徐大鐳
(中國中原對(duì)外工程有限公司,北京 100044)
“華龍一號(hào)”是在我國30余年核電科研、設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過充分吸取福島核事故經(jīng)驗(yàn)反饋,根據(jù)全球最新安全要求自主研發(fā)的,具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)百萬千瓦級(jí)壓水堆三代核電技術(shù)。
按照國際慣例和工程實(shí)際,核電工程一般分為設(shè)計(jì)(含前期)、采購、建造(土建和安裝)及調(diào)試四大領(lǐng)域。核電機(jī)組調(diào)試具有以下兩項(xiàng)特點(diǎn):
1)工期長、接口多、風(fēng)險(xiǎn)大、工作量密集、技術(shù)難度高,工作內(nèi)容、工作方法等與設(shè)計(jì)采購建造等環(huán)節(jié)迥異,調(diào)試質(zhì)量的優(yōu)劣,直接決定了核電廠整個(gè)壽期的運(yùn)行質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)效益;
2)核電調(diào)試作為核電工程建設(shè)的收官環(huán)節(jié),始終要肩負(fù)核電項(xiàng)目“絕對(duì)工期”“后墻不倒”的重?fù)?dān),其進(jìn)度管控的壓力巨大。
“華龍一號(hào)”作為我國自主三代核電技術(shù),在調(diào)試領(lǐng)域的上述兩項(xiàng)特點(diǎn)更為突出。本研究旨在探索建立“華龍一號(hào)”核電調(diào)試進(jìn)度測量體系,提高“華龍一號(hào)”調(diào)試進(jìn)度、成本、質(zhì)量管控水平,補(bǔ)充完善“華龍一號(hào)”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系。
本文主要研究內(nèi)容如下:
1)分析分解及確定“華龍一號(hào)”核電調(diào)試過程與工作量;
2)編制“華龍一號(hào)”核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)里程碑和核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度計(jì)劃;
3)建立核電調(diào)試進(jìn)度測量體系;
4)工程項(xiàng)目中模擬驗(yàn)證。
本節(jié)將對(duì)“華龍一號(hào)”核電調(diào)試過程和核電調(diào)試任務(wù)進(jìn)行工作量分析,建立與調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度計(jì)劃的匹配和對(duì)接關(guān)系。
“華龍一號(hào)”核電機(jī)組調(diào)試的過程和工作內(nèi)容較為復(fù)雜。根據(jù)《核電廠調(diào)試程序》(HAD103-02)的相關(guān)要求,必須安全、合理、循序漸進(jìn)地開展核電調(diào)試工作,依次完成A階段試驗(yàn)(預(yù)運(yùn)行試驗(yàn))、B階段試驗(yàn)(首次裝料,初始臨界和低功率試驗(yàn))和C階段試驗(yàn)(功率試驗(yàn)),如表1所示。
表1 “華龍一號(hào)”核電調(diào)試階段劃分Table 1 Division of commissioning stages of HPR1000
“華龍一號(hào)”核電調(diào)試進(jìn)度測量體系的創(chuàng)建就是對(duì)核電調(diào)試工作內(nèi)容按層次按板塊等細(xì)化分解,將分解的元素測算工作量及分析確定邏輯關(guān)系,繼而輸入到“華龍一號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)化核電調(diào)試進(jìn)度計(jì)劃中,同步結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)核電調(diào)試?yán)锍瘫?,并進(jìn)行優(yōu)化的過程。在進(jìn)行工作量分解的時(shí)候,結(jié)合核電調(diào)試的慣例,按照核電調(diào)試專業(yè)分工逐層逐級(jí)進(jìn)行,專業(yè)內(nèi)按照工作類別進(jìn)行劃分。
“華龍一號(hào)”核電調(diào)試工作主要分為調(diào)試準(zhǔn)備和調(diào)試實(shí)施兩大部分,其他包括調(diào)試配合、調(diào)試支持等工作。
通常情況下“人工日”可以綜合定量反映出“華龍一號(hào)”核電調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目從調(diào)試準(zhǔn)備,到調(diào)試實(shí)施,再到調(diào)試報(bào)告或試驗(yàn)結(jié)果快速分析單編制,及其他相關(guān)配套工作所需投入的人工日數(shù)。調(diào)試試驗(yàn)中的“人工日”是按“華龍一號(hào)”核電系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)量測算的完成單機(jī)組調(diào)試工作所需的人工日。
“華龍一號(hào)”分系統(tǒng)試驗(yàn)主要有(子)系統(tǒng)由安裝向調(diào)試移交、(子)系統(tǒng)調(diào)試隔離與掛牌、(子)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備基礎(chǔ)功能驗(yàn)證等工作內(nèi)容。
2.3.1 “華龍一號(hào)”核島分系統(tǒng)試驗(yàn)
核島分系統(tǒng)試驗(yàn)主要包括核島20個(gè)主輔系統(tǒng)的82項(xiàng)調(diào)試試驗(yàn),涵蓋反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)、化學(xué)溶劑控制系統(tǒng)、余熱排出系統(tǒng)等核主輔系統(tǒng)初步試驗(yàn)。
2.3.2 “華龍一號(hào)”常規(guī)島及BOP分系統(tǒng)試驗(yàn)
常規(guī)島及BOP分系統(tǒng)試驗(yàn)主要包括CI/BOP的38個(gè)系統(tǒng)的44項(xiàng)分系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn),涵蓋了通風(fēng)系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、火警系統(tǒng)、常規(guī)島給水系統(tǒng)等的初步試驗(yàn)。
2.3.3 “華龍一號(hào)”電氣分系統(tǒng)試驗(yàn)
電氣分系統(tǒng)試驗(yàn)主要包括34個(gè)電氣系統(tǒng)的39項(xiàng)分系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn),涵蓋了低壓電氣、中壓電氣、直流電氣、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)等系統(tǒng)。
2.3.4 “華龍一號(hào)”儀控分系統(tǒng)試驗(yàn)
儀控分系統(tǒng)試驗(yàn)主要包括15個(gè)儀控系統(tǒng)的30項(xiàng)分系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn),涵蓋了專用儀控、三廢儀控、汽機(jī)儀控等系統(tǒng)。
系統(tǒng)整體試驗(yàn)主要內(nèi)容是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)整體性能驗(yàn)證,或者對(duì)存在實(shí)體連接及性能邏輯聯(lián)鎖的兩個(gè)或多個(gè)(子)系統(tǒng)進(jìn)行初步或局部聯(lián)動(dòng)性能驗(yàn)證。
2.4.1 “華龍一號(hào)”核島系統(tǒng)整體試驗(yàn)
核島系統(tǒng)整體試驗(yàn)主要包括20個(gè)主輔系統(tǒng)的51項(xiàng)系統(tǒng)整體試驗(yàn),涵蓋應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)收試驗(yàn)、專設(shè)安全系統(tǒng)功能驗(yàn)證等試驗(yàn)。
2.4.2 “華龍一號(hào)”常規(guī)島及BOP系統(tǒng)整體試驗(yàn)
常規(guī)島及BOP(CI/BOP)系統(tǒng)整體試驗(yàn)主要包括38個(gè)系統(tǒng)的131項(xiàng)系統(tǒng)整體試驗(yàn),涵蓋通風(fēng)冷凍系統(tǒng)性能驗(yàn)收試驗(yàn)、常規(guī)島給水系統(tǒng)功能驗(yàn)證等試驗(yàn)。
2.4.3 “華龍一號(hào)”電氣系統(tǒng)整體試驗(yàn)
電氣系統(tǒng)整體試驗(yàn)主要包括34個(gè)電氣系統(tǒng)的40項(xiàng)系統(tǒng)整體試驗(yàn),涵蓋主要電源系統(tǒng)的驗(yàn)收試驗(yàn)、輔助電源和主電源的整組啟動(dòng)等試驗(yàn)。
2.4.4 “華龍一號(hào)”儀控系統(tǒng)整體試驗(yàn)
儀控系統(tǒng)整體試驗(yàn)主要包括16個(gè)儀控系統(tǒng)的21項(xiàng)分系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn),涵蓋反應(yīng)堆控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能試驗(yàn)、DCS系統(tǒng)性能驗(yàn)證等試驗(yàn)。
“華龍一號(hào)”核電調(diào)試綜合試驗(yàn)主要包括從該機(jī)組CFT開始至該機(jī)組臨時(shí)驗(yàn)收完成期間的機(jī)組性能試驗(yàn)及綜合試驗(yàn)。主要包括核蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)(NSSS)冷態(tài)性能試驗(yàn),機(jī)組熱態(tài)性能試驗(yàn),機(jī)組首次裝填核燃料,首次達(dá)臨界前熱態(tài)試驗(yàn),機(jī)組首次達(dá)臨界及熱功率提升至50%FP試驗(yàn),反應(yīng)堆功率逐步由50%FP提升到滿功率試驗(yàn),汽輪發(fā)電機(jī)組首次核蒸汽沖轉(zhuǎn)試驗(yàn),機(jī)組首次并網(wǎng)試驗(yàn),汽輪發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷試驗(yàn),24 h連續(xù)變負(fù)荷運(yùn)行試驗(yàn)和168 h滿功率連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行驗(yàn)收試驗(yàn)等。
經(jīng)過以上分系統(tǒng)試驗(yàn)、系統(tǒng)整體試驗(yàn)和綜合試驗(yàn)等分項(xiàng)分析,分別統(tǒng)計(jì)得出各部分工作量。匯總結(jié)果從略。
基于對(duì)“華龍一號(hào)”核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)工作內(nèi)容和工作量的分析、分解與整合,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化核電調(diào)試?yán)锍瘫?、?biāo)準(zhǔn)化核電調(diào)試進(jìn)度計(jì)劃,研究建立核電調(diào)試進(jìn)度測量體系。
“華龍一號(hào)”核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)里程碑確定為21個(gè),如表2所示。
表2 “華龍一號(hào)”核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)里程碑Table 2 The commissioning standard milestones of HPR1000
續(xù)表里程碑代碼里程碑名稱里程碑時(shí)間(FCD+月)所屬階段定義及實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)T18發(fā)電機(jī)首次并網(wǎng)FCD+59B3發(fā)電機(jī)首次接入電網(wǎng),向電網(wǎng)輸出電能,以同期用斷路器合閘穩(wěn)定為準(zhǔn)T19反應(yīng)堆熱功率達(dá)50%FPFCD+61C1低功率試驗(yàn)完成,反應(yīng)堆熱功率首次提升至50%FPT20反應(yīng)堆熱功率達(dá)100%FPFCD+61.5C2反應(yīng)堆熱功率首次提升至100%FPT21性能試驗(yàn)完成FCD+62C2核電廠所有(作為前提條件的)調(diào)試項(xiàng)目和工作完成后進(jìn)行的168 h連續(xù)滿功率考核運(yùn)行試驗(yàn)。以168 h連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)束為完成
依據(jù)3.1節(jié)確定的“華龍一號(hào)”核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)里程碑,以及標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試任務(wù)工作分解,結(jié)合設(shè)計(jì)文件、工程經(jīng)驗(yàn)等制定了“華龍一號(hào)”核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度計(jì)劃,以確定各HST和HCP所屬里程碑或階段。
核電調(diào)試?yán)锍瘫驼{(diào)試階段,預(yù)運(yùn)行試驗(yàn)階段工作,首次裝料、初始臨界和低功率試驗(yàn)階段工作,功率試驗(yàn)階段工作等。作業(yè)日歷按7×24 h工作制排布。
從標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃中提取出以上各項(xiàng)關(guān)鍵數(shù)據(jù),經(jīng)數(shù)據(jù)處理,得到“華龍一號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)試工作里程碑情況統(tǒng)計(jì)表和累計(jì)完成率折線圖,見圖1。
圖1 “華龍一號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)試工作累計(jì)完成率曲線Fig.1 The cumulative completion rate curve of the standardized commissioning of HPR1000
依據(jù)上述建立的“華龍一號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)化核電調(diào)試進(jìn)度測量體系,在“華龍一號(hào)”海外首堆機(jī)組調(diào)試管理中開展了試驗(yàn)性應(yīng)用工作,以期驗(yàn)證進(jìn)度測量體系有效性和可用性。
體系的實(shí)際效果需要經(jīng)過具體工程的實(shí)踐檢查,體系考核主要包括里程碑、工期、工作量等方面。以T01~T06里程碑為例,介紹機(jī)組調(diào)試進(jìn)度測量過程。表3中列出了機(jī)組核電調(diào)試?yán)锍瘫脑?jì)劃時(shí)間及實(shí)際完成時(shí)間,同時(shí)結(jié)合相關(guān)調(diào)試任務(wù)工作量的完成情況在“華龍一號(hào)”核電調(diào)試進(jìn)度測量體系中進(jìn)行微觀測量。
表3 機(jī)組調(diào)試?yán)锍瘫皩?shí)際進(jìn)展Table 3 Unit commissioning milestones and the actual progress
對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行賦值處理后,得出圖2。
圖2 機(jī)組T01-T06調(diào)試?yán)锍瘫瓿汕闆rFig.2 Completion of commissioning milestones of unit T01-T06
測量結(jié)果說明:
1)“華龍一號(hào)”機(jī)組在實(shí)際調(diào)試過程中,根據(jù)所在國監(jiān)管要求,對(duì)部分調(diào)試邏輯進(jìn)行了適時(shí)調(diào)整,因此實(shí)際完成曲線按里程碑序號(hào)出現(xiàn)部分先高后低的情況;
2)上述調(diào)整主要原因有當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件差,因此輔助電源調(diào)整為早開工早可用,故而中壓電源可用也提前;主控室可用涉及長周期供貨等原因,里程碑時(shí)間保持不變;主電源(廠外)可用調(diào)整至CFT開始之后方才完成;
3)針對(duì)以上結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)T01~T06里程碑工作中T2、T3和T4里程碑節(jié)點(diǎn)的工作完成偏差較大,需進(jìn)一步分析并采取針對(duì)性措施予以糾偏。
通過開展上述工作的,本研究形成了以下結(jié)論:
1)對(duì)“華龍一號(hào)”核電調(diào)試工作任務(wù)及工作量進(jìn)行分析分解,符合核電工程的實(shí)際,通過確定標(biāo)準(zhǔn)化的工程量有效清晰地展示出“華龍一號(hào)”核電調(diào)試整體工作內(nèi)容;
2)通過編制“華龍一號(hào)”核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)里程碑和核電調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度計(jì)劃,有效體現(xiàn)出核電調(diào)試進(jìn)度控制的骨骼、脈絡(luò)和體系,為進(jìn)一步搭建核電調(diào)試進(jìn)度測量體系奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);
3)通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行關(guān)鍵信息賦值,初步探索出適用于“華龍一號(hào)”核電調(diào)試的進(jìn)度測量方法,案例應(yīng)用表明可以有效全面地完成核電調(diào)試進(jìn)度測量工作,具有推廣應(yīng)用的適用性和特點(diǎn)。
本研究成果尚存在賦值及測量手段較為復(fù)雜,當(dāng)前情況下需要專人手工逐項(xiàng)輸入及計(jì)算,因此亟待進(jìn)一步提升測量軟件的自動(dòng)化和便捷性,以為項(xiàng)目管理決策者提供更加便捷和直觀的參考信息。