我国自主三代核电工程限额设计方法路径研究

文章摘要

本报告借鉴我国火电工程、电网工程等领域已成功实施数十年的限额设计方法，对核电工程限额设计的方法和路径进行了研究，提出了自主三代核电工程限额设计工作的总体思路及实施方案和路径。

核能作为安全高效、清洁低碳的优质能源，自主三代核电是我国中长期能源电力发展的重要选项，将在保障我国能源安全，推动电力结构转型，助力碳中和目标实现等方面发挥重要作用。但我国三代核电建造成本较高，尤其是随着电力市场化改革不断深入，风光等可再生能源成本的快速下降，三代核电经济性及市场竞争力将面临更大的挑战。

为了合理控制核电工程造价，提高核电经济性和市场竞争力，中国核能行业协会联合各核电集团、电力规划设计总院，组建专门课题组，充分借鉴了我国火电工程、电网工程等领域已成功实施数十年的限额设计方法，对核电工程限额设计的方法和路径进行了研究，提出了自主三代核电工程限额设计工作的总体思路及实施方案和路径。

1核电工程限额设计建立的必要性

1.1合理控制自主三代核电工程造价的需要

随着我国市场经济的逐步建立，项目的投资决策、市场分析、经济水平都由企业自行决策，这必然对企业的投资管控、效益分析等提出了更高的要求。在当前的形势下，提高竞争力是解决核电生存和发展的主要措施，在经济性方面竞争力的体现之一就是较其他发电类型有电价水平的优势。

为了满足更高的安全标准和 60 年设计寿命的要求，“华龙”系列、国和系列等自主三代核电采用了更高性能的设备、材料和更高安全水平的系统设计，再加上技术引进费用、研发费用和装备制造投入，三代核电的工程造价明显高于二代核电。在核电的成本电价构成中，投资建设成本是占比最大的一个项目，提高建设期投资的管控，将对运行期经济效益的提高有着事半功倍的效果。合理的投资管控措施可以有效地降低建设成本，从管理中要成效是可行的方法，但现阶段部分核电管理体系、标准不适应当今核电行业的快速发展，已经对核电工程造价管理产生消极的影响，在一定程度上制约了核电项目造价管理的有效开展。

限额设计是建设项目投资控制系统中的一个重要环节和关键措施，是工程项目最优化控制的设计方法之一，已在我国火电工程、电网工程等建设领域有数十年的历史和成功的经验，在控制投资方面发挥了重要作用。限额设计是一种成熟的管理方法，在整个设计过程中，设计人员与技术经济管理人员密切配合，做到技术与经济的统一。限额设计并非简单考虑节约投资，也不是简单地取消某部分投资， 体现了设计标准、规模、原则的合理确定，及有关概预算基础资料的合理取定。通过层层限额设计，以实现对投资限额的管控，也就同时实现了设计规模、设计标准、工程数量与经济指标等各个方面的控制。限额设计是促进设计单位改善管理、优化结构、提高设计水平，做到用最少的投入取得最大产出的有效途径。核电工程进行限额设计管控，在精细管理方面降低投资，是合理控制自主三代核电工程造价的需要。

1.2提高核电市场竞争力的需要

当前我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，社会对降低电价还存在普遍预期，国家也连续几年出台了降低一般工商业电价的文件，电力中长期交易市场、电力现货市场也逐渐完善，风电、光伏等清洁能源上网电价持续下降。在面临诸多竞争和上网电价水平降低的情况下，核电电价竞争力弱的情况将对后续发展产生影响。合理控制工程造价、增加核电与其他电源竞争的优势，是核电工程限额设计的有力需求，是提高核电市场竞争力的需要。

1.3核电批量化、统筹化发展的需要

在各种电源中，火电是电网基本负荷电源，但在生产过程中存在一定的污染， 未来的发展已逐渐放缓。水电也存在区域位置要求高、消纳障碍、发电存在季节性、生态环境有影响的情况。可再生能源中，风电和太阳能负荷都不稳定，不能承担电网基本负荷。在“十三五”期间，由于机型选择等情况的制约，核电建设出现了一定程度的放缓。在自主三代核电顺利建设的情况下，预期“十四五”期间核电工程将会有较大的发展，社会对核电的发展存在一定的需求。

投资的降低与批量化、规模化是相辅相成的关系，以风电、光伏为例，政府合理的电价设定促进了行业的规模化发展，规模化发展又加速了行业的整体投资降低， 最终风电、光伏的电价下降，现阶段达到平价上网。从风电、光伏的发展情况来看， 核电投资水平的控制也是核电批量化、统筹化发展的需要。

2核电工程限额设计的主要作用和用途

核电工程开展限额设计，发挥的作用主要有：

一是在限额设计过程中，参与体系构建的各单位，将系统梳理经济性问题，正确认知核电经济水平、趋势，提高行业发声的一致性，有利于外部认知和树立核电形象。

二是在限额设计过程中，需要设计人员和技术经济人员的密切配合，共同梳理核电的技术经济特点。在这个过程中，技术人员有机会充分和全面认识设计对象的经济性，达到设计体系和造价指标体系的融合，而不单单是以经济性要求限制响应安全要求的投入，避免“限不住”和“无限制”；通过设计人员对限额设计体系的深度参与，避免经济性要求影响安全目标的实现，最终达到安全性和经济性的兼顾和兼容。

三是限额设计体系构建后，对设计方案形成合理限制，提高技术方案的经济性，通过各层次造价指标，提高投资预测的准确性，通过相关工程量和价格指标，提高投资管控的有效性。通过这些手段，都将有效保证建设投资的合理性，降低投资成本，对提高经济效益有事半功倍的效果。

四是通过核电行业限额设计这一广泛性工作，各单位互相学习、借鉴，共同形成限额设计思路，可以指引机型改进乃至新机型研发。

从具体用途看，限额设计将服务于初步可行性和可行性研究、初步设计等阶段的方案选择，投资估算、初步设计概算的编制和评估，也可用于招投标、合同谈判等过程中的投资测算和控制等工作，服务于核电项目建设中的投资控制。

3开展核电工程限额设计具备的基本条件

3.1火电工程经验可供核电工程限额设计参考

火电工程限额设计在实际项目建设中成效显著。电力工程建设是一项复杂的系统工程，火电工程控制工程造价经历了不同阶段，取得了一些行之有效的经验， 包括：建立高效的限额设计管理体系，控制造价水平；严格控制建设标准，搞好限额设计动态管理；推行燃煤示范电厂设计优化，合理降低工程投资；推进燃煤发电工程限额设计造价指标，提供行业造价标准。

从理论上，火电为核电工程限额设计提供参考具有可行性。核电和火电在管理体系和管理流程上有一定的相似性，核电工程现在遇到的一些问题曾经同样出

现在火电工程中，理论上可以通过参考火电限额设计经验得到解决。从火电的限额设计管理建设体系可以看出，在保证安全的前提下，核电工程可结合核电自身特点，着重于限额设计管理体系、标准体系建立及动态管理、设计的标准化管理等方面提炼出适合于自身的限额设计经验。在限额设计体系管理层面，核电工程参考火电工程实行限额设计是可行的。

3.2核电工程限额设计具备数据规模基础

限额设计的建立需要大量的数据作为支撑，截至 2019 年年底，我国已有商运核电机组 47 台，在建核电机组 13 台。根据中国核电中长期发展规划目标预测，核电将形成规模化可持续发展的状态，在这种背景下，核电工程参考造价指标的编制对未来确定造价水平有非常积极的意义。通过对自主三代核电工程限额设计开展研究，虽然现阶段自主三代核电工程的数量还比较少，但考虑到三代与二代核电工程常规岛、BOP 工程技术上的联系性和互通性，现阶段的三代核岛数据及大量的二代核电工程常规岛、BOP 资料可以满足先期开展限额设计的数据积累、经验总结和经验反馈等需求，后期随着项目的建设数据会不断滚动完善，限额设计的数据来源是有基础的。

3.3相对完善的标准体系可为限额设计提供依托

标准体系是进行限额设计的依托，只有建立起完善和动态管理的标准体系，才能实现各阶段限额设计的控制。核电工程行业标准主要的管理机构是能源行业核电标准化技术委员会（NEA/TC2），能源行业核电标准化技术委员会成立于 2010年，经过近十年的发展，标委会下各专业组已经建立起了相对完善的标准体系。在核电工程定额管理方面，已建立起了初步的核电计价体系结构，定额标准体系规划的 39 项标准中，4 项顶层管理标准《核电厂建设项目费用性质及项目划分导则》《核电厂建设项目建设预算编制方法》《核电厂建设项目工程其他费用编制规定》《核电厂建设项目经济评价方法》于 2010 年发布，部分标准已于近期进行修编；6项核电厂建设项目工程量清单计价规范系列标准于 2014 年发布；16 项核电厂建设项目预算定额系列标准已于 2015 年发布且于 2018 年进行了升版。随着行业标准、团体标准、企业标准的不断完善，标准体系将成为限额设计的依托。

3.4人才队伍为限额设计的建立提供了保障

从我国的核电建设来看，近十多年是发展的一个黄金时期，经过期间二代、三代核电不间断建设，核电设计管理和工程建设管理水平得到了极大的提升、积累了相当经验，各核电集团、各设计院建立起了经验丰富的人才队伍，加之部分项目与火电建设存在互通性，这些条件为核电工程开展限额设计提供了有力保障和支撑。

4核电工程限额设计的方法和路径

4.1核电工程限额设计开展步骤

核电工程推动开展限额设计，将有利于提高核电项目的经济性，但受核电工程项目设计建造复杂性、设计和投资数据积累不足、核电建设市场竞争程度偏弱等影响，完全实现核电工程的限额设计需要逐步推进、逐步细化。从开展的内容来看， 核电工程限额设计工作包括限额设计体系和限额设计参考造价指标两个层面，可按先建立限额设计体系、再建立限额设计参考造价指标的步骤进行。

限额设计体系包括管理体系和技术体系，主要有各项限额设计管理控制的方法、技术体系指标标准化确定、定型方案和调整模块设计等内容。限额设计参考造价指标以限额设计体系为基础，则包括工程数据统计、设备材料价格选取、调整机制建立等内容。

首先，限额设计的基础是定型设计方案及配套的参考造价指标，主流堆型的标准化设计是编制参考造价指标基本方案和调整模块的基础，限额设计首先需要实现标准化设计，使用参考造价指标时，实际设计方案与基本方案存在较大差异时，对参考造价指标进行模块调整的工作量较大，设备和施工方案也难以实现标准化流水生产，非标制造等因素较容易突破参考造价指标，投资控制难度增加。

其次，由于现阶段自主三代核电工程建造仍在持续建设过程中，核电工程的学习曲线效应还未完全体现，参考造价指标编制时基于的近期市场价格与设备制造和施工技术经验成熟后的市场价格还有一定差距，参考造价指标需要定期滚动修编。但随着核电工程限额设计的推进和完善，限额设计的理念将在核电建设单位、设计单位、施工单位形成行业共识，最终将限额设计理念和限额设计流程及制度贯彻到设计管理中去，将逐步发挥其优化投资进而提高经济性的作用。

4.2核电工程限额设计编制方法

通过充分的调研，归纳总结当前核电工程造价管控的问题，提出初步的造价管理问题解决思路，完善限额设计管控体系，为限额设计编制提供支持。充分的调研和后续分析工作将对限额设计建立起到积极的作用。

限额设计的建立离不开各方的参与，只有在各方积极参与的基础上，才能制定出有质量、适用广泛的限额设计体系。由于提供资料的各方也是最终的使用者，在推动核电工程造价管控提升的驱动下，在建立起合适的资料共享机制基础上，将推动各方的积极参与。

核电工程系统较为复杂，加之前期没有编制基础，限额设计可采用先易后难的原则进行编制。如从系统选择方面，可以先期编制前期准备工程、常规岛、BOP 部分，后续再编制核岛等困难较大部分。如工期、动态调整等数据现阶段还无法准确界定，可以先编制至静态投资，后续再研究编制至动态投资。

核电工程限额设计指标编制可采用先简后繁，成果逐步推进成果的方式。限额设计用于对技术方案的合理确定和评判，发挥限制设计方案和主要工程量的作用；相关指标按照阶段可分别作为估算、概算、执行概算等的确定或评估依据。成果形式可分为总指标、工程量指标、材料价格指标、设备价格指标和其他费用指标。先期在保持一定准确度的前提下，可先行编制适用于估算的指标，或一些总指标项目，后期再逐步加深工作深度。

为了解决核电限额设计中的难点，可采用现行编制专项研究报告的方法。研究报告可分为总体研究报告和主题研究报告，总体研究报告以研究总体结构构成、工作的可行性及结构规划为主，主题报告以解决具体的问题为主。通过相关研究， 加以数据收集、整理等工作，为完成核电工程限额设计整体工作提供基础支持。

核电限额设计指标将适用于不同机型、不同厂址的自主三代核电工程项目，存在不同的技术选型引起的核岛建筑和安装费用的差异、厂前区附属建筑面积指标不同引起的造价差异。需要在具体项目上进行分析研究，求同存异。

由于不同厂址存在方案的差异，限额设计采用模块化管理的方式体现出差异的内容，有利于不同工程间的对标，也有利于不同方案的对比。在对工程的技术方案进行分析的前提下，按照变和不变的原则设计出不同的模块，将是限额设计体系的一个重要组成内容。

调整机制将影响造价指标的使用寿命。通过对各工程数据的不断积累，建立起工程管理的设备、材料价格和工程量数据库，并对造价指标适时进行修正和改进，是调整机制需要达到的目标。

4.3核电工程限额设计路径

考虑到核岛常规岛、BOP 设计方法和原则与火电工程比较类似，核电工程限额设计体系路径可以先期进行厂前区构筑物、前期准备工程、常规岛及 BOP 的限额设计，再进行核岛及 BOP 限额设计的路径。

火力发电工程、电网工程已建立了限额设计体系，并在造价控制中起到了积极的作用。从体系构成上看，核电工程与火电工程虽然在编制基础、数据获得、管理体系上有差异，但体系建立是可以互通的，并无基础上差异。核电工程限额设计体系参照火电体系建立的路径是可行的。

工程量数据是保证参考造价指标准确的重要基础条件，对于已经投产商运或在调试期间的机组，施工图工程量保证了数据的准确，是编制参考造价指标的重要数据基础。限额设计造价指标编制的设备材料价格、工程量等数据理论上是可获得的，数据获取路径具有可行性。

限额设计指标的使用涉及广度和时间两个方面。现阶段核电各方对限额指标的建立予以关注和支持，相信在高质量的指标体系建立和相关调整措施落实后，不仅在适用面的广度层面还是各年调整的时间层面均可得到认可，使用路径具有可行性。

4.4核电工程限额设计需求条件

标准化设计的目的是将设计方案标准化，只有在标准化设计的基础上，才能够测算工程量，在工程量偏差不大的情况下，才有前面的工程量指导后续工程测算投资的条件，因此标准化设计是参考造价指标编制的基本条件。当然标准化设计不是指某子项只允许有一种设计，而是指同一个子项允许有不同的设计方案，但是确定的设计方案其工程量是确定的。因此，编制限额设计参考造价指标，首先是梳理标准化方案，当出现不同的标准化方案时，应该将该子项的方案边界进行描述，做成可替代的技术方案，选择不同的技术方案时，对限额设计参考造价指标的子项投资和总造价进行替换。

稳定的工程量是编制参考造价指标的基本依据，在设计方案标准化的基础上， 确定的设计方案应该有确定、波动不大的工程参考量。为了获得稳定的工程量，就应该梳理受外部条件影响，导致工程量难以预计的子项，如厂区地基处理、部分海工工程量等，在编制参考造价指标时就需要先按照参考工程的工程量进行投资测算，在参考造价指标使用过程中，再对因外部条件变化引起的投资进行投资修正。

由于价格随市场时刻波动，材料、人工和机械的价格在不同价格水平年不尽相同。因此限额设计参考造价指标一定是基于编制时确定的基准日期的价格进行编制的。为了指导后续工程准确控制投资，有必要考虑价格水平年的影响。

4.5核电工程限额设计参考造价指标编制方案

当限额设计体系建立后，与之配套的核电工程限额设计参考造价指标也具备了编制条件。核电工程限额设计参考造价指标的建议方案涵盖了编制依据方案、参考工程与修正工程的选择方案以及指标的初步编制方案。

限额设计参考造价指标的编制，与可行性研究投资估算、初步设计概算的编制依据应保持一致，均应与编制基准日期对应的正在实施的编制方法、定额水平、地方法规、企业标准保持一致。基准日期是在编制限额设计参考造价指标时，为了便于投资水平的确定以及未来执行过程中对某些因为价格因素变动进行分析和调整确定的一个作为基准的日期。限额设计编制时，应梳理包括标准、有关政策法规和规定、企业标准和管理规定。

编制参考造价指标，需要选择合适的参考工程，参考工程应该具备较强的共性，能够同口径指导和控制后续工程造价投资。当参考工程较少，又有明显个性方案时，应该替换个性方案，尽量按照标准化设计方案作为参考工程。参考工程选择时，可以按照新建和扩建考虑方案，以适用后续工程。

目前，核电项目面临未完全市场化等自身特点，在形成参考造价指标时，要区分对待核岛、常规岛、BOP 以及工程其他费用，能够市场化的部分，要与市场充分接轨，市场化存在困难的部分，充分考虑核电现有特点和后续发展趋势，本着先整体后细节、先粗放后具体等原则，分步推进，逐渐提高指标的合理性和准确性。

4.6核电工程限额设计的主要依据

根据编制方案，限额设计编制时，参考的主要依据包括以下三大类。

（1）标准类

由于设计专业较多，除了核工业类的相关标准，还要包括电力行业、海工行业、市政行业等多种行业标准。从费用确定的角度，需要用的相关标准包括编制方法类标准和定额水平类标准两类。编制方法类标准包括《核电厂建设项目费用性质及划分导则》等规范编制方法、深度的文件；定额水平类标准包括《核电厂建设工程核岛建筑安装工程费用定额》《核电厂建设工程预算定额》等在内的、确定费用水平基准的文件。

（2）其他有关政策、法规和规定

国家相关部门颁布的涉及技术经济专业投资政策、法规和规定，包括国家对增值税、关税以及各种行政收费的具体要求。

（3）企业标准和管理规定

各核电企业自己的企业标准，其中关于部分 BOP 子项的建设规模、投资控制要求等文件。当企业标准与国家行业标准不同时，在编制限额设计参考造价指标时也应该适当考虑。

4.7核电工程限额设计的预期成果

通过构建限额设计，形成限额设计体系和限额设计参考造价指标两项主要成果。

限额设计体系包括管理体系和技术体系，例如各项限额设计管理控制方法、技术体系指标标准化确定、定型方案和调整模块设计等内容，作为限额设计管理的主要依据。

限额设计参考造价指标将形成不同层次的造价指标、工程量指标和价格指标。根据课题研究成果，造价指标划分为核电工程总造价指标（×××× 年水平）、不同项目范围和深度的建筑工程费指标、安装工程费指标和设备购置费指标；工程量指标主要针对核岛、常规岛建筑工程量和安装工程量，涵盖了混凝土等建筑工程量、管道和电缆等安装工程量；价格指标对应主要材料价格，同时还包括主要设备类别及价格。

5有关建议

5.1建立阶段性目标体系的建议

根据现阶段初步分析，受到资料的限制，不是所有的路径目标都达到了编制条件，建议确定各阶段可完成的工作内容。限额设计的基础是定型设计方案，在当前“华龙一号”正在建设的情况下，建议可以先行研究前期准备工程、常规岛、BOP等与二代核电有技术互通性的项目，建立前期准备工程、常规岛和 BOP 限额设计基本定型设计方案和标准设计模块，并根据厂址条件开展适应性设计模块，再进行核岛限额设计的研究，阶段性完成限额设计体系建立。

5.2“华龙”项目 A/B 版融合设计对限额设计影响的建议

通过对“华龙一号”A/B 版融合设计差异内容的研究，提出“华龙”项目 A/B 版合并编制或分开编制的建议。从现阶段掌握资料情况来看，“华龙一号”按照 A 版和 B 版个性化内容分别编制是一种可行和稳妥的方法。

5.3核电工程限额设计参考造价指标费用渠道的建议

核电工程限额设计参考造价指标的编制需要投入大量的人力和物力，需要社会各界的支持。能源行业标准《核电厂建设项目工程其他费用编制规定》（NB/T 20025—2010）规定了工程项目可计取核电标准编制费，建议研究此费用用于核电工程限额设计及参考造价指标编制的可行性。

5.4核电工程限额设计参考造价指标组织方式的建议

核电工程限额设计参考造价指标的编制需要各单位的支持和帮助，在总结核电工程设计和项目管理等方面工作的基础上，汲取各集团在核电工程造价控制方面积累的经验，才能编制出有质量、适用广泛的指标。建议由核电业主委托，中国核能行业协会牵头、电力规划设计总院为技术支撑单位、有关核电单位参与，组织开展核电工程限额设计参考造价指标编制工作。

5.5后续需研究的重点专题、计划安排的建议

根据初步研究，重点专题包括：“华龙”项目 A/B 版融合设计对限额设计影响专题研究、前期工作专题研究、优化外委专题研究报告研究、标准体系完备性及适应性专题研究、核电安全文明措施费专题研究、核岛和非核岛质量管理专题研究、设计费与工程造价脱钩专题研究、财务评价指标专题研究、工程建设模式优化研究、附属设施、配套设施控制指标研究、合理制定项目建设工期等。

注：本报告是中国核能行业协会重大问题联合研究《自主三代核电工程限额设计方法和路径研究》课题的研究成果。课题组副组长张健，主要成员：章庆华， 冉巍，杨益晟，宋广。