核電廠AC 廠房主泵維修區設計不足及優化

潘 宏

（中核國電漳州能源有限公司，福建漳州 363300）

0 引言

隨著我國核電上網電價逐步市場化，核電廠面臨越來越大的成本控制壓力，對涉及工程投資較多的核電廠房子項投資控制要求也越來越高。核電廠放射性機修及去污（AC）廠房屬于生產服務類廠房，主要用于放射性沾污設備、部件及工具去污、清洗、維修及臨時存放。相比其他服務廠房，該廠房面積較大，工藝設計要求高，配套設備及設施多，工程投資占用較多。在投資控制要求越來越高的背景下，電站AC 廠房設計相比同行變化較大。工程總包設計人員不熟悉核電現場維修需求，AC 廠房主泵維修區的設計過程中出現設計不足之處，主要是主泵電機拆卸坑偏少、主泵電機空載試驗坑缺少、吊車配置不滿足主泵電機翻轉需要。為將AC 廠房投資費用控制在較低水平，滿足主泵在AC 廠房內的維修需要，維修人員深度參與AC 廠房子項設計過程，審查設計方案是否滿足維修需要，在設計窗口及時推動設計單位優化設計方案。

1 核電廠AC 廠房簡介

核電廠AC 廠房屬于生產服務類廠房，地上一層，部分地下一層和地上兩層，廠房占地面積76 m×78 m，全廠6 臺機組共用。主要用于核電廠內放射性沾污設備或部件去污、清洗、維修及臨時存放，為核島的主泵等主要設備、整體螺栓拉伸機等專用工具提供存放場地。主要設計功能有：

（1）核島放射性沾污設備和部件去污、維修和臨時儲存。

（2）壓力容器役前和在役檢查專用工具校驗標定、維護和存放。

（3）核島主要設備及專用工具專門（主泵、螺栓拉伸機、阻尼器等）維修、試驗和存放。

（4）主泵及電機的役前拼裝。

（5）主泵電機空載試驗。

（6）在役檢查項目及實驗樣品制取。

2 AC 廠房主泵維修區設計不足

主泵維修區主要在地上一層，部分地下一層，占地面積37.5 m×78 m。主泵維修區上空+13.3 m 層配備一臺承載能力為80 t 并帶有一個20 t 副鉤的橋式吊車，主要用于主泵電機等大型設備的吊運。該區域除螺栓拉伸機的存放外，應滿足的主要功能有：主泵及電機的役前拼裝；主泵及電機維修和存放；主泵電機空載試驗。

維修人員在審查AC 廠房設計方案過程中，發現主泵維修區的主泵電機拆卸坑偏少、主泵電機空載試驗坑缺少、吊車配置不滿足主泵電機翻轉要求等設計不足。

2.1 主泵電機拆卸坑偏少

主泵電機拆卸坑設計有2 個、偏少，只能維修或放置2 臺主泵電機。

該拆卸坑需滿足6 個機組主泵電機的維修。根據主泵電機拆卸坑實際使用需求經驗，6 臺機組全部運行期間，兩臺機組同時大修的可能性非常大，平均每次大修至少會有2 臺主泵電機維修，為避免影響大修工期，至少需要設置4 個主泵電機拆卸坑以滿足主泵電機維修及存放和主泵轉子配合腳手架的立式組裝及存放。另外，一種型號主泵電機一般設置2 個電機拆卸坑，6臺機組公開招標很可能采用不同型號主泵，如采用不同型號主泵，可以對其中2 個進行適應性改造；平時富余主泵電機拆卸坑也可以用于存放及維修主泵備用電機。

同行反饋主泵及電機在AC 廠房主泵維修區的役前組裝使用到全部3 個拆卸坑，便于主泵電機的組裝和組裝后存放以及輔以腳手架進行主泵轉子的組裝及存放。同行4 機組或6 機組電站一般設置3 或4 個電機拆卸坑。

出現該不足的主要原因是設計人員認為6 臺機組僅采用一種堆型，設置2 個電機拆卸坑可滿足要求。未考慮多機組高峰期使用需求及采用不同型號主泵情況。另外，設計人員面臨成本控制壓力，盡量簡化設計和少配備設備及設施。

2.2 主泵電機空載試驗坑缺少

主泵電機空載試驗坑未設計，無法在AC 廠房內進行主泵電機空載試驗。

主泵電機空載試驗坑用于在每次解體維修后都需要進行的維修后的空載試驗，6 臺機組全部運行期間，每次大修至少會有2 臺主泵電機解體維修，使用頻率很高。前期用于主泵電機役前拼裝完成后的空載試驗。還可用于備用主泵電機的定期試驗檢查及投用前試驗檢查。電站與廠家相距遙遠，運回廠家試驗大修工期不允許，運輸風險大，成本也偏高。運回廠家試驗不可取，應在AC 廠房內補充設計主泵電機試驗坑。

根據某同行電站反饋，由于沒有電機試驗坑，盡管其距離上海電機廠家較近，每次解體后運回廠家進行試驗也非常麻煩；參考電站設置有2 個主泵電機試驗坑。

出現該不足的主要原因是設計人員面臨成本控制壓力，盡量簡化設計和少配備設備及設施。另外，設計人員意見回復函件中認為，電機試驗等工作應該在電機供應商廠家進行，可見設計人員對主泵電機維修及試驗需求不了解，也未考慮電站與主泵電機廠家相距遙遠。

2.3 吊車配置不滿足主泵電機翻轉要求

AC 廠房主泵維修區僅配備1 臺80 t/20 t 吊車，且主鉤、副鉤不能同時使用，無法滿足主泵電機整體翻轉要求和主泵電機解體維修抽轉子的翻轉要求。

漳州主泵電機到漳州現場采用整體運輸方式，轉子和定子組裝在一起，到現場后由臥式翻轉為立式。電機廠家對主泵電機整體吊裝翻轉要求是兩鉤同時使用，且主鉤>70 t，副鉤>40 t。

主泵電機定期解體維修時須將轉子豎直抽出，用吊車將轉子翻平并水平放置在枕木和專用支架上以方便對轉子軸檢查和測量及電氣人員對電機繞組進行檢查和測試。完成檢查后再用吊車將電機轉子吊起并翻轉成垂直狀態。電機轉子在此過程中的兩次翻轉同行采用兩個吊鉤完成。吊車配置不能滿足轉子翻轉要求。6 臺機組全部運行期間，平均每次大修至少會有2 臺主泵電機解體維修，抽轉子的翻轉頻率很高，應對吊車配置方案進行優化以滿足要求。

出現該不足的主要原因是設計人員面臨成本控制壓力，據悉此區域設置一個吊車的設計，是集團組織的漳州項目設計重點優化內容。設計人員不清楚現場維修使用需求的情況下進行了削減，也未考慮其他替代方案。參考電站主泵電機屬于散件到貨現場組裝，沒有整體翻轉的需求，但是電站的主泵電機與參考電站不同，是整體到貨有整體翻轉需求，該需求早期電機廠家已傳遞給設計人員，但并未作為設計輸入。設計人員也不清楚主泵電機解體維修抽轉子的翻轉需求。最終AC 廠房主泵維修區域較參考電站減少1 臺吊車，僅有1 臺80 t/20 t 吊車，且主鉤、副鉤不能同時使用。

3 優化方案及實施結果

維修人員深度參與AC 廠房子項設計過程，審查設計方案是否滿足維修需要。上述設計不足及時作為意見反饋，通過積極與設計人員溝通，制定優化方案，推動方案實施。

3.1 主泵電機拆卸坑偏少

立足于滿足多臺主泵電機維修及存放和主泵轉子配合腳手架的立式組裝及存放需要，在不額外占用場地的情況下，優化拆卸坑設計，將每個坑設計成可以同時維修或放置2 臺主泵電機，達到等同于4 個拆卸坑效果。為主泵及電機的役前拼裝和運行期間高峰期使用提供便利，節約工期；同時兼顧兩種型號主泵維修需要。

3.2 缺少主泵電機空載試驗坑

主要為滿足主泵電機解體維修后空載試驗需要，提出補充設計意見。經多次推動設計部門，最終同意補充設計1 個電機試驗坑及相應試驗平臺配套設施。為主泵電機解體維修后試驗提供便利，節約大修工期。另外該試驗坑在閑置時也可作為1 個電機拆卸坑用于主泵電機的維修及存放。試驗坑配備的試驗平臺等設施以主泵電機廠家對電機空載試驗要求為設計輸入開展設計配備。

3.3 吊車配置不滿足主泵電機翻轉需求

對吊車配置不滿足主泵電機翻轉要求的設計不足進行分析，可行的優化方案如下。

（1）AC 廠房增加1 臺吊車。建議恢復參考電站兩臺吊車方案，既能滿足電機整體翻轉要求，又能滿足多臺設備同時組裝或維修，也能滿足運行期間主泵電機抽轉子翻轉需求。將需求意見通過函件發設計單位，設計單位反饋土建已完成施工設計，并已開始土建施工，如在此區域采用雙行車，需重新計算廠房力學結構，對子項土建設計施工進度影響較大。土建及設備費用增加較多。

（2）改造現有AC 廠房吊車，將主鉤和副鉤分到兩輛小車。該優化方案需配合修改電機工裝才能滿足安裝期間主泵電機整體翻轉需求。改造現有AC 廠房吊車，將主鉤和副鉤分到兩輛小車實現同時使用獨立操作，可滿足運行期間主泵電機抽轉子翻轉需求。

（3）電機翻轉支架輔助單鉤整體翻轉或雙汽車吊整體翻轉。電機翻轉支架在主泵維修區域澆筑固定，做成一個錨點。電機運輸保護工裝與翻轉支架連接，可實現吊車單鉤整體翻轉。此方案成熟可行，上海某電機廠家有實踐經驗。在當前吊車配置情況下，主泵廠家推薦其在廠內采用的雙汽車吊整體翻轉方案。

為滿足主泵電機翻轉需要，提出設計優化意見。經多次溝通推動設計單位，最終達成一致：關于主泵轉子翻轉方案，經電機廠家轉子重量與吊車載荷、轉子受力等方面技術確認，改造現有AC 廠房吊車，改為主鉤和副鉤分開運行方式滿足電機抽轉子維修翻轉要求；經確認行車廠家可變更為主鉤和副鉤分開運行方式。最終決定采用此優化方案，為運行期間主泵電機抽轉子維修提供條件。關于安裝期間主泵電機整體翻轉，運行期間電機在廠內沒有使用翻轉支架進行整體翻轉的需求，該方案僅用于滿足安裝期間主泵電機的整體翻轉。由工程總包單位決定是采用此方案還是雙汽車吊翻轉，如采用翻轉支架方案，需注意避免使用完畢對場地的占用及影響場地用于其他維修活動。

4 總結

由于投資費用控制要求提高，AC 廠房設計不斷變化。電站維修人員深度參與AC 廠房子項設計過程，審查設計方案是否滿足維修需要，補齊設計人員對維修需求不了解的短板。在工程窗口及時推動設計人員優化方案，實現主泵電機拆卸坑設計、主泵電機空載試驗坑配置和主泵維修用吊車配置的優化，在滿足AC 廠房投資費用控制要求的同時，滿足主泵在AC 廠房內的維修需要。電廠AC 廠房設計不足的反饋及優化措施為后續新建機組提供借鑒和參考。