王立寧，李景民，馬　丁，涂海濤

（中廣核工程有限公司，廣東　深圳　518124）

BOP工程防凍伴熱施工管理

王立寧，李景民，馬丁，涂海濤

（中廣核工程有限公司，廣東深圳518124）

文章以遼寧紅沿河核電項(xiàng)目為例，研究了核電項(xiàng)目BOP工程防凍伴熱工作的技術(shù)方案及施工過(guò)程。通過(guò)比較分析，確定了選用電伴熱方案技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和工程適用性。在此基礎(chǔ)上，給出了BOP工程防凍伴熱工作的施工范圍，施工計(jì)劃和施工工藝流程。從施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度管理等方面，指出了BOP防凍伴熱施工中需要關(guān)注的若干問(wèn)題及應(yīng)對(duì)方案。

核電站；BOP；防凍；電伴熱；施工管理

遼寧紅沿河核電站以CPR1000為技術(shù)路線，由核島、常規(guī)島和BOP（Balance of Plant）三個(gè)主要部分構(gòu)成［1］。作為核電廠的重要組成部分，BOP主要為核電廠提供運(yùn)行所需要的水、氣（汽）、電、熱等工作介質(zhì)，以及外圍安全的工作環(huán)境和電力輸出，是核電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)［2］。紅沿河核電站是國(guó)內(nèi)首個(gè)在北方寒冷地區(qū)建設(shè)的核電項(xiàng)目，與之相應(yīng)的防凍伴熱工作，成為保障核電廠冬季運(yùn)行的必要條件。因此，BOP工程防凍伴熱施工，不僅關(guān)系到BOP自身在冬季的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，也直接影響到整個(gè)核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1　防凍伴熱技術(shù)比較及方案確定

1.1防凍伴熱技術(shù)比較

目前常用的防凍伴熱技術(shù)包括：以蒸汽管道散熱作為熱源的技術(shù)方案，以熱水管道作為熱源的技術(shù)方案和以伴熱電纜通電加熱提供熱源的技術(shù)方案［3］。

從方案的技術(shù)特點(diǎn)角度出發(fā)，并考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件、施工難度及運(yùn)維成本等因素，對(duì)上述3種防凍伴熱方案進(jìn)行了比較分析，見(jiàn)表1。

從表1的結(jié)果可以看出，以伴熱電纜為基礎(chǔ)的防凍伴熱技術(shù)方案，無(wú)論從自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)角度，還是現(xiàn)場(chǎng)適用性、實(shí)施難度、復(fù)雜性以及施工成本，乃至后續(xù)運(yùn)行維護(hù)成本等因素考慮，都是最適合的防凍伴熱方案。

表1　防凍伴熱技術(shù)方案的比較Table 1　Comparison of anti-freeze heat tracing technology schemes

1.2以電伴熱為基礎(chǔ)的防凍伴熱技術(shù)方案

按照設(shè)計(jì)方案，紅沿河核電項(xiàng)目BOP工程采用以伴熱電纜為基礎(chǔ)的防凍技術(shù)方案。所使用的伴熱電纜外形為金屬套管，內(nèi)含MgO絕緣粉包裹的電阻絲，電阻絲通電產(chǎn)生的熱量通過(guò)MgO和金屬套管壁傳導(dǎo)給伴熱管道，以補(bǔ)償管道設(shè)備的熱損失。這種伴熱電纜也稱為鎧裝伴熱電纜，已被應(yīng)用于石油化工等行業(yè)的防凍伴熱工作中。

該方案以鎧裝伴熱電纜為熱源，將其敷設(shè)于需要伴熱的管道設(shè)備表面，通過(guò)伴熱控制柜向伴熱電纜送電，伴熱電纜通電發(fā)熱，補(bǔ)充管道的熱損失。在伴熱管道表面，安裝鎧裝雙支熱電偶，測(cè)量管道表面溫度，并將測(cè)量結(jié)果反饋至上游伴熱控制柜。伴熱控制柜在比對(duì)熱電偶反饋的測(cè)量溫度和預(yù)設(shè)溫度參數(shù)后，根據(jù)比對(duì)結(jié)果，控制伴熱電纜電源的通斷。為了減少伴熱電纜熱量損失，管道、伴熱電纜和熱電偶外層均采用保溫結(jié)構(gòu)覆蓋。

2　電伴熱系統(tǒng)的工程實(shí)施

2.1施工范圍

根據(jù)BOP工程各子項(xiàng)和系統(tǒng)冬季運(yùn)行的工藝需求，確定防凍伴熱工作的施工范圍。范圍基本涵蓋了BOP工程各主要水、氣（汽）生產(chǎn)廠房和系統(tǒng)的室外布置管道、儀表設(shè)備等。

電伴熱系統(tǒng)的安裝工作內(nèi)容主要包括：伴熱電纜的敷設(shè)安裝、熱電偶安裝、熱電偶接線盒及伴熱電纜連接器安裝，同時(shí)包括上游伴熱控制柜和電源柜的安裝、電纜敷設(shè)端接、電纜橋架安裝以及外部保溫結(jié)構(gòu)等的安裝工作。

按照對(duì)施工設(shè)計(jì)文件的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，電伴熱系統(tǒng)施工范圍及主要工程量見(jiàn)表2。

2.2施工進(jìn)度計(jì)劃

電伴熱系統(tǒng)施工進(jìn)度計(jì)劃，主要根據(jù)被伴熱的工藝系統(tǒng)冬季調(diào)試運(yùn)行需求確定。參照紅沿河項(xiàng)目所在地區(qū)的氣候特點(diǎn)，冬季一般在11月中旬開(kāi)始進(jìn)入冰凍期，在此前需保證伴熱系統(tǒng)投用運(yùn)行。預(yù)留調(diào)試工期1個(gè)月左右，一般需伴熱系統(tǒng)完工時(shí)間安排在10月中旬以前。

表2　BOP工程防凍伴熱施工范圍及主要工程量Table 2　The construction scope and main work amount of BOP anti-freeze heating project

按照被伴熱的工藝系統(tǒng)冬季運(yùn)行需求和完工時(shí)間，結(jié)合伴熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙出版情況和設(shè)備材料到貨時(shí)間等上游條件因素，來(lái)計(jì)劃安排BOP項(xiàng)目各子項(xiàng)的伴熱系統(tǒng)施工進(jìn)度。

2.3安裝施工流程

（1）開(kāi)工條件檢查

開(kāi)工條件檢查包括：審閱施工圖紙，核對(duì)到貨設(shè)備與設(shè)計(jì)文件一致性；檢查被伴熱設(shè)備管道是否滿足施工條件，如管道設(shè)備安裝完成，水壓試驗(yàn)合格，管道外層防腐涂漆工作完成等條件；檢查伴熱電纜絕緣性能是否滿足要求，并對(duì)需安裝的熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)試驗(yàn)。

（2）伴熱電纜和熱電偶安裝

伴熱電纜安裝前需先做好管道表面清潔工作，除去油污，銹蝕和殘留的腐蝕性介質(zhì)等。安裝時(shí)，伴熱電纜沿直管道外壁平行敷設(shè)，宜安裝在管道下方，與管道橫截面的水平軸線呈45°角位置。當(dāng)經(jīng)過(guò)閥門、支架、法蘭等管道附件設(shè)備時(shí)，則把伴熱電纜按照相應(yīng)管道附件的形狀折彎，成曲線敷設(shè)在上述設(shè)備的兩側(cè)或上面。

在管道直管段和彎曲處，伴熱電纜需用特殊的導(dǎo)熱膠泥覆蓋，上面再覆蓋一層不銹鋼制剛性保護(hù)罩，最后用不銹鋼管卡和扣件把它們一起固定在管道上。有些不規(guī)則形狀部位伴熱電纜不能用導(dǎo)熱膠泥和不銹鋼保護(hù)罩進(jìn)行保護(hù)，則使用不銹鋼的編織網(wǎng)帶來(lái)固定和保護(hù)加熱元件。

伴熱電纜的敷設(shè)，既要考慮滿足伴熱電纜使用要求和便于后續(xù)維修，也要考慮便于管道閥門和儀表等可拆部件的維修和更換。

熱電偶安裝應(yīng)在伴熱電纜在管道上敷設(shè)后進(jìn)行。所選擇的測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)置于管道直管段中間，距離伴熱電纜較近的位置，并保持與管道良好接觸，盡量不要安裝在管道支架、閥門和法蘭等附近。熱電偶安裝后，用不銹鋼管卡扣件將熱電偶測(cè)溫端固定于管道表面，在測(cè)溫端覆蓋導(dǎo)熱膠泥。

（3）伴熱回路安裝完工檢查

在伴熱電纜和熱電偶組成的伴熱回路安裝完畢后，在進(jìn)行保溫結(jié)構(gòu)施工前，需要進(jìn)行安裝完工檢查。檢查的主要工作包括：比對(duì)圖紙，核對(duì)伴熱回路位號(hào)，安裝設(shè)備型號(hào)是否正確；檢查伴熱回路的安裝工藝，特別是閥門、法蘭和彎頭等位置的安裝工藝是否滿足技術(shù)要求等。完工檢查通過(guò)后，方可進(jìn)行外層保溫結(jié)構(gòu)安裝。

（4）保溫結(jié)構(gòu)安裝

室外管道保溫結(jié)構(gòu)由保溫層和保護(hù)層兩部分組成。保溫層材料選用防水巖棉，以鋁合金板作為外部保護(hù)層，可以保持內(nèi)部干燥，并具有可靠的防水性。在伴熱回路安裝完工檢查后，應(yīng)及時(shí)開(kāi)始保溫結(jié)構(gòu)安裝施工，并在安裝過(guò)程中小心施工，避免損傷已經(jīng)安裝的伴熱電纜。設(shè)備管線的接縫處應(yīng)密封保溫層，防止雨水滲入。

保溫層安裝完畢后，應(yīng)再次測(cè)量所有電伴熱回路的絕緣電阻，以確定伴熱電纜在安裝過(guò)程中沒(méi)有損壞，滿足后續(xù)通電調(diào)試條件。

3　防凍伴熱施工管理中需要關(guān)注的問(wèn)題

3.1施工質(zhì)量管理

安裝質(zhì)量是決定伴熱系統(tǒng)后續(xù)能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，是施工管理中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。安裝質(zhì)量管理需要控制多方面要素，如保溫層厚度，盤柜安裝誤差，電纜端接工藝等，其中最能影響系統(tǒng)整體安裝及后續(xù)調(diào)試運(yùn)行的質(zhì)量因素，還在于伴熱系統(tǒng)的絕緣性能。

首先，通過(guò)采用因果分析圖的質(zhì)量分析方法，對(duì)可能影響伴熱系統(tǒng)絕緣性能的相關(guān)因素進(jìn)行分析，如圖1所示。

針對(duì)伴熱系統(tǒng)絕緣不足問(wèn)題的分析結(jié)果，從人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)方面，得出了導(dǎo)致絕緣質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生的原因。后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理工作，需圍繞分析結(jié)果開(kāi)展有針對(duì)性的工作。如針對(duì)施工人員因素的影響，采取了技術(shù)交底檢查，施工人員培訓(xùn)和施工結(jié)果考評(píng)等措施，降低人員因素導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題的概率；針對(duì)環(huán)境因素可能的影響，施工前嚴(yán)格落實(shí)開(kāi)工條件檢查，確認(rèn)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件和施工期間的天氣條件滿足安裝工藝要求后方可開(kāi)工；針對(duì)施工方法因素的影響，一方面加強(qiáng)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，另一方面要做好安裝過(guò)程中，各項(xiàng)工藝環(huán)節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)檢查，對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提出整改意見(jiàn)，落實(shí)后方可進(jìn)行后續(xù)施工。

通過(guò)對(duì)影響質(zhì)量結(jié)果的因素進(jìn)行全面有效的分析，掌握質(zhì)量管理工作的關(guān)鍵點(diǎn)，在影響質(zhì)量的關(guān)鍵因素上重點(diǎn)控制，落實(shí)相關(guān)安裝工藝要求和施工管理規(guī)定，可以有效保障伴熱系統(tǒng)取得良好的施工質(zhì)量結(jié)果。

圖1　影響伴熱系統(tǒng)絕緣性能質(zhì)量的因素分析Fig.1　The influencing factors on the quality of the heat tracing insulation performance analysis

3.2施工安全管理

通過(guò)安全風(fēng)險(xiǎn)分析，伴熱系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)施工風(fēng)險(xiǎn)主要包括：高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、有限空間作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、觸電風(fēng)險(xiǎn)等。施工過(guò)程中的安全管理工作也需要對(duì)上述主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，有重點(diǎn)地開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)防范工作。

高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)主要集中在大型罐體高處輸水管道的伴熱保溫施工過(guò)程中。在作業(yè)前必須落實(shí)安全技術(shù)交底工作，檢查腳手架作業(yè)平臺(tái)是否符合安全規(guī)范；施工中落實(shí)各項(xiàng)安全防范措施，必須使用安全帶防墜器等保護(hù)工具；施工中，遇大風(fēng)雨雪等惡劣天氣，應(yīng)暫停施工工作。

有限空間作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)主要集中在封閉或狹小管溝內(nèi)的伴熱保溫施工過(guò)程中。有限空間作業(yè)需重點(diǎn)防范人員窒息風(fēng)險(xiǎn)。在開(kāi)工前安全交底制度的基礎(chǔ)上，要針對(duì)有限空間的工作內(nèi)容，施工風(fēng)險(xiǎn)和防范措施進(jìn)行專項(xiàng)檢查審批。施工中，重點(diǎn)關(guān)注有限空間內(nèi)的含氧量檢測(cè)（測(cè)氧儀測(cè)量），并嚴(yán)格落實(shí)監(jiān)護(hù)制度，做好通風(fēng)措施，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督巡視，降低作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。

觸電風(fēng)險(xiǎn)主要集中在伴熱系統(tǒng)送電調(diào)試階段。需在調(diào)試前發(fā)布相應(yīng)的調(diào)試送電通告，并在現(xiàn)場(chǎng)安裝伴熱電纜位置設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)示；在調(diào)試過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行工作票制度，落實(shí)開(kāi)工前驗(yàn)電等檢查措施，防范觸電風(fēng)險(xiǎn)。

3.3施工進(jìn)度計(jì)劃管理

系統(tǒng)施工進(jìn)度計(jì)劃的制訂，要充分考慮被伴熱系統(tǒng)冬季運(yùn)行的剛性需求，伴熱系統(tǒng)完工時(shí)間必須保證其冬季可以投用，上游設(shè)計(jì)文件出版時(shí)間，系統(tǒng)設(shè)備材料采購(gòu)到貨時(shí)間均需根據(jù)伴熱系統(tǒng)投用時(shí)間倒排。

按照施工邏輯順序，作為伴熱系統(tǒng)開(kāi)工的先決條件，進(jìn)度計(jì)劃還需考慮被伴熱工藝系統(tǒng)，特別是管道系統(tǒng)的完工時(shí)間。

結(jié)合電伴熱系統(tǒng)自身的施工特點(diǎn)，為保證系統(tǒng)安裝質(zhì)量，尤其是絕緣性能，施工應(yīng)盡量避免在雨季進(jìn)行。另外，部分伴熱材料對(duì)施工環(huán)境也有一定要求，如不規(guī)則設(shè)備外形伴熱使用的糊狀導(dǎo)熱膠泥，需要在0 ℃以上溫度環(huán)境才能使用，相應(yīng)伴熱系統(tǒng)施工應(yīng)盡量避免在冬季進(jìn)行。

進(jìn)度計(jì)劃在執(zhí)行過(guò)程中，不僅要實(shí)時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)展，比對(duì)計(jì)劃，及時(shí)糾偏，還應(yīng)根據(jù)被伴熱工藝系統(tǒng)的重要性，對(duì)伴熱工作需求的緊急程度，對(duì)原定計(jì)劃適當(dāng)調(diào)整，有所側(cè)重。如部分工藝系統(tǒng)作為項(xiàng)目重大里程碑節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵系統(tǒng)，相應(yīng)的伴熱系統(tǒng)需要從項(xiàng)目主線計(jì)劃角度統(tǒng)籌安排，傾斜資源，優(yōu)先保證完成，以避免項(xiàng)目關(guān)鍵路徑進(jìn)度受到影響。

4　結(jié)束語(yǔ)

紅沿河核電項(xiàng)目BOP工程電伴熱系統(tǒng)施工，是電伴熱技術(shù)在核電項(xiàng)目應(yīng)用的一次有益探索，同時(shí)也證明了以鎧裝伴熱電纜為基礎(chǔ)的電伴熱技術(shù)方案，在核電項(xiàng)目BOP工程中的適用性。電伴熱系統(tǒng)的技術(shù)方案、施工過(guò)程和施工管理要點(diǎn)等，也已通過(guò)實(shí)踐得到了工程應(yīng)用驗(yàn)證，可為后續(xù)寒冷地區(qū)建設(shè)的核電項(xiàng)目BOP工程防凍伴熱施工提供良好借鑒。

［1］ 王巍. 淺談紅沿河核電一期工程進(jìn)度管理［J］. 項(xiàng)目管理技術(shù)，2011（9）： 77-79.（WANG Wei. Brief introduction to the schedule control for Hongyanhe NPP Phase I ［J］. Project Management Technology， 2011（9）：77-79.）

［2］ 中國(guó)廣東核電集團(tuán)核電學(xué)院，中廣核工程有限公司工程培訓(xùn)中心. 核電工程總成包與項(xiàng)目管理［M］. 北京：中國(guó)電力出版社，2010.（Nuclear Power College of China Guangdong Nuclear Power Corp.， Ltd.，Engineering Training Center of China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd. General contracting and project management ［M］. Beijing：China Electric Power Press， 2010.）

［3］ 張繼偉. 電伴熱在核電站儀表及測(cè)量管道保溫中的應(yīng)用［J］. 儀器儀表用戶，2007，14（1）： 42-43.（ZHANG Ji-wei. The application of electro companion in I&C pipe insulation in nuclear power plant ［J］. Instrumentation Users， 2007，14（1）： 42-43.）

The Research of Electrical Tracing System Construction Management and Related Questions of BOP Project

WANG Li-ning，LI Jing-min，MA Ding，TU Hai-tao
（China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Shenzhen of Guangdong Prov. 518124，China）

Based on Hongyanhe nuclear power plant in Laoning province， the paper studies the anti-freeze and heat tracing work of BOP project. It compares several different heat tracing solutions in terms of technicality and applicability， and gave the most suitable scheme by using electrical tracing. It also presents the construction details of the electrical tracing system， analyzes the key points of the construction management from quantity， safety and schedule aspects， and gave the improvement suggestions.

nuclear power plant；BOP；anti-freeze；electrical tracing；construction management

TL37Article character：AArticle ID：1674-1617（2015）01-0042-05

TL37

A

1674-1617（2015）01-0042-05

2014-10-27

王立寧（1984—），男，工程師，2009年畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事核電工程項(xiàng)目管理工作。