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。

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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。