潘春娛，余 迎

（海南核電有限公司，海南??昌江??572733）

孤島型650 MW核電機(jī)組大修規(guī)劃和優(yōu)化的技術(shù)研究

潘春娛，余 迎

（海南核電有限公司，海南??昌江??572733）

依據(jù)中國(guó)核電已發(fā)布的基于秦山二期M310型機(jī)組《標(biāo)準(zhǔn)大修計(jì)劃》的工期要求，借鑒中國(guó)核電內(nèi)部核電廠(chǎng)首次大修工期，根據(jù)孤島型核電機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行即進(jìn)行調(diào)峰運(yùn)行及周邊核電配套能力差的特點(diǎn)，通過(guò)比較研究，提出了孤島型核電機(jī)組調(diào)峰期內(nèi)的大修規(guī)劃及大修優(yōu)化措施，為孤島型核電機(jī)組大修計(jì)劃的制訂提供了充分的參考依據(jù)。

孤島型；核電機(jī)組；大修；規(guī)劃；優(yōu)化

海南昌江核電站屬于孤島型核電機(jī)組，處于小容量的孤網(wǎng)，存在大機(jī)小網(wǎng)、先期需進(jìn)行調(diào)峰運(yùn)行、周邊地區(qū)工業(yè)和機(jī)加工能力受限以及技術(shù)支持能力落后等問(wèn)題，與中國(guó)核能電力股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)核電）已發(fā)布的基于秦山二期M310型機(jī)組的《標(biāo)準(zhǔn)大修計(jì)劃》[1]進(jìn)行比較，這些條件的存在制約了海南昌江核電站參照參考電站大修計(jì)劃執(zhí)行的可能性。因此，需要根據(jù)自身狀況進(jìn)行機(jī)組大修規(guī)劃與優(yōu)化，這不僅對(duì)提高孤島型核電機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有重要意義，也是目前中國(guó)核電要求核電廠(chǎng)提升管理、創(chuàng)新工作方式的要求。

目前，海南昌江核電工程已進(jìn)入調(diào)試階段，根據(jù)各家運(yùn)行核電廠(chǎng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，需要在裝料前啟動(dòng)首次換料大修工作。因此，為了做好首次大修，必須先制定五年大修規(guī)劃。

文章以海南昌江核電站的大修規(guī)劃和優(yōu)化為例，根據(jù)孤島型核電機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行即進(jìn)行調(diào)峰運(yùn)行及周邊核電配套能力差的特點(diǎn)，通過(guò)比較研究，提出了孤島型核電機(jī)組調(diào)峰期內(nèi)的大修規(guī)劃及大修優(yōu)化措施，為孤島型核電機(jī)組大修計(jì)劃的制訂提供了充分的參考依據(jù)。

1 五年大修規(guī)劃及優(yōu)化策略

核電廠(chǎng)檢修與常規(guī)火電廠(chǎng)相比存在顯著差異，核電廠(chǎng)在燃料燃耗末期需進(jìn)行換料，因此，核電廠(chǎng)一般利用此機(jī)會(huì)，根據(jù)預(yù)防性維修大綱，對(duì)部分核電廠(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行檢查、定期試驗(yàn)、維修與維護(hù)，以確保這些設(shè)備在下一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)能穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，保證運(yùn)行安全與核電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性[2]。

海南昌江核電站五年大修規(guī)劃及優(yōu)化通過(guò)燃料循環(huán)規(guī)劃和優(yōu)化確定了運(yùn)行五年的大修次數(shù)和開(kāi)始時(shí)間；通過(guò)關(guān)鍵路徑預(yù)防性維修項(xiàng)目規(guī)劃和優(yōu)化大致明確五年期間每個(gè)循環(huán)大修的工期；通過(guò)物資優(yōu)化，對(duì)專(zhuān)用工器具的改進(jìn)，進(jìn)行合理規(guī)劃分布落實(shí)，對(duì)長(zhǎng)周期備件制訂合理采購(gòu)計(jì)劃；通過(guò)大修管理、大修技能和大修計(jì)劃的優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化行動(dòng)項(xiàng)制訂實(shí)施計(jì)劃，確保優(yōu)化落實(shí)。

1.1 五年大修總體規(guī)劃

1.1.1 工期設(shè)置

各核電廠(chǎng)商業(yè)運(yùn)行初期，人員實(shí)力、周邊核電基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，首臺(tái)機(jī)組首次大修工期相對(duì)新建核電廠(chǎng)有一定的借鑒意義。同時(shí)，海南昌江核電站是以秦山二期1、2號(hào)機(jī)組為參考電站籌建，設(shè)計(jì)、設(shè)備方面存在一定的可比性。同時(shí)，通過(guò)將大修項(xiàng)目與各在運(yùn)核電廠(chǎng)比對(duì)，海南昌江核電站歷次大修項(xiàng)目與秦山二期接近，其大修工期設(shè)置具有較強(qiáng)的可參考性。

根據(jù)秦山二期的大修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，首次大修和十年大修一般目標(biāo)工期為65天左右，五年大修工期一般為50天左右，年度大修工期一般為35～40天左右，綜合考慮海南全島在人力、物資上的劣勢(shì)，海南昌江核電站暫定首次大修目標(biāo)工期為60～65天，五年大修目標(biāo)工期為50～55天，年度大修目標(biāo)工期為30～35天，后續(xù)隨著人力配置的增強(qiáng)和當(dāng)?shù)毓I(yè)水平的發(fā)展，對(duì)工期再進(jìn)行修正。

1.1.2 首次大修時(shí)間確定

機(jī)組首次大修開(kāi)始時(shí)間取決于工程建設(shè)進(jìn)度和首個(gè)燃料循環(huán)長(zhǎng)度。目前，海南昌江核電站1號(hào)機(jī)組首次大修開(kāi)始時(shí)間按照工程建設(shè)工期為60個(gè)月，首次燃料循環(huán)周期由于調(diào)峰方案而無(wú)法確定，暫按兩套方案分別規(guī)劃。方案一：有效滿(mǎn)功率天（EFPD）按406天計(jì)算，考慮第一循環(huán)75%FP運(yùn)行，可以推算出1號(hào)機(jī)組在2016年6月18日開(kāi)始首次換料大修；方案二：有效滿(mǎn)功率天按410天計(jì)算，考慮第一循環(huán)前兩個(gè)月75%FP運(yùn)行，其余滿(mǎn)功率運(yùn)行，可以推算出1號(hào)機(jī)組在2016年2月29日開(kāi)始首次換料大修。如果工程建設(shè)進(jìn)度有變化，根據(jù)工程進(jìn)度順序調(diào)整。2號(hào)機(jī)組首次大修開(kāi)始時(shí)間計(jì)算方法相同。

1.1.3 五年大修規(guī)劃

（1）調(diào)峰方案一的五年大修規(guī)劃

第一循環(huán)75%FP運(yùn)行，有效滿(mǎn)功率天按406天計(jì)算，推算出海南昌江核電站1號(hào)機(jī)組2016年6月18日開(kāi)始首次換料大修；第二循環(huán)、第三循環(huán)滿(mǎn)功率運(yùn)行，2018年后進(jìn)行4.45%富集度18個(gè)月?lián)Q料；大修工期按中核運(yùn)行推薦的標(biāo)準(zhǔn)，可以推算出時(shí)間規(guī)劃表。

（2）調(diào)峰方案二的五年大修規(guī)劃

第一循環(huán)75%FP運(yùn)行，有效滿(mǎn)功率天按410天計(jì)算，推算出海南昌江核電站1號(hào)機(jī)組2016年2月29日開(kāi)始首次換料大修；第二循環(huán)75%FP運(yùn)行；第三循環(huán)滿(mǎn)功率，2018年后進(jìn)行4.45%富集度18個(gè)月?lián)Q料；大修工期按中核運(yùn)行推薦的標(biāo)準(zhǔn)，可以推算出時(shí)間規(guī)劃表。

由于是調(diào)峰運(yùn)行，該規(guī)劃以犧牲調(diào)峰階段的用電高峰為代價(jià)，力爭(zhēng)確保18個(gè)月?lián)Q料大修時(shí)間在電網(wǎng)負(fù)荷低峰時(shí)段，以確保機(jī)組有較好的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

1.2 五年大修優(yōu)化策略

大修優(yōu)化即在確保核電廠(chǎng)安全性、可靠性、可用性，兼顧經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)條件下，充分吸取同類(lèi)型核電廠(chǎng)的運(yùn)行與維修經(jīng)驗(yàn)反饋，同時(shí)考慮電網(wǎng)對(duì)核電廠(chǎng)的要求，通過(guò)優(yōu)化大修計(jì)劃，合理布局大修項(xiàng)目，使大修流程優(yōu)化、工器具優(yōu)化、人員優(yōu)化，提高工作效率，縮短大修工期，提高核電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益；其策略是減少糾正性維修活動(dòng)，增加預(yù)防性維修活動(dòng)，特別是需要開(kāi)展預(yù)防性維修中的預(yù)測(cè)性維修活動(dòng)，即以可靠性為中心的維修活動(dòng)（RCM），解決預(yù)防性維修大綱中維修項(xiàng)目與周期不易準(zhǔn)確確定的問(wèn)題。

海南昌江核電站五年大修優(yōu)化需綜合考慮自身設(shè)備特點(diǎn)、海南全島周邊核電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、首修工期設(shè)置、燃料循環(huán)時(shí)間，并充分借鑒運(yùn)行核電廠(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)；通過(guò)梳理重要設(shè)備的預(yù)防性維修/定期試驗(yàn)項(xiàng)目，整理出未來(lái)五年大修的重要項(xiàng)目，為編排關(guān)鍵路徑提供依據(jù)。

2 五年大修優(yōu)化內(nèi)容研究

海南昌江核電站大修優(yōu)化參照中國(guó)核電發(fā)布的基于秦山二期M310型機(jī)組的《標(biāo)準(zhǔn)大修計(jì)劃》，按其所列的標(biāo)準(zhǔn)窗口節(jié)點(diǎn)和工期作為標(biāo)桿，進(jìn)行大修工期優(yōu)化，通過(guò)專(zhuān)用工器具、關(guān)鍵路徑設(shè)備、人員操作技能、管理及計(jì)劃優(yōu)化等手段，盡量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化工期要求。

2.1 大修專(zhuān)用工器具優(yōu)化

維修設(shè)施、工具器有效地支持了維修活動(dòng)和維修培訓(xùn)的開(kāi)展，維修設(shè)施的質(zhì)量直接影響了維修人員維護(hù)保養(yǎng)核電廠(chǎng)設(shè)備處于最佳待用狀態(tài)的能力[3]，經(jīng)過(guò)對(duì)大修專(zhuān)用工器具的比較研究，需優(yōu)化的專(zhuān)用工器具如下：

（1）低壓缸螺栓加熱裝置優(yōu)化

經(jīng)比較加熱裝置的性能，目前國(guó)內(nèi)核電廠(chǎng)廣泛使用電加熱棒式加熱裝置，采用電加熱棒將螺栓加熱至300?℃需要40?min；而螺栓高頻感應(yīng)加熱裝置是一種新型的加熱裝置，將螺栓加熱至300?℃僅需10?min，該裝置不僅成熟可靠，而且大大縮短加熱時(shí)間，對(duì)檢修工期優(yōu)化有重要意義，海南昌江核電站計(jì)劃用未來(lái)的2～3年時(shí)間完成工器具優(yōu)化工作。

（2）應(yīng)急柴油機(jī)工器具優(yōu)化

經(jīng)過(guò)梳理，海南昌江核電站第5臺(tái)應(yīng)急柴油機(jī)隨機(jī)工器具中缺少內(nèi)窺鏡等重要工器具，計(jì)劃在首次大修前采購(gòu)柴油機(jī)專(zhuān)用工器具內(nèi)窺鏡，以滿(mǎn)足大修工器具要求。

（3）SG螺栓拉伸機(jī)優(yōu)化

海南昌江核電站蒸汽發(fā)生器（SG）螺栓拉伸機(jī)為德國(guó)ITH生產(chǎn)，與參考電站秦山二期相比，讀數(shù)表與表座由磁力連接改為螺紋連接，拉伸量讀數(shù)由人工讀數(shù)改為電子讀數(shù)，大大提高了設(shè)備可用性和檢修效率，工器具的優(yōu)化，縮短了檢修工期。

（4）裝卸料機(jī)優(yōu)化

大修期間裝卸料操作占用了大修較多時(shí)間，裝卸料機(jī)的穩(wěn)定、可靠、高效地運(yùn)作，對(duì)縮短大修工期具有重要作用，而對(duì)其常見(jiàn)故障的維修與全水下操作環(huán)境配備專(zhuān)用工器具，可以有效縮短維修時(shí)間，從而縮短整個(gè)大修工期。經(jīng)過(guò)調(diào)研與比較，擬配備以下專(zhuān)用工器具：

1）手動(dòng)脫聯(lián)扣工具：主要用于裝卸料機(jī)抓具在無(wú)法開(kāi)啟或閉合抓爪時(shí)，用于手動(dòng)操作伸縮套筒中的抓具，完成抓爪的開(kāi)啟或閉合，保證燃料組件的安全性與可靠性，防止抓具事故發(fā)生而拖延時(shí)間。

2）小靴幫（單邊、雙邊）：用于燃料裝料過(guò)程中輔助燃料組件就位，縮短組件在堆芯就位時(shí)間。

3）標(biāo)尺模型：用于提供抓具和組件高度上的參考，輔助判斷故障，防止造成燃料組件碰撞等事故，提高了裝卸效率。

2.2 長(zhǎng)周期備件優(yōu)化

備品、備件的儲(chǔ)存對(duì)核電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有極其重要的作用，但過(guò)度儲(chǔ)存又會(huì)造成資源的巨大浪費(fèi)，怎樣合理地儲(chǔ)存?zhèn)淦?、備件是目前整個(gè)核電系統(tǒng)面臨的棘手問(wèn)題。備品、備件的儲(chǔ)備不僅涉及系統(tǒng)設(shè)備本身質(zhì)量，而且涉及系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、維修、維護(hù)水平，因此很難評(píng)價(jià)備件的儲(chǔ)備量是否合理。針對(duì)海南昌江核電站是孤島電站，且周邊工業(yè)加工能力不足，環(huán)境高溫，臺(tái)風(fēng)多的特點(diǎn)，本次優(yōu)化研究調(diào)研了參考電站備件需求與儲(chǔ)備情況，重點(diǎn)梳理了長(zhǎng)生產(chǎn)周期備件的需求量及庫(kù)存，由生產(chǎn)處室提出了具體需求時(shí)間及需求量，此次共梳理出長(zhǎng)周期備件較為合理的儲(chǔ)備項(xiàng)1?772項(xiàng)，在保障機(jī)組安全運(yùn)行的同時(shí)，也優(yōu)化了備件儲(chǔ)備，減少了資源的浪費(fèi)。

2.3 大修管理優(yōu)化

（1）承包商管理

提前考慮大修期間的外委項(xiàng)目，將大修外委承包商與日常承包商統(tǒng)籌考慮，擬與承包商簽訂框架協(xié)議，提前進(jìn)行大修人員準(zhǔn)備，優(yōu)化管理。

與此同時(shí)，提前啟動(dòng)大修承包商營(yíng)地建設(shè)規(guī)劃。由于孤島型核電機(jī)組的特殊地理位置，周邊可利用資源較少，給大修承包商常駐現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)不便。提前統(tǒng)籌考慮建安施工單位撤廠(chǎng)與大修承包商進(jìn)駐進(jìn)度，綜合對(duì)比承包商營(yíng)地代建方案和自建方案，開(kāi)展經(jīng)濟(jì)性分析，初步制定承包商營(yíng)地建設(shè)方案。

（2）設(shè)備跟蹤

對(duì)制造、安裝和運(yùn)行期間的設(shè)備問(wèn)題進(jìn)行管理，并定期匯總形成設(shè)備遺留問(wèn)題清單來(lái)跟蹤管理。截至目前，除了汽輪機(jī)葉片問(wèn)題外，尚未收到其他部門(mén)上報(bào)的可能影響大修工期的設(shè)備問(wèn)題。對(duì)于汽輪機(jī)葉片問(wèn)題，成立專(zhuān)項(xiàng)小組，制訂專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃來(lái)進(jìn)行后續(xù)的跟蹤處理。

2.4 大修技能優(yōu)化

大修工期是否可以有效縮短，不僅與上述優(yōu)化項(xiàng)目有關(guān)，而且還與維修人員技能密切相關(guān)，滿(mǎn)足熟練的大修技術(shù)要求的維修人員可以有效進(jìn)行相應(yīng)維修工作，減少因技能不足而引起的人因失誤，從而縮短大修工期。本次優(yōu)化根據(jù)維修工作負(fù)責(zé)人的學(xué)歷、經(jīng)歷及技術(shù)水平，選派關(guān)鍵技術(shù)人員前往成熟核電基地技能培訓(xùn)中心進(jìn)行技能培訓(xùn)，主要培訓(xùn)內(nèi)容包括PMC實(shí)際操作，關(guān)鍵儀控系統(tǒng)維修，關(guān)鍵泵、閥解體實(shí)習(xí)，電源系統(tǒng)培訓(xùn)等，為大修開(kāi)展提供合格熟練的維修人才。

2.5 預(yù)防性維修的優(yōu)化

1）合理地采用“在線(xiàn)維修”，即在正常運(yùn)行期間，安排不影響核電廠(chǎng)安全和可用率的維修活動(dòng)，通過(guò)減少大修期間的維修活動(dòng)，達(dá)到縮短大修工期的目的；如果涉及核安全相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，分析確認(rèn)停運(yùn)這些系統(tǒng)和設(shè)備，不會(huì)造成核安全水平的下降或仍然滿(mǎn)足運(yùn)行技術(shù)規(guī)范要求。

2）應(yīng)減少整套設(shè)備的不可用性，同時(shí)盡量執(zhí)行對(duì)整套設(shè)備的機(jī)械、電氣、儀表等的預(yù)防性維修活動(dòng)。

3）連續(xù)幾年按預(yù)防性維修實(shí)施大綱要求，進(jìn)行相同的維修活動(dòng)，將能提高技術(shù)熟練程度，減小風(fēng)險(xiǎn)，弱化工作強(qiáng)度。

4）標(biāo)準(zhǔn)更換將減少設(shè)備的不可用性和維修隊(duì)伍的壓力，但要與增加備用設(shè)備的費(fèi)用綜合考慮。

5）對(duì)于因預(yù)防性維修產(chǎn)生的費(fèi)用相對(duì)比較昂貴，而不進(jìn)行預(yù)防性維修的設(shè)備，只要其故障率能夠控制和/或可接受，或設(shè)備不具有重要功能，可對(duì)其進(jìn)行糾正性維修。

3 結(jié)束語(yǔ)

大修規(guī)劃及優(yōu)化必須與核電廠(chǎng)中長(zhǎng)期規(guī)劃的目標(biāo)一致。要有助于維修管理，并給維修執(zhí)行者提供幫助，更加有利于提高維修大綱的指標(biāo)。海南昌江核電站依據(jù)孤島小容量電網(wǎng)特點(diǎn)及調(diào)峰運(yùn)行實(shí)際情況，充分借鑒國(guó)內(nèi)核電廠(chǎng)首次換料大修計(jì)劃及工期，吸取參考電站首次換料大修的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)1號(hào)機(jī)組首次換料大修及五年調(diào)峰運(yùn)行期內(nèi)的維修進(jìn)行了規(guī)劃，并對(duì)大修計(jì)劃的實(shí)施進(jìn)行了優(yōu)化。為孤島型核電機(jī)組大修計(jì)劃的制訂及優(yōu)化提供了決策參考依據(jù)，大修規(guī)劃的實(shí)施也將對(duì)孤島型核電機(jī)組維修水平的提高起到積極促進(jìn)作用。

[1]?中國(guó)核電《標(biāo)準(zhǔn)大修計(jì)劃》管理程序[R]，2013.（China?Nuclear?Power“Standard?Overhaul?Plan”Management?Procedure[R],?2013）

[2]?昝云龍.?核電站生產(chǎn)管理[M].北京:?原子能出版社，2000.（ZAN?Yun-long,?Nuclear?Power?Plant?Production?Management[M].?Beijing:?Atomic?Energy?Press,?2000.）

[3]?世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì).?WANO導(dǎo)則2001-03.核電站維修導(dǎo)則[R]，2002.（WANO.?WANO?Guidance?2001-03.?Guidance?for?Nuclear?Power?Plant?Maintenance[R],?2002.）

The Research of Planning and Optimization of Outage for Isolated Island Type 650 MW Nuclear Power Units

PAN?Chun-yu，YU?Ying
(Hainan?Nuclear?Power?Co.，Ltd.，Changjiang?of?Hainan?Prov.?572733，China)

This?paper?is?according?to?‘Standard?Planning?of?Outage’,?which?is?based?on?the?experience?of?M310?units.?By?learning?form?first?outages?of?CNNP’s?nuclear?power?plants?and?analyzing?disadvantages?in?the?prior?operation?stage?of?isolated?island?type?nuclear?power?units,?this?paper?presents?outages’?planning?and?optimization?measures?for?isolated?island?type?nuclear?power?units.?It?provides?a?reference?to?outages?planning?of?isolated?island?type?nuclear?power?units.

isolated?island；nuclear?power?units；outage；planning；optimization

TL94??Article character：A??Article ID：1674-1617(2014)02-0177-05

TL94

A

1674-1617(2014)02-0177-05

2014-05-15

潘春娛（1975—），女，黑龍江哈爾濱人，工程師，本科，從事核電廠(chǎng)維修計(jì)劃管理工作。