核安全電氣設備國產化的基本要求和質量管理分析

薛光澤

（國核示范電站有限責任公司，山東 威海264300）

0 引言

《核電中長期發展規劃（2011—2020年）》中提出，到2020年我國核電裝機要達到在運5 800萬kW、在建3 000萬kW。但福島事故后民眾對核電安全更加關注，因而國務院對核電建設作出了新部署，提高了準入門檻，新建核電項目要執行全球最高安全要求，新建核電機組必須符合三代安全標準，這對核電廠核安全設備活動的質量管理提出了更高的要求。

1 核安全電氣設備的特點及主要要求

核安全電氣設備是核電廠防止放射性物質外泄的一系列安全裝置的有機組成部分，其在設計制造中有以下特點：（1）技術覆蓋面廣，包括機電技術、電子技術等；材料構成跨度較大，包含金屬、非金屬、低分子和高分子材料。（2）產品批量化生產，電氣設備廠家主要負責設計、組裝、試驗。（3）零部件具備可易性。零部件缺陷或整機問題基本上可以通過更換零部件來解決，產品質量可通過最終試驗驗證。

核安全電氣設備設計制造活動涉及國內外多個核電項目，國產化率逐步提高，大量設備的設計制造逐漸趨向成熟，國內企業已基本掌握關鍵工序的制造技術。目前主要核安全電氣設備國產化情況如下：

電纜設計制造單位主要有江蘇上上電纜、四川明星電纜、常州八益電纜、安徽電纜、江蘇華光電纜等，以上電纜廠家技術和生產能力基本能夠保證我國核電建設中K3類電纜需求，但K1類電纜供貨業績很少。AP1000項目殼內電纜由江蘇上上電纜研發生產，三門和海陽1號機組用第一批殼內電纜已經國家核安全局同意制造并驗收合格交付。

應急柴油發電機組設計制造單位有陜西柴油機重工有限公司、山西北方安特優發動機有限責任公司和滬東重機有限公司。陜柴通過引進并逐步掌握了應急柴油發電機組的設計制造技術，以18PA6B為核電主要機型；山西北方安特優有限責任公司主要進行裝配和試驗，其零部件由德國MTU提供。目前這3家單位已經基本滿足國內核電應急柴油發電機組的需求，但柴油機部分重要部件如調速器和噴油泵等還需進口。

電動機設計制造單位有佳木斯電機股份有限公司、南陽防爆集團股份有限公司、上海電機廠有限公司、常州電站輔機廠。已具備為國內核電站提供K3類電機的能力，佳木斯電機正在進行K1類電機設計驗證，并將向福清1、2機組提供余熱導出泵等K1類電機。

電氣貫穿件設計制造單位有上海發電設備成套設計院、核動力研究設計院，蓄電池組設計制造單位有沈陽東北蓄電池有限公司、荷貝克電源系統（武漢）有限公司，基本能夠滿足目前在建電站的需要；閥門電動裝置設計制造單位有揚州電力設備修造廠、常州電站輔機廠有限公司和上海自動化儀表有限公司，K3類閥門電動裝置為國內閥門制造單位大量供貨，K1類閥門電動裝置供貨較少。

電氣設備安全功能的完整性不僅取決于初始結構完整性和可運行性，還要進行設計驗證且通過核級鑒定試驗，以確定滿足技術規格書要求的壽期內功能要求和性能要求。設計驗證的方法有設計評審、計算法、設計比較法、鑒定試驗。設備鑒定可通過試驗、分析以及二者結合的方法。對于安全殼外的設備要通過功能試驗和抗震試驗；安全殼內的設備要通過模擬正常工況的試驗和模擬事故工況的試驗，其中正常工況試驗有老化、濕熱老化、功能、輻照老化、機械振動試驗，事故工況試驗有地震試驗、輻照試驗和LOCA試驗。目前我國的試驗條件基本能夠滿足需求。

2 核安全電氣設備質量管理中的問題及建議

隨著我國核電建設的不斷發展，國產化設備的整體水平趨于成熟，但部分核安全電氣設備設計制造單位設計制造經驗不足，質量管理方面仍需不斷提高和完善。

2.1 核質保管理不嚴格，體系運轉有效性不足

核安全電氣設備設計制造企業一般都建立了比較健全的核質保體系，但有些企業對HAF003的理解不夠深入，沒有完全掌握和理解核質保體系的具體要求，體現在管理部門審查、內部質保監查、不符合項管理等方面存在不足。文件控制不嚴格會導致設計、制造等部門的技術文件版本不一致；對質量和質保的理解不足會造成職責不清也不便執行，比如有些單位質保部承擔了各類程序文件編制等本不屬于職能范圍的工作；重要記錄缺乏有效性、完整性和可追溯性；電氣設備零部件較多，采購入廠的零部件經過檢驗，在裝配或加工過程中發現不符合后一般進行更換，若在制造加工過程中發現不符合，有些單位雖開啟不符合項，但查找根本原因只限于表面，沒有查找問題發生的管理層面原因，沒有認真分析元件的設計選型、批量的質量控制、加工工藝控制、質量趨勢等方面的原因，缺乏相應預防措施。

供貨少的制造廠和分供方需加強質保體系建設，采購方要加強對設備供應商各環節質量控制的審查工作，重點關注涉及核安全法規和標準要求的相關內容，從嚴控制設備的交付和驗收工作，督促制造廠提高對產品質量的各項要求。

2.2 產品設計和設計變更評審不嚴格

電氣設備設計制造單位根據核電站的技術要求和標準研發樣機，經鑒定試驗合格后進行批量生產，這個過程中，對定型產品鑒定情況的審查常存在不足。如某公司在對其產品壓力變送器進行熱老化鑒定試驗時，熱老化評定等效壽命少于技術規格書中的要求，設計輸出評審階段沒有認真對熱老化試驗報告進行評審，沒有深入研究阿倫紐斯定律中幾個參數之間的制約關系及其對試驗結果的影響。部分電氣設備設計制造單位在投標階段由商務合同部門進行合同評審，往往以成熟產品進行投標，承接合同后，對技術規格書、采購技術條件及其引用的標準未做完整的審評，相應設計評審工作也缺乏深度、不夠細致。

設計和工藝方案的變更應經過嚴格評審，否則對質量會產生較大影響。某電纜廠撤銷了一批核級低壓電力電纜導體外原有的聚酯帶，同時為保證聚酯帶撤消后絕緣與導體在安裝現場的易剝離性，在絕緣擠塑前對電纜導體涂抹了硅油，而未考慮因涂抹硅油對電纜單芯阻燃性能的影響，最終該批電纜全部報廢。

核電企業在設備采購過程中，應嚴格審查供應商產品與核電站技術要求的符合性，認真審查設計相關文件，準確判斷產品的技術符合性，對不滿足核電站技術要求的設備不得驗收。

2.3 工藝過程控制需加強，原材料復驗和元器件采購不滿足標準

核安全電氣設備功能的完整性最終是通過批量生產的產品質量來體現的，前文所述大部分供貨商都長期為我國電力、船舶等行業提供設備，已建立起企業標準和規范，但由于電氣設備零部件具有可易性及產品相對成熟，部分廠家存在重制造輕設計、重生產輕質保、重驗收輕過程的問題，影響了產品質量的穩定性。國內處于行業領先地位的知名制造企業也發生過因工藝過程質量控制不足導致產品不合格的事件，這些質量問題雖較少出現，但體現出了工藝過程中質量控制的重要性，而單純靠技術層面整改是不能很好地解決問題的。

電氣設備制造過程中大部分原材料和零部件需要外購，有時原材料檢驗方法和結果會不符合要求。還有部分原材料供應商單一，如國內電纜絕緣和護套材料，它們必須滿足法規和標準要求。某核電項目DCS系統控制盤柜內線纜絕緣和護套材料含有鹵素，這不符合我國核安全法規、導則中關于核電站1E級電纜“無鹵”的原則要求，同時也不滿足核電站1E級控制盤柜相關標準中的要求。正是由于未對元器件是否符合標準予以重視，才發生了此問題，核電業主在大修中對柜內電纜進行了更換，造成了一定的損失。

隨著核電技術的發展和新技術的應用，制造工藝、材料技術也都發展迅速，設備制造單位要跟上這樣的技術發展水平，建立完善的過程控制體系，確保設備制造質量的穩定性。

3 結語

為適應我國核電發展戰略的要求，必須保證核電產品的質量，從而有效地保證核電廠的建設質量和運行安全。在不斷推動電氣設備全面國產化的同時，要不斷提高核安全電氣設備設計制造單位的質量管理水平，努力為我國核電建設貢獻最大力量。

［1］國家核安全局.核安全導則匯編［M］.中國法制出版社，2000

［2］顧申杰.核電廠1E級電氣設備環境鑒定［J］.核安全，2005（2）