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清华建筑设计助力国家新型核电站示范工程
发布日期 : 2021-09-15 14:06:47 点击数:
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编者按

高温气冷堆是具有第四代核电系统特征的先进堆型,其固有安全性、发电效率高、系统简单、用途广泛等特点,受到国际上的广泛关注。在清华大学原校长、中科院院士王大中教授的带领下,清华大学核研院相关科研团队开展了高温气冷实验堆的研究、开发,经过二十余年努力,掌握了核心技术和系统设计集成技术。同时,清华大学牵头实施了国家重大专项“高温气冷堆核电站示范工程”的设计与技术攻关。清华控股联合中国核工业建设集团公司共同出资,成立了中核能源科技有限公司,推动高温气冷堆科研成果的产业化,使我国成为世界上第一个完整掌握商用高温气冷堆核心技术,并可提供全套设备的国家,在国内外引起广泛关注。中国华能集团公司为主投资方的第一座高温气冷堆商业示范电站在山东荣成石岛湾建造。

2021年9月12日9点35分,山东石岛湾。随着反应堆控制棒逐步提出,石岛湾高温气冷堆核电站示范工程逐步趋近并首次达到临界,机组正式进入“持续核反应”状态。这意味着由清华大学与中核集团、华能集团共同参与研发建设的世界首座球床模块式高温气冷堆示范电站向正式启动运行、实现并网发电迈出了关键性的一步。

与大家熟知的秦山核电站、大亚湾核电站等压水堆核电站不同,石岛湾核电站采用了更先进的技术路线——高温气冷堆技术。从上世纪的“国家高技术研究发展计划”(简称“863计划”)到本世纪初的“国家科技重大专项”,三代清华核能人、数百位科学家历时三十余年,在高温气冷堆技术领域孜孜不倦、潜心钻研,从核心关键技术研发到“200号”热功率10MW的实验堆,再到石岛湾核电站示范工程建设,清华核研院携手合作伙伴,稳扎稳打、步步推进。

2012年12月,石岛湾核电站正式开工,项目凝聚了超100亿元人民币的工程建设及研发投入,逾千人全时工作、数万人参与工程。由清华大学建筑设计院设计的华能山东石岛湾核电厂厂前区也已于2009年正式投入使用。未来,石岛湾核电站的顺利运行,将带来每年14亿度的发电量。可以为200万居民提供生活用电,减少CO2排放90万吨。高温气冷堆核电站特有的反应堆出口高温特性既能为化工、石化等工业领域提供高品质蒸汽,又能助力钢铁工业、煤化工减少CO2排放,更将有机会实现大规模低成本核能制氢,为中国乃至世界能源结构优化升级、生态环境保护治理贡献更多“绿色力量”。

华能山东石岛湾核电厂厂前区

Front Area of Huaneng Shandong Shidaowan Nuclear Power Plant

项目地点丨山东省威海市

建筑类型丨科研建筑

用地面积丨16.543ha

建筑面积丨69,115m²

设计时间丨2007

竣工时间丨2009

设计单位丨清华大学建筑设计研究院有限公司

项目总负责人丨刘玉龙 莫修权

建筑专业丨刘玉龙 张晋芳 莫修权 王彦 成旭东 孟红卫 赵新隆 李培坚 朱明月 姚红梅 胡珀

结构专业丨任晓勇 蔡为新 祝天瑞 李果

给排水专业丨徐青 郝金珠 吉星亮 刘玖玲 刘福利

暖通专业丨于丽华 贾昭凯 任薇 

强电专业丨崔晓刚 潘敏 徐慧颖 海明慈 张松 王磊

弱电专业丨崔晓刚 潘敏 徐慧颖 韩晓燕 贾启超

经济专业丨蒋会来

景观设计丨叶丹设计团队

室内设计丨赵亮设计团队

建设单位丨华能石岛湾核电有限公司

一、项目概况Project Profile

该项目为华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆、压水堆工程项目厂前区的规划及单体建筑设计,包括了一期的综合办公楼、展示中心、会议中心、食堂、宿舍、大门及值班室,以及二期的培训中心、司机班、消防中心、武警支队、接待中心。清华大学建筑设计研究院设计团队在广泛研究国内外核电企业厂前区建设并实地考察的基础上,经过2年多精心设计,于2009年初完成工程设计,2009年底项目一期工程建成并投入使用。

项目区位

建设用地位于山东省荣成市石岛湾,地形有略微起伏,一面朝向大海。本设计符合现代化核电厂高效、简洁的理念,尊重滨海景观风貌,与自然环境和谐共存,展现华能的企业形象与精神。

华能山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程于2006年2月列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》科技重大专项,是我国具有自主知识产权的第一座高温气冷堆商用示范电站。厂前区规划设计在适应企业运营管理前提下,也将是我国发展下一代新型反应堆的试验基地与培训基地。本设计营造了高效、安全的工作环境,同时提供了适合交流、学习,鼓励创新的复合型空间,是一个面向未来的、可持续发展的优秀规划建筑案例。

该项目设计尊重环境、功能先进、节能环保、运用先进建筑设计理念以创造和谐建成环境,是一次卓有成效的创作实践。

二、设计理念Design Concept 

先进性之一:创造建成环境与自然环境的和谐共生

综合办公楼入口近景

建设用地位于海滨,自然风光优美,设计的重点之一是处理好建筑与环境的关系。在保证运作高效及安全防护的基础上,充分考虑与环境的结合,规划以厂区主轴线及视廊控制线统筹整体,根据地形高差,因地制宜,分散建筑体量、错落布局,整体空间格局严谨中不失活跃。

从西南看综合办公楼

厂前区以大门——综合办公楼——培训中心为空间轴线,形成重要的礼仪性景观林荫大道,其他主要建筑依地形错落布置在林荫道两侧。在经过严格的技术论证、确保不影响核电厂安全运营的前提下,保留了用地内原有的土丘、水塘、松林及沙滩等自然要素,规划建筑与自然环境有机结合。 

先进性之二:建筑体现工业美学原则,得体的表现时代与地域特征

建筑体现了现代工业的精确美与机器美,合理实用,造型简洁。

“原子核”意向——屋面上的洞

体量:建筑没有附加的装饰,以简单、明确的体量体现现代建筑的空间与美学思想,整体功能、结构、形式三者和谐统一,创造出高效、现代、简洁的工业建筑新形象。

展示中心主入口

材料:建筑采用与大体量反应堆的外立面协调一致的现浇清水混凝土外墙,以及玻璃、工字钢等材料,体现工业精神。

展示中心主干道看展示中心

地域性:接待中心位于厂区临海一隅,采用了当地传统的海草房形式,散落布置于沙滩、松林,与蓝天白云之间。

食堂

先进性之三:体现工业精神与人文精神的结合

从展示中心看宿舍楼

作为我国新一代核电反应堆的产业化基地,本项目建成后将成为一个学习与创新基地。设计在确保功能合理、流线清晰的前提下,设计力求创造出诸多交往空间。

宿舍组团空间

规划通过建筑、植被之间的围合、借景,创造出不同尺度的街道、院落、广场及绿化园林等公共空间;通过建筑的退台、架空等处理,形成丰富的半公共活动空间。同时,在建筑使用空间设计也充分考量了办公与休息,讨论与学习、交谈的不同功能空间需求。

司机班与候车棚

这些不同性质的空间的形成,将会促进企业员工之间的交流与学习,为我国的核电事业的发展群策群力。

三、使用评价Use Evaluation

华能山东石岛湾核电厂厂前区规划及建筑项目完成后得到企业及社会各方面的好评,认为该厂前区规划合理,建筑简洁,符合时代精神,与周边环境融为一体。