伟押穗娫O(shè)計做成系列，根據(jù)不同地震地質(zhì)條件選取相適應(yīng)的方法？是否可以做成模塊化小型堆？”……

劉建輝在核電建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，雖然已經(jīng)成為學科帶頭人和知名專家，但他科研創(chuàng)新的勁頭始終沒有消減過，“技術(shù)更新是無止境的，核電的安全要求也在不斷提升，未來核電廠建設(shè)的重點是尋求技術(shù)上的創(chuàng)新，既要保證安全，又能做到經(jīng)濟?！眲⒔ㄝx將帶領(lǐng)技術(shù)團隊在核電建設(shè)領(lǐng)域繼續(xù)披荊斬棘、奮力前行。

（據(jù)河北工人報消息 河北工人報記者王超）