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        某核電站用屏蔽電機主泵國產(chǎn)化生產(chǎn)特點研究

        2016-11-24 16:15:40劉學(xué)賡徐躍進
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年21期
        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)

        劉學(xué)賡,徐躍進

        (國核工程有限公司,上海 200233)

        某核電站用屏蔽電機主泵國產(chǎn)化生產(chǎn)特點研究

        劉學(xué)賡,徐躍進

        (國核工程有限公司,上海 200233)

        本文基于某核電站用屏蔽電機主泵國產(chǎn)化工作的實踐,分析了該型屏蔽電機主泵國產(chǎn)化工作的特點及國產(chǎn)化生產(chǎn)工藝路線,指出了影響該屏蔽電機主泵國產(chǎn)化工作的風險,并提出了風險應(yīng)對措施,為后續(xù)科學(xué)指導(dǎo)該型主泵的國產(chǎn)化生產(chǎn)工作提供了良好的借鑒意義。

        主泵;國產(chǎn)化;工藝路線;風險;應(yīng)對措施

        1 背景

        某核電站使用屏蔽電機泵作為反應(yīng)堆冷卻劑泵,該泵制造難度大,要求高,是該核電站生產(chǎn)周期最長的設(shè)備,為設(shè)備供貨關(guān)鍵路徑上的物項,其供貨進度受到核電建設(shè)單位的高度重視。

        隨著該型主泵國產(chǎn)化工作的逐步推進,國內(nèi)制造廠已逐步掌握其研制及生產(chǎn)技術(shù),國產(chǎn)化工作由兩家制造廠完成,一為屏蔽電機制造廠,負責屏蔽電機的研發(fā)與制造,二為水泵廠,負責主泵水力部件的研發(fā)、制造、泵組的組裝及最后的試驗工作;本文基于該主泵國產(chǎn)化工作實踐,分析了該主泵生產(chǎn)特點,指出了影響國產(chǎn)化進程的風險點,并提出了應(yīng)對措施,為后續(xù)科學(xué)指導(dǎo)屏蔽電機主泵的生產(chǎn)提供了良好的借鑒意義。

        2 某核電站用屏蔽電機主泵的生產(chǎn)特點分析

        2.1 屏蔽電機主泵結(jié)構(gòu)特點

        該型屏蔽電機主泵相較之前二代、二代半主泵,取消了機械密封、聯(lián)軸器等復(fù)雜零部件,且整個泵通過泵殼與蒸發(fā)器下封頭出水口的焊接掛置于蒸發(fā)器底部,葉輪直接套裝于電機轉(zhuǎn)子軸上,整個泵包括電機都將作為一回路壓力邊界。相較傳統(tǒng)核主泵,該型屏蔽電機主泵電機部分的制造難度較高,新的結(jié)構(gòu)形式與特點決定了泵的生產(chǎn)制造模式,管理要求也將不同于傳統(tǒng)主泵。

        2.2 某核電站屏蔽電機主泵國產(chǎn)化生產(chǎn)模式

        該型屏蔽電機主泵由水泵廠承擔總包任務(wù),電機廠負責屏蔽電機的分包制造,兩家廠工作分工不同,工作側(cè)重點也不同。水泵廠主要負責主泵水力部件的生產(chǎn)工作,包括泵殼、葉輪、熱屏導(dǎo)葉、吸入導(dǎo)管、主螺栓、主螺母等水力部件及壓力邊界的制造,待電機運至水泵廠后由水泵廠和電機廠相關(guān)人員組成的組裝試驗聯(lián)合工作團隊在水泵廠開展主泵的轉(zhuǎn)子動平衡、整體裝配、臺架試驗等組裝與試驗工作。其中主泵泵殼不參與主泵的裝配工作,泵殼將提前另行發(fā)運至蒸發(fā)器廠完成與蒸發(fā)器下封頭的焊接工作。電機廠主要負責屏蔽電機的生產(chǎn)工作,按照定子部套、轉(zhuǎn)子部套以及飛輪部套等三條生產(chǎn)主線開展生產(chǎn)工作。

        在電機與水力部件組裝前,兩廠的工作可并行開展,互不干擾。在組裝試驗階段,兩廠需抽調(diào)專業(yè)人員組建聯(lián)合工作團隊開展組裝試驗工作。

        3 某核電站用屏蔽電機主泵國產(chǎn)化制造工藝路線分析

        對該型屏蔽電機主泵的工藝路線分析應(yīng)基于其生產(chǎn)特點進行,分為兩個階段:在主泵組裝前,應(yīng)著重研究兩廠各自的生產(chǎn)任務(wù);在主泵組裝開始及后續(xù)試驗過程,應(yīng)著重研究主泵組裝試驗聯(lián)合工作團隊的工作任務(wù)。

        3.1 主泵組裝前的生產(chǎn)工藝路線分析

        3.1.1 電機生產(chǎn)工藝路線分析

        該型屏蔽電機的生產(chǎn)可分為三大部套的生產(chǎn),分別為電機定子部套,電機轉(zhuǎn)子部套,電機飛輪部套。三個部套可并行單獨生產(chǎn),相互沒有前置工序關(guān)系。

        定子部套生產(chǎn)共需經(jīng)歷定子鐵芯裝配、定子繞組初裝配、定子繞組終裝配、定子繞組VPI、定子初裝配、定子最終裝配(1)、定子最終裝配(2)等7項關(guān)鍵路徑工序。

        在每項關(guān)鍵工序前,皆有若干非關(guān)鍵路徑工序,完成這些非關(guān)鍵路徑工序是執(zhí)行下一步關(guān)鍵路徑工序的前提。例如在定子繞組VPI之前,需保證質(zhì)量計劃已編制完成、定子真空浸漆設(shè)備就位、定子機座加熱爐可用、上下鐵芯支撐環(huán)均完成裝配、RTD熱電偶均安裝至定子鐵芯中。

        轉(zhuǎn)子部套與飛輪部套生產(chǎn)工藝過程相對定子部套生產(chǎn)工藝過程簡單,轉(zhuǎn)子部套生產(chǎn)主要包括轉(zhuǎn)子軸加工、轉(zhuǎn)子鐵芯裝壓、轉(zhuǎn)子初裝配、轉(zhuǎn)子最終裝配等工序。

        飛輪部套生產(chǎn)主要包括飛輪輪轂加工,上下飛輪初裝配、上下飛輪終裝配等工序,在轉(zhuǎn)子部套與飛輪部套各自生產(chǎn)完畢后,在電機廠內(nèi)完成轉(zhuǎn)子部套與上下飛輪的裝配工作,裝配完成后整體進行包裝出廠,至泵廠安裝葉輪后進行整個轉(zhuǎn)子的整體動平衡。

        3.1.2 水力部件生產(chǎn)工藝路線分析

        泵廠在組裝試驗開始前的生產(chǎn)工作主要有泵殼的制造、葉輪的制造,熱屏導(dǎo)葉的制造、主螺栓/主螺母的制造等單項零部件的生產(chǎn)制造工作,其中泵殼將提前發(fā)運至蒸汽發(fā)生器廠進行與蒸發(fā)器下封頭的焊接,因此泵殼的進度計劃并不影響主泵后續(xù)的組裝及試驗工作,具備一定獨立性。

        葉輪、熱屏導(dǎo)葉、主螺栓/主螺母等其他單件零部件的制造工作相對獨立,在與電機裝配前,水力部件之間并不存在裝配關(guān)系,給車間安排生產(chǎn)排產(chǎn)帶來了一定的靈活性。

        3.2 裝配及試驗工藝路線分析

        電機定子部套、轉(zhuǎn)子部套、飛輪部套完工后,電機廠將以上部套運至水泵廠,由水泵廠及電機廠組成的聯(lián)合裝配團隊完成主泵的總裝工作后開展相關(guān)試驗。在水泵廠開展的主泵最終組裝及試驗工作主要包括:轉(zhuǎn)子動平衡、整泵組裝、主泵試驗、拆解檢查等工作。

        4 影響該型屏蔽電機主泵國產(chǎn)化進程的風險分析及應(yīng)對措施

        4.1 風險分析

        基于該型屏蔽電機主泵國產(chǎn)化工作多年的經(jīng)驗,本文對后續(xù)可能會影響主泵生產(chǎn)進度的風險進行分析歸納,主要有以下幾個方面:4.1.1人員能力素質(zhì)因素

        雖然通過依托項目的鍛煉,國內(nèi)已經(jīng)培養(yǎng)了一批滿足該型主泵生產(chǎn)要求的合格人員,但從事該型屏蔽電機主泵生產(chǎn)工作的人員總量仍然較少,從事某些要求比較高的特殊工藝操作人員更為稀缺,一旦由于某種原因,該操作人員產(chǎn)生工作變動,而其他操作人員能力尚不足以滿足生產(chǎn)需求時,該工序的生產(chǎn)過程將受到影響,如果進一步影響到關(guān)鍵路徑,則會導(dǎo)致整體生產(chǎn)進度的拖期。

        4.1.2 原材料的供應(yīng)

        由于該型主泵的設(shè)計規(guī)范書對該泵的設(shè)計壽命明確提出了的60年的設(shè)計壽命,因此該泵在設(shè)計選材時選用的材料性能均達到其相關(guān)領(lǐng)域的頂尖水平,尤其是屏蔽電機部分材料的國產(chǎn)化難度較大,一方面產(chǎn)品性能要求高,另一方面需求量小,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)對這些材料的研制意愿是否強烈決定了該基礎(chǔ)材料的攻關(guān)進程,進而影響著主泵國產(chǎn)化生產(chǎn)進度。

        4.1.3 生產(chǎn)過程中NCR的處理能力

        屏蔽電機主泵生產(chǎn)難度較大,部分零部件供貨所涉及的供應(yīng)鏈較長,多數(shù)國內(nèi)供應(yīng)商/分包商均為首次對于屏蔽電機主泵提供原材料及零部件的供貨,受生產(chǎn)經(jīng)驗、生產(chǎn)能力等因素的影響,在生產(chǎn)過程中不可避免的會產(chǎn)生NCR,根據(jù)相關(guān)法規(guī)及程序的要求,對于重要NCR的關(guān)閉需要層層審批,逐級提出整改意見與要求,一個重大NCR的關(guān)閉過程,往往伴隨著不斷的論證與證明,而國內(nèi)相關(guān)企業(yè)對相關(guān)領(lǐng)域的研究還不深刻,在處理某些NCR時所耗費的時間比較長,進而影響到生產(chǎn)進度。

        4.2 應(yīng)對措施

        針對以上原因分析,主泵制造廠應(yīng)從以下幾方面采取積極措施,減少風險項的發(fā)生:

        (1)通過首臺國產(chǎn)化主泵的制造,著力培養(yǎng)一批具備良好核安全文化意識的高技能操作者、技術(shù)工作者和管理者,打造一支穩(wěn)定的能適應(yīng)主泵國產(chǎn)化工作要求的研制及生產(chǎn)隊伍,重視關(guān)鍵崗位工作人員的培養(yǎng),進行人才梯隊建設(shè);

        (2)提高原材料國產(chǎn)率,一方面開展金屬、非金屬基礎(chǔ)材料學(xué)科的攻關(guān),提高基礎(chǔ)材料的國產(chǎn)研制能力,另一方面也要通過多種方法提高國內(nèi)相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的積極性,提升基礎(chǔ)科研成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的能力,促進國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研良性互動發(fā)展;

        (3)提升制造企業(yè)處理NCR的能力,一方面需要制造企業(yè)自身在提升對屏蔽電機主泵設(shè)計要求的認識,提升自身處理問題的能力的同時,認真吸取同行業(yè)在同類問題處理經(jīng)驗,做好經(jīng)驗反饋工作;另一方面,應(yīng)組建一支涵蓋多學(xué)科跨專業(yè)的外部專家隊伍,探索針對屏蔽電機主泵問題處理的外部專家工作機制,充分利用國內(nèi)相關(guān)科研院所,企事業(yè)單位的技術(shù)優(yōu)勢,集中有效資源攻克屏蔽電機主泵在生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的難題。

        5 總結(jié)

        當前盡管該型屏蔽電機主泵國產(chǎn)化目標尚未實現(xiàn),但是,我們應(yīng)清醒認識到生產(chǎn)該型屏蔽電機主泵的高技術(shù)要求與我們相應(yīng)生產(chǎn)制造能力經(jīng)驗的欠缺仍為主要矛盾,國產(chǎn)化工作不是一蹴而就的;通過過去幾年的國產(chǎn)化工作,相關(guān)制造廠已積累了大量的工程實踐經(jīng)驗,對與相關(guān)零部件制造、泵體組裝、試驗等工藝過程均有了經(jīng)驗積累,具備了獨立開展屏蔽電機主泵設(shè)計、生產(chǎn)及試驗的能力。

        需注意的是,即便將來國內(nèi)制造廠實現(xiàn)了首臺該型屏蔽電機主泵國產(chǎn)化工作,鑒于其對生產(chǎn)技術(shù)水平的較高要求,國內(nèi)相關(guān)廠家在后續(xù)生產(chǎn)屏蔽電機主泵的過程中仍需嚴格按照各項設(shè)計、制造、裝配及試驗指標的要求開展相關(guān)工作,做好核安全文化的宣貫與學(xué)習,嚴格貫徹核安全文化及核電質(zhì)保要求,把控生產(chǎn)質(zhì)量關(guān),唯有保障了產(chǎn)品質(zhì)量這一前提,才能實現(xiàn)主泵國產(chǎn)化的成功。

        [1]孫漢虹.第三代核電技術(shù)AP1000[M].北京:中國電力出版社,2010:202-211.

        [2]莊亞平.AP1000屏蔽泵的應(yīng)用分析[J].電力建設(shè),2010(11):98-101.

        [3]林誠格.非能動安全先進核電廠AP1000[M].北京:原子能出版社,2008:122-128.

        [4]張明乾,劉昱,李承亮.淺談壓水堆核電站AP1000屏蔽式電動主泵[J].水泵技術(shù),2008(04):1-5.

        10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.177

        劉學(xué)賡(1981-),男,山東泰安人,研究生,工程師。

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