江飛舟

(三門核電有限公司，浙江 三門 317112)

AP1000是西屋公司在AP600的基礎(chǔ)上開發(fā)的非能動先進(jìn)壓水堆，與典型的壓水堆核電機組相比，其最大的技術(shù)特點是采用了非能動的專設(shè)安全系統(tǒng)、數(shù)字化儀控系統(tǒng)、模塊化建造技術(shù)。AP1000在提高機組安全性、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低建造成本、縮短建造周期等方面較二代改進(jìn)型壓水堆核電機組有大幅提高。

三門核電一期工程項目是AP1000設(shè)計在全球的首次實踐，其核島設(shè)計方是西屋公司和紹爾公司組成的設(shè)計聯(lián)隊。AP1000的首次設(shè)計過程中，眾多無法預(yù)計的問題不斷出現(xiàn)，給項目建設(shè)，也給業(yè)主方的設(shè)計管理帶來極大的挑戰(zhàn)。通過多年堅持不懈的探索和實踐，針對AP1000首堆設(shè)計的特點，三門核電總結(jié)出了較為有效的管理應(yīng)對措施和方法，在改善設(shè)計管理和推進(jìn)工程建設(shè)方面起到了較大的促進(jìn)作用。

1 核島設(shè)計狀態(tài)與管理難點

1.1 設(shè)計接口關(guān)系復(fù)雜

三門核電一期工程項目主要設(shè)計單位共有4家：上海核工程研究設(shè)計院、西屋聯(lián)隊、三菱重工和華東電力設(shè)計院。其中，上海核工程研究設(shè)計院負(fù)責(zé)電廠總體設(shè)計、核島配套設(shè)施（BOP）設(shè)計，西屋聯(lián)隊負(fù)責(zé)核島設(shè)計，三菱重工負(fù)責(zé)常規(guī)島主機設(shè)計，華東電力設(shè)計院負(fù)責(zé)常規(guī)島和常規(guī)島配套設(shè)施（BOP）設(shè)計工作。由于合同模式復(fù)雜，核島—常規(guī)島設(shè)計提資往往牽涉多家設(shè)計單位，客觀上給業(yè)主方接口協(xié)調(diào)工作帶來較大的難度。同時，西屋聯(lián)隊內(nèi)部由于西屋公司—紹爾責(zé)任分工不同，彼此間也存在接口問題。

1.2 西屋聯(lián)隊對設(shè)計文件管理不足

作為核島設(shè)計方，西屋聯(lián)隊有義務(wù)提供完整的設(shè)計文件清單并進(jìn)行一定的分類，并預(yù)計需提交的文件，用于管理和跟蹤文件的發(fā)布。但實際上，西屋聯(lián)隊提供的IED（文件索引）僅僅只作為文件提交的記錄功能，失去其設(shè)計管理應(yīng)有的作用。這給業(yè)主方的設(shè)計管理帶來諸多不便，需要投入更多的資源以便對核島設(shè)計文件進(jìn)行清理和跟蹤。

1.3 設(shè)計變更多且頻繁

設(shè)計變更多且頻繁，是AP1000工程設(shè)計過程中最為明顯的特點，由于這些變更往往難以預(yù)見，給現(xiàn)場的施工和設(shè)備采購工作造成大量的暫停、修改和返工。同時也給業(yè)主方的設(shè)計管理帶來極大的挑戰(zhàn)。AP1000首堆建造過程中，西屋聯(lián)隊平均每月發(fā)布400份E&DCR（Engineering and Design Coordinating Report）。對已發(fā)布的E&DCR進(jìn)行分析，約76%的E&DCR是由于設(shè)計方的設(shè)計錯誤和信息不完善而引起的，“邊設(shè)計、邊建造、邊修改”的現(xiàn)象常常發(fā)生。如由于設(shè)計錯誤穩(wěn)壓器垂直支撐預(yù)埋板的重大設(shè)計變更造成的現(xiàn)場返修（見圖1），導(dǎo)致RCS移交滯后5個月以上。

1.4 重新設(shè)計導(dǎo)致大量圖紙暫停

由于核島設(shè)計的基礎(chǔ)計算深度不夠，同時設(shè)計欲量過于保守，核島廠房內(nèi)部分結(jié)構(gòu)平臺重新計算和分析，導(dǎo)致大量的管道和電氣等施工圖暫停。如自2011年10月份起，核島設(shè)計方暫停1 104份管道及管道支撐圖紙；2012年3月份，暫停1 007份電纜橋架及其支架圖紙，圖紙釋放日期一推再推。此外，由于安全殼內(nèi)再循環(huán)風(fēng)機（MS14）制造重量和尺寸偏大，重心偏離原設(shè)計要求，安全殼內(nèi)電纜制造尺寸偏大導(dǎo)致安全殼內(nèi)大量管道和電氣施工圖暫停，同時部分結(jié)構(gòu)模塊如CH53/54/50/57和鋼結(jié)構(gòu)平臺如SPL22～33鋼平臺需重新計算和分析。

圖1 穩(wěn)壓器垂直支撐布置示意圖Fig.1 Layout of vertical supports for the pressurizer

1.5 施工圖紙?zhí)峤贿M(jìn)度滯后嚴(yán)重

核島設(shè)計自進(jìn)入施工圖設(shè)計階段開始，便表現(xiàn)出不斷滯后的趨勢。按計劃要求，核島設(shè)計方應(yīng)于2011年6月份完成所有圖紙的提交和固化工作，然而截至2011年6月底，實際只完成不到70%的施工圖紙發(fā)布，部分施工圖紙發(fā)布較原計劃延誤1～2年。

1.6 現(xiàn)場技術(shù)問題處理效率低

由于核島設(shè)計方提供的圖紙質(zhì)量不高，部分信息缺失，自洽性不足，以及國內(nèi)施工單位和設(shè)備制造廠在首次施工和制造過程中對AP1000技術(shù)的消化和吸收需要一定的過程，這兩方面的因素導(dǎo)致核島現(xiàn)場技術(shù)問題層出不窮，如技術(shù)澄清、材料代換、施工單位發(fā)出的變更建議、不符合項報告等。自工程FCD以來，現(xiàn)場技術(shù)問題平均每月達(dá)300多項。按照要求，現(xiàn)場技術(shù)問題的平均答復(fù)時間在1周以內(nèi)，但是在工程建設(shè)初期，1周內(nèi)問題解決的比例僅在10%左右，超過1個月解決的達(dá)10%，解決效率過低。

2 原因分析

2.1 AP1000工程設(shè)計尚未成熟

西屋公司與中國簽訂AP1000設(shè)計和技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同時，僅完成AP1000的初步設(shè)計，其工程設(shè)計并未成熟。然而，核電技術(shù)從初步設(shè)計到工程設(shè)計的跨越，需要大量時間和人力等資源的投入。因此，三門核電1號機組作為全球首臺AP1000機組，在項目開始便一直處于“邊設(shè)計、邊建造”的局面。

2.2 西屋公司自身準(zhǔn)備不夠充分

自三哩島核電站事故發(fā)生以來，美國的核電發(fā)展受到極大的限制，西屋公司也已多年未涉足核電工程建設(shè)。西屋公司在從AP1000初步設(shè)計轉(zhuǎn)入工程設(shè)計階段的準(zhǔn)備不夠充分?；A(chǔ)計算如瞬態(tài)計算、地震動及樓層反應(yīng)譜計算等深度不夠；項目初期就表現(xiàn)出人力資源配備不足和工程設(shè)計人員經(jīng)驗欠缺等問題，導(dǎo)致設(shè)計進(jìn)度和質(zhì)量一直無法滿足設(shè)備采購和現(xiàn)場建安施工的需要。

2.3 項目合同模式復(fù)雜

三門核電一期工程總體上采用“核島總承包，常規(guī)島切塊分包”的合同模式。其中核島設(shè)計和部分主設(shè)備供貨合同由三門核電和國家核電組成的聯(lián)合采購方與西屋聯(lián)隊簽署，核島工程總承包合同由三門核電和國家核電簽署。錯綜復(fù)雜的合同關(guān)系和設(shè)計、設(shè)備采購分工，客觀上造成工程各參與方之間的接口復(fù)雜，協(xié)調(diào)難度大，決策效率低。

2.4 合同中對西屋的約束力不夠

雖然合同中對各類設(shè)計文件的提交日期均有明確的要求，但在合同執(zhí)行過程中，西屋聯(lián)隊為滿足合同中的支付條件，常常先行提交初版的設(shè)計文件，而事實上其并未徹底完成相應(yīng)的設(shè)計工作，主要表現(xiàn)在其取得進(jìn)度支付款后不斷進(jìn)行設(shè)計變更和對圖紙暫停。對于西屋聯(lián)隊的這種做法，在合同中并沒有明確的條款可以對其有效約束。

2.5 現(xiàn)場設(shè)計代表力量不足

目前，西屋聯(lián)隊派駐現(xiàn)場的設(shè)計代表僅僅被授權(quán)處理不涉及應(yīng)力計算和系統(tǒng)修改的，如和結(jié)構(gòu)不相關(guān)的物項打架之類的問題。大量的設(shè)計修改和技術(shù)澄清問題需要本部的設(shè)計團隊來解決，增加流程的同時，由于本部設(shè)計團隊對工程現(xiàn)場的實際情況掌握不夠，設(shè)計問題處理效率低下。此外，部分專業(yè)缺乏有豐富經(jīng)驗的設(shè)計工程師派駐現(xiàn)場，亦造成部分現(xiàn)場設(shè)計代表處理的設(shè)計問題緩慢，難以滿足現(xiàn)場施工需求。

2.6 現(xiàn)場施工和設(shè)備制造的偏差

三門核電1號機組在首次建造過程中，難免出現(xiàn)施工或設(shè)備制造偏離設(shè)計要求的情況，而這些問題均需設(shè)計方進(jìn)行評估和提供處理意見，部分問題導(dǎo)致重新設(shè)計或大面積的設(shè)計修改。

3 應(yīng)對措施

在三門核電1號機組工程建設(shè)過程中，核島設(shè)計難以滿足現(xiàn)場施工和設(shè)備采購需求是工程建設(shè)的主要矛盾。為從根本上減小項目延誤，緩解核島設(shè)計滯后給工程建設(shè)帶來的影響，通過對核島設(shè)計滯后原因的分析，結(jié)合三門核電1號機組的項目特點和建設(shè)經(jīng)驗，不斷的進(jìn)行探索和實踐，總結(jié)出以下幾方面的應(yīng)對措施。

3.1 加強西屋聯(lián)隊和現(xiàn)場設(shè)計力量

聯(lián)合采購方通過對西屋聯(lián)隊進(jìn)行效能監(jiān)察，督促其在人力資源配置，工作效率方面做出改進(jìn)。西屋聯(lián)隊通過外聘設(shè)計人員補充設(shè)計團隊，根據(jù)現(xiàn)場需求從本部調(diào)配經(jīng)驗豐富的人員派駐現(xiàn)場等措施，在一定程度上緩解了設(shè)計延誤，提高了現(xiàn)場問題處理效率。

考慮到大量現(xiàn)場設(shè)計問題流轉(zhuǎn)到本部設(shè)計團隊處理，并不利于問題的快速解決，業(yè)主要求西屋聯(lián)隊適當(dāng)提高現(xiàn)場設(shè)計代表的授權(quán)，以便能夠快速處理不需要進(jìn)行系統(tǒng)或復(fù)雜計算的設(shè)計問題，使得其本部設(shè)計團隊更專注于設(shè)計固化和重要設(shè)計問題的解決，提高工作效率。

3.2 組織各方對西屋聯(lián)隊進(jìn)行效能監(jiān)察

雖然三門核電AP1000項目合同模式復(fù)雜，但也正因為如此，項目管理可利用的資源較為豐富。業(yè)主、總包方對西屋聯(lián)隊有監(jiān)督的權(quán)利，而施工單位和設(shè)備制造廠也掌握較多影響施工和設(shè)備制造的設(shè)計問題的信息。因此，為緩解設(shè)計延誤，提高西屋聯(lián)合體工作績效，在業(yè)主的要求下，聯(lián)合采購方對西屋聯(lián)隊定期進(jìn)行效能監(jiān)察，包括人力資源、工作效率、管理流程、承諾兌現(xiàn)情況等方面對其進(jìn)行全面的評價，幫助其發(fā)現(xiàn)自身的薄弱環(huán)節(jié)，改善管理水平，以利于項目建設(shè)。

3.3 組織各方不斷清理設(shè)計尾項

由于西屋聯(lián)隊在設(shè)計文件管理上與國內(nèi)設(shè)計院常規(guī)做法有些不同，并沒有提供較為完整的施工圖紙清冊。為統(tǒng)一各方對設(shè)計狀態(tài)的認(rèn)識，并對剩余設(shè)計工作進(jìn)行有效督促，業(yè)主組織中方對施工圖紙進(jìn)行全面的清理，明確未發(fā)布的圖紙清單，以及每份圖紙中存在的問題，并就此與西屋聯(lián)隊溝通明確每份圖紙的解決時間，督促其加快解決。

3.4 多層次多渠道加速設(shè)計問題解決

利用項目參建方的現(xiàn)有資源，全面梳理制約現(xiàn)場施工和設(shè)備采購的設(shè)計問題以及清理剩余的設(shè)計工作，建立多層次多渠道的協(xié)調(diào)機制，全方位加強對核島設(shè)計的敦促，緩解項目延誤。

（1）建立海外設(shè)計催交機制

根據(jù)西屋聯(lián)隊內(nèi)部的職能分工，設(shè)計文件的發(fā)布，重要變更的處理以及系統(tǒng)相關(guān)的計算和分析工作均由其本部設(shè)計團隊負(fù)責(zé)。然而，其本部設(shè)計團隊不了解現(xiàn)場實際情況，難以感受到業(yè)主的責(zé)任心和緊迫感，工作效率較低。對此，業(yè)主要求聯(lián)合采購方在合適的時機成立本部設(shè)計催交團隊，直接派駐西屋聯(lián)隊的設(shè)計本部，針對現(xiàn)場急需的設(shè)計圖紙，設(shè)計問題重點督促和催交，傳遞業(yè)主的要求和緊迫感。

（2）建立現(xiàn)場設(shè)計問題協(xié)調(diào)機制

三門核電1號機組建設(shè)過程中，核島技術(shù)澄清、現(xiàn)場變更申請、材料代換、不符合項等現(xiàn)場設(shè)計問題層出不窮。在這種情況下，梳理制約現(xiàn)場施工的上游設(shè)計問題，提高現(xiàn)場設(shè)計問題的處理效率是緩解項目延誤的重要手段。業(yè)主牽頭組織核島設(shè)計問題協(xié)調(diào)周例會，從施工需求出發(fā)，收集設(shè)計問題，運用清單管理，每周進(jìn)行跟蹤和督促并定期通報問題的解決效率，針對超過1個月以上未解決的問題提交更高層的會議協(xié)調(diào)和推動。通過設(shè)計周例會制度的推行和堅持，在督促西屋聯(lián)隊提高現(xiàn)場設(shè)計問題效率上取得很好的效果，1周內(nèi)解決的問題比例從10%提高到60%左右。

（3）建立現(xiàn)場巡視機制

參建方的管理人員，尤其是西屋聯(lián)隊的本部設(shè)計團隊及其管理人員對現(xiàn)場工程進(jìn)展和制約因素沒有很好的了解，導(dǎo)致其缺乏項目緊迫感。對此，業(yè)主為營造緊張有序的項目建設(shè)氛圍，加快制約現(xiàn)場施工的問題處理，每周牽頭組織施工單位、SPMO、現(xiàn)場設(shè)計代表的高層管理人員進(jìn)行現(xiàn)場巡視，整理影響現(xiàn)場施工的重要問題，并推動解決。此外，在與西屋聯(lián)隊高層定期會晤前進(jìn)行現(xiàn)場巡視，提高西屋聯(lián)隊高層對現(xiàn)場實際需求的認(rèn)識，加快處理速度。

（4）建立高層定期會晤機制

針對核島設(shè)計滯后給項目進(jìn)度帶來的嚴(yán)重影響，業(yè)主主動與西屋聯(lián)隊高層進(jìn)行定期會晤，并要求其高層長期在現(xiàn)場進(jìn)行辦公，全力解決三門核電項目的重大設(shè)計問題。工作層對設(shè)計問題進(jìn)行盤點和跟蹤中，對于長期未解決以及極大制約現(xiàn)場施工的設(shè)計問題提交高層會議協(xié)調(diào)和推動。

（5）建立快速響應(yīng)機制

核島設(shè)計變更發(fā)生常常難以預(yù)計，部分重大的設(shè)計變更更是直接影響都到關(guān)鍵路徑工作。對于這類變更，則需要業(yè)主方能具備較高的敏感性，第一時間督促各方采取應(yīng)對措施，做好后續(xù)工作的詳細(xì)安排，以緩解設(shè)計原因?qū)椖吭斐傻挠绊憽?/p>

4 結(jié)束語

在項目的建設(shè)階段，設(shè)計無論是對項目投資控制還是進(jìn)度控制的影響都是非常大的，因此，業(yè)主方在項目管理中應(yīng)加強對設(shè)計領(lǐng)域的管理和控制。在三門AP1000項目建設(shè)過程中，通過不斷梳理核島設(shè)計存在的問題，分析原因，抓住主要矛盾，并有針對性的采取管理應(yīng)對措施，事實證明，在改善核島設(shè)計管理、推進(jìn)工程建設(shè)方面起到了極大的促進(jìn)作用。同時在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗，持續(xù)改進(jìn)，希望能為后續(xù)核電項目建設(shè)提供幫助。