關(guān)于M310二代改進堆型核電站一回路主設(shè)備安裝關(guān)鍵路徑的探討

孫龍

江蘇核電有限公司 江蘇連云港 222042

在核電站建造期間，一回路主設(shè)備的安裝處于整個工程建造的關(guān)鍵路徑之上，大件設(shè)備多，安裝施工邏輯性強，且耗時較長，多個核電機組均發(fā)生過因上游因素導(dǎo)致主設(shè)備安裝工期滯后等現(xiàn)象。因此，對主設(shè)備安裝關(guān)鍵路徑進度的分析、探討對核電工程建設(shè)有著一定程度上的意義。

1 壓水堆機組一回路主設(shè)備安裝關(guān)鍵路徑

壓水堆核電站建造期間，一回路主設(shè)備安裝的典型關(guān)鍵路徑為：環(huán)吊及龍門吊可用——主設(shè)備支撐安裝——主管道和波動管的引入——主設(shè)備安裝——一回路主管道焊接——堆內(nèi)構(gòu)件及主泵安裝——核回路沖洗——冷試準備——冷試。其中環(huán)吊及龍門吊可用是主設(shè)

備吊裝引入、安裝的前提；首先是主管道和波動管引入，如主管道不先引入，后期將無進入的空間；而主設(shè)備支撐安裝是主設(shè)備引入的前提，因此主設(shè)備支撐必須提前主設(shè)備到場，以滿足主設(shè)備的引入安裝需求。主管道焊接則需在主設(shè)備全部就位之后開始，以防錯位及焊接產(chǎn)生應(yīng)變。

根據(jù)某核電站一回路主設(shè)備采購的到場計劃安排，結(jié)合主設(shè)備安裝施工邏輯，該核電站一回路主設(shè)備安裝關(guān)鍵路徑示意圖見圖1。

圖1 一回路主設(shè)備安裝關(guān)鍵路徑示意圖

2 各主要部分的合理工期、安裝邏輯及控制要點

2.1 主設(shè)備支撐安裝

主設(shè)備支撐安裝就位是主設(shè)備引入的前提，因此必須提前到場，以滿足主設(shè)備的引入安裝需求。主設(shè)備支撐本身結(jié)構(gòu)和安裝工藝并不復(fù)雜，但其安裝和土建的接口較多，需采取措施控制。

同時，主設(shè)備支撐的設(shè)計和制造進度應(yīng)加強控制，多個核電機組都曾在設(shè)備支撐的設(shè)計或制造階段出現(xiàn)較大失誤，影響現(xiàn)場安裝需求和進度，其中，如某核電站曾因垂直支撐嚴重滯后，蒸發(fā)器的安裝就位均受到不同程度影響，導(dǎo)致3臺蒸發(fā)器到場后平均存放時間超過3個月才引入廠房。又如發(fā)生過因蒸汽發(fā)生器（1環(huán)路）下部橫向支撐未到貨，導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器本體到貨不能夠直接引入，需要臨時存儲，不僅增加了成本，也存在存儲相應(yīng)的風(fēng)險。

結(jié)合安裝技術(shù)要求及以往機組經(jīng)驗，主泵、蒸汽發(fā)生器垂直支撐安裝及養(yǎng)護合理工期2.5個月。采購、工程部門必須密切配合，合理安排各支撐的到貨時間。

2.2 主設(shè)備就位及安裝

根據(jù)以往電站的實際進度，壓力容器安裝工期通常為1個月，1臺蒸發(fā)器則為10天至15天，泵殼安裝時間較短，通常在10天左右。

由于反應(yīng)堆廠房環(huán)吊及龍門吊的唯一性，且受反應(yīng)堆大廳平臺空間的限制，壓力容器、主泵和蒸汽發(fā)生器三大主設(shè)備的引入無固定的先后邏輯關(guān)系，往往根據(jù)設(shè)備到貨的時間而決定引入的順序。但單一主設(shè)備安裝的邏輯施工順序非常強，環(huán)環(huán)相扣，如果某主設(shè)備相關(guān)配件不能及時供貨，勢必導(dǎo)致該設(shè)備的下游工序無法進行為了避免此類事情的發(fā)生，必須提前梳理并嚴格按照供貨邏輯關(guān)系安排供貨計劃。如反應(yīng)堆壓力容器到貨后，緊接著是堆內(nèi)構(gòu)件、上部構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)到貨，不能先將控制棒驅(qū)動機構(gòu)供貨。各主設(shè)備相應(yīng)的專用吊裝運輸專用工具需與主設(shè)備一同到貨，反應(yīng)堆壓力容器、主泵和蒸汽發(fā)生器安裝螺栓用螺栓拉伸機至少需在密封前提一個月到貨。

2.3 主管道焊接

現(xiàn)階段一回路主管道焊接一般采用自動焊，三個環(huán)路各管段焊接的合理工期為3-4個月。

一回路主管道焊接的焊接質(zhì)量直接影響主設(shè)備安裝關(guān)鍵路徑工期，一直是核電站建設(shè)過程中技術(shù)難度最大也是最受關(guān)注的焊接活動。一回路主管道焊接邏輯：主管道自動焊工藝評定完成——壓力容器、主泵泵殼、蒸發(fā)器可用——主管道焊接。每環(huán)路的主管道（冷段、熱段、過度段）的安裝焊接順序及技術(shù)要求必須完全按照施工方案和相關(guān)程序規(guī)定開展組對和焊接施工，以防止焊接應(yīng)力和變形，確保焊接質(zhì)量。

為提高主管道組對和焊接速度，通常的措施有：制定完善的施工方案和詳細的操作流程，并嚴格執(zhí)行，確保施工質(zhì)量和安全；加強焊工技能的培訓(xùn)和考核，提高組對和焊接工作效率。可以增加焊工、焊接設(shè)備等資源投入，并適當(dāng)延長作業(yè)時間和采取倒班施工；提前啟動部分焊口的組對、焊接，如主泵泵殼和蒸發(fā)器安裝就位后，即可先開展主管道過渡段部分焊口的組對、焊接，以節(jié)省其占據(jù)關(guān)鍵路徑的時間[1]。

2.4 堆內(nèi)構(gòu)件的安裝

參考以往經(jīng)驗，堆內(nèi)構(gòu)件安裝實際平均工期約5個月。M310二代改進型機組反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件安裝通常在主管道冷熱段焊接全部完成后開始，主要包括下部構(gòu)件第一次引入——下部構(gòu)件與壓力容器的對中——管嘴、徑向支撐塊與徑向鍵的間隙測量——U型嵌入件的加工——上下部構(gòu)件的對中復(fù)測——嵌入件的安裝——吊籃內(nèi)部組件的安裝——上部堆內(nèi)構(gòu)件的控制棒導(dǎo)向筒安裝等主要工序，堆內(nèi)構(gòu)件安裝是一回路主設(shè)備安裝中過程最復(fù)雜，精度要求最高的一部分。

堆內(nèi)構(gòu)件安裝過程的特點是“慢工出細活”，其中有大量工作與各種間隙、長度的測量密切相關(guān)，其工作難點是上下部構(gòu)件的對中復(fù)測及嵌入件的加工和安裝，堆內(nèi)構(gòu)件安裝過程中的風(fēng)險和難度是核電工程建設(shè)過程中最大和最難控制的，做好RVI安裝的質(zhì)量控制和風(fēng)險防范尤為重要，而嵌入件的加工和安裝是重之關(guān)鍵，需重點關(guān)注和提前采取合理的措施（測量人員培訓(xùn)，專用工器具加工，）保證安裝質(zhì)量進而確保安裝進度。

2.5 主泵安裝及試驗

主泵的安裝和堆內(nèi)構(gòu)件安裝可以平行施工，正常安裝工期通常短于堆內(nèi)構(gòu)件安裝，合理的工期設(shè)置為4-5個月。主泵的安裝通常不在關(guān)鍵路徑上，但常遇到主泵到貨嚴重滯后的情況，導(dǎo)致其上升為關(guān)鍵路徑。M310改進堆型主泵的安裝過程主要包括主泵水力部件/電機拼裝完成——水力部件本體吊裝——主法蘭/主螺栓的安裝——電機支撐安裝——主泵電機的安裝等工作。主泵安裝的前提是主泵水力部件的拼裝、主泵電機的拼裝，主泵電機和水力部件拼裝的質(zhì)量和進度往往決定整臺主泵安裝的進度和工期，因此主泵國產(chǎn)化后的設(shè)備到場時間和電機/水力部件的拼裝/安裝是關(guān)注重點[2]。

2.6 工期裕量設(shè)置

合理的計劃安排大都會為抵抗工程實施過程中遇到的各種風(fēng)險而設(shè)置一定的工期裕量。工期裕量的設(shè)置通常遵循合理設(shè)置、集中使用和放置于關(guān)鍵路徑的關(guān)鍵位置等基本原則。

3 采取措施的建議

3.1 必須確保一回路主設(shè)備的制造進度和制造質(zhì)量

為避免一回路主設(shè)備發(fā)生供貨滯后的情況，需采取以下措施：

（1）嚴格控制設(shè)計變更。較大的設(shè)計變更會帶來制造費用的增加和交貨期的延長，給設(shè)備按時供貨和整個項目工期帶來風(fēng)險，因此，須從源頭嚴格控制可能出現(xiàn)的變更，督促設(shè)計人員根據(jù)專業(yè)知識和經(jīng)驗反饋，指出可能出現(xiàn)變更的問題，提醒設(shè)計部門、制造部門注意；并在設(shè)計合同中增加約束條款，由設(shè)計承包商承擔(dān)部分的變更后果，可以激勵其盡快完成技術(shù)規(guī)格書，減少變更次數(shù)，降低變更的影響。

同時，通過定期組織設(shè)計部門和制造商之間的技術(shù)交流，可減少設(shè)計和實際制造間可能出現(xiàn)的矛盾，為設(shè)備制造提供有力條件。

（2）加強駐廠監(jiān)造和設(shè)備的檢驗。為保證制造商嚴格按照生產(chǎn)節(jié)點生產(chǎn)，必須要委派有資質(zhì)、經(jīng)驗的監(jiān)造人員進行現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)造工作，提前發(fā)現(xiàn)問題，確保制造商嚴格按照已承諾的制造節(jié)點生產(chǎn)，遇到問題及時溝通，解決問題，保持生產(chǎn)的連貫。

同時制造過程中，加強設(shè)備制造過程質(zhì)量，避免返工。對設(shè)備原材料復(fù)檢、半成品控制、成品檢驗嚴格控制；制造完畢后，必須要重視出廠檢驗組裝工作，檢查設(shè)備是否滿足使用要求，是否達到設(shè)計要求；在出廠檢驗階段發(fā)現(xiàn)問題并進行解決要比設(shè)備到達現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)問題既省時又省力。

（3）協(xié)調(diào)制造廠家加快制造進度。發(fā)現(xiàn)主設(shè)備制造偏離計劃時，積極督促制造廠家進行根本原因分析，并制定有效的解決措施，同時向其他主設(shè)備的制造廠家進行經(jīng)驗反饋。通過積極協(xié)調(diào)制造廠增加制造人員和工作時間等方式制定趕工計劃，確保設(shè)備制造進度符合計劃的需求[3]。

3.2 制定合理的安裝計劃

根據(jù)其他電廠的建設(shè)經(jīng)驗反饋和電站的實際情況，制定合理的主設(shè)備安裝專項計劃，避免不必要的工期浪費和施工延誤，確保安裝關(guān)鍵路徑緊湊合理。

3.3 做好接口控制

做好設(shè)備到貨和設(shè)備安裝之間的接口控制，提前開展主設(shè)備安裝的施工準備工作。主設(shè)備到場后，一旦具備安裝條件，可以立即開展引入就位和安裝工作，以便節(jié)約施工準備所占安裝關(guān)鍵路徑的時間。

3.4 主設(shè)備滯后時施工計劃優(yōu)化思路

當(dāng)一回路主設(shè)備制造進度滯后時，應(yīng)提前進行計劃分析，必須采取主動措施爭取在安裝階段進行滯后工期的消化，否則將對后續(xù)冷試等關(guān)鍵目標產(chǎn)生嚴重影響。采取措施時，需注意環(huán)吊的唯一性以及反應(yīng)堆豎井、換料水池、反應(yīng)堆大廳平臺等重要操作區(qū)域的空間限制，必須經(jīng)過充分的論證，制定考慮周密、技術(shù)可行的調(diào)整方案和計劃，進而確保質(zhì)量、安全和進度。

根據(jù)其他電站建設(shè)經(jīng)驗，上游進度延誤主要按以下措施進行逐級消化。

3.4.1 調(diào)整主設(shè)備引入/安裝順序

當(dāng)某一主設(shè)備無法按原計劃到貨時，由于受到環(huán)吊、龍門吊唯一性的限制，可以打破原計劃引入安裝順序，對已到貨的主設(shè)備提前引入安裝，從而確保總體進度。主要通過以下方式實現(xiàn)。

（1）調(diào)整同種設(shè)備間的引入安裝順序，如各主泵間、蒸發(fā)器之間。采用該方式，主設(shè)備安裝邏輯順序相對變化較小。

（2）調(diào)整不同種設(shè)備之間引入安裝順序，如某臺主泵與某臺蒸汽發(fā)生器之間、某臺主泵（蒸汽發(fā)生器）與壓力容器之間等。采用該方式，主設(shè)備安裝邏輯順序變化非常大，必須慎重。

必須注意的是，調(diào)整過程中原關(guān)鍵路徑直接發(fā)生變化，同時部分相關(guān)的原未處在關(guān)鍵路徑的作業(yè)有可能上升為關(guān)鍵路徑，必須對計劃重新審定，確認新的關(guān)鍵路徑。

3.4.2 調(diào)整主設(shè)備安裝技術(shù)邏輯

該措施必須征得設(shè)計的同意，或者需要論證是正確的，同時存在一定不可遇見的潛在風(fēng)險。通過正確調(diào)整部分安裝技術(shù)邏輯把原來緊前、緊后類型作業(yè)變成可以全部或部分并行的作業(yè)，從而減少整個工作的持續(xù)工期。該措施在堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)組裝部分工作中可以使用，同樣也可以在主泵滯后時使用——與廠家和設(shè)計人員溝通，主泵提前到場，在現(xiàn)場進行拼裝工作。

3.4.3 主管道同步焊接

主管道安裝焊接處在主關(guān)鍵路徑上，技術(shù)要求非常高，只有在以上幾種措施無法消化上游延誤的嚴重情況下，才考慮采用主管道各環(huán)路同步焊接措施，減少主管道安裝焊接持續(xù)工期，以達到繼續(xù)消化上游進度延誤的目的。

必須注意的是：采用該措施時，必須提前做好相關(guān)準備工作（如增加主管道焊接、探傷等人員及焊接設(shè)備。）

3.4.4 壓縮安裝作業(yè)持續(xù)工期

這是一種常用、風(fēng)險較小的消化工期延誤的應(yīng)對措施，不必改變原計劃中的主設(shè)備安裝施工邏輯順序，主要通過以下三種方式實現(xiàn)。

（1）增加每日工作時間，壓縮安裝作業(yè)總體持續(xù)工期。

（2）在安裝作業(yè)空間許可的情況下，增加人力投入，壓縮安裝作業(yè)總體持續(xù)工期；

（3）以上兩種方式綜合使用，壓縮安裝作業(yè)總體持續(xù)工期。

4 結(jié)語

通過分析一回路主設(shè)備安裝合理工期及邏輯關(guān)系，一回路主設(shè)備的安裝工期屬于關(guān)鍵路徑，需采取有效的措施保證主設(shè)備安裝工作的進度；如果主設(shè)備供貨發(fā)生滯后的情況，需經(jīng)過充分的論證，制定邏輯周密、技術(shù)可行的調(diào)整方案和計劃，爭取在安裝階段消化掉滯后的工期，避免對下游的核島冷試節(jié)點產(chǎn)生影響。