徐大鐳

(中國中原對外工程有限公司，北京 100044)

1 概述

1.1 研究背景

“華龍一號”是在我國30余年核電科研、設計、制造、建設和運行經驗的基礎上，通過充分吸取福島核事故經驗反饋，根據全球最新安全要求自主研發(fā)的，具有完整自主知識產權的先進百萬千瓦級壓水堆三代核電技術。

按照國際慣例和工程實際，核電工程一般分為設計(含前期)、采購、建造(土建和安裝)及調試四大領域。核電機組調試具有以下兩項特點：

1)工期長、接口多、風險大、工作量密集、技術難度高，工作內容、工作方法等與設計采購建造等環(huán)節(jié)迥異，調試質量的優(yōu)劣，直接決定了核電廠整個壽期的運行質量、經濟收益和社會效益；

2)核電調試作為核電工程建設的收官環(huán)節(jié)，始終要肩負核電項目“絕對工期”“后墻不倒”的重擔，其進度管控的壓力巨大。

“華龍一號”作為我國自主三代核電技術，在調試領域的上述兩項特點更為突出。本研究旨在探索建立“華龍一號”核電調試進度測量體系，提高“華龍一號”調試進度、成本、質量管控水平，補充完善“華龍一號”技術標準化體系。

1.2 研究內容

本文主要研究內容如下：

1)分析分解及確定“華龍一號”核電調試過程與工作量；

2)編制“華龍一號”核電調試標準里程碑和核電調試標準進度計劃；

3)建立核電調試進度測量體系；

4)工程項目中模擬驗證。

2 “華龍一號”核電調試工作概述、過程分解及工作量統(tǒng)計

本節(jié)將對“華龍一號”核電調試過程和核電調試任務進行工作量分析，建立與調試標準進度計劃的匹配和對接關系。

2.1 “華龍一號”核電調試過程分解

“華龍一號”核電機組調試的過程和工作內容較為復雜。根據《核電廠調試程序》(HAD103-02)的相關要求，必須安全、合理、循序漸進地開展核電調試工作，依次完成A階段試驗(預運行試驗)、B階段試驗(首次裝料，初始臨界和低功率試驗)和C階段試驗(功率試驗),如表1所示。

表1 “華龍一號”核電調試階段劃分Table 1 Division of commissioning stages of HPR1000

“華龍一號”核電調試進度測量體系的創(chuàng)建就是對核電調試工作內容按層次按板塊等細化分解，將分解的元素測算工作量及分析確定邏輯關系，繼而輸入到“華龍一號”標準化核電調試進度計劃中，同步結合標準核電調試里程碑，并進行優(yōu)化的過程。在進行工作量分解的時候，結合核電調試的慣例，按照核電調試專業(yè)分工逐層逐級進行，專業(yè)內按照工作類別進行劃分。

2.2 “華龍一號”核電調試工作概述

“華龍一號”核電調試工作主要分為調試準備和調試實施兩大部分，其他包括調試配合、調試支持等工作。

通常情況下“人工日”可以綜合定量反映出“華龍一號”核電調試試驗項目從調試準備，到調試實施，再到調試報告或試驗結果快速分析單編制，及其他相關配套工作所需投入的人工日數。調試試驗中的“人工日”是按“華龍一號”核電系統(tǒng)試驗數量測算的完成單機組調試工作所需的人工日。

2.3 “華龍一號”分系統(tǒng)試驗

“華龍一號”分系統(tǒng)試驗主要有(子)系統(tǒng)由安裝向調試移交、(子)系統(tǒng)調試隔離與掛牌、(子)系統(tǒng)內設備基礎功能驗證等工作內容。

2.3.1 “華龍一號”核島分系統(tǒng)試驗

核島分系統(tǒng)試驗主要包括核島20個主輔系統(tǒng)的82項調試試驗，涵蓋反應堆冷卻劑系統(tǒng)、化學溶劑控制系統(tǒng)、余熱排出系統(tǒng)等核主輔系統(tǒng)初步試驗。

2.3.2 “華龍一號”常規(guī)島及BOP分系統(tǒng)試驗

常規(guī)島及BOP分系統(tǒng)試驗主要包括CI/BOP的38個系統(tǒng)的44項分系統(tǒng)調試試驗，涵蓋了通風系統(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。

2.3.3 “華龍一號”電氣分系統(tǒng)試驗

電氣分系統(tǒng)試驗主要包括34個電氣系統(tǒng)的39項分系統(tǒng)調試試驗，涵蓋了低壓電氣、中壓電氣、直流電氣、應急柴油發(fā)電機等系統(tǒng)。

2.3.4 “華龍一號”儀控分系統(tǒng)試驗

儀控分系統(tǒng)試驗主要包括15個儀控系統(tǒng)的30項分系統(tǒng)調試試驗，涵蓋了專用儀控、三廢儀控、汽機儀控等系統(tǒng)。

2.4 “華龍一號”整體試驗

系統(tǒng)整體試驗主要內容是對系統(tǒng)內整體性能驗證，或者對存在實體連接及性能邏輯聯(lián)鎖的兩個或多個(子)系統(tǒng)進行初步或局部聯(lián)動性能驗證。

2.4.1 “華龍一號”核島系統(tǒng)整體試驗

核島系統(tǒng)整體試驗主要包括20個主輔系統(tǒng)的51項系統(tǒng)整體試驗，涵蓋應急柴油發(fā)電機系統(tǒng)驗收試驗、專設安全系統(tǒng)功能驗證等試驗。

2.4.2 “華龍一號”常規(guī)島及BOP系統(tǒng)整體試驗

常規(guī)島及BOP(CI/BOP)系統(tǒng)整體試驗主要包括38個系統(tǒng)的131項系統(tǒng)整體試驗，涵蓋通風冷凍系統(tǒng)性能驗收試驗、常規(guī)島給水系統(tǒng)功能驗證等試驗。

2.4.3 “華龍一號”電氣系統(tǒng)整體試驗

電氣系統(tǒng)整體試驗主要包括34個電氣系統(tǒng)的40項系統(tǒng)整體試驗，涵蓋主要電源系統(tǒng)的驗收試驗、輔助電源和主電源的整組啟動等試驗。

2.4.4 “華龍一號”儀控系統(tǒng)整體試驗

儀控系統(tǒng)整體試驗主要包括16個儀控系統(tǒng)的21項分系統(tǒng)調試試驗，涵蓋反應堆控制系統(tǒng)調節(jié)性能試驗、DCS系統(tǒng)性能驗證等試驗。

2.5 “華龍一號”綜合試驗

“華龍一號”核電調試綜合試驗主要包括從該機組CFT開始至該機組臨時驗收完成期間的機組性能試驗及綜合試驗。主要包括核蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)(NSSS)冷態(tài)性能試驗，機組熱態(tài)性能試驗，機組首次裝填核燃料，首次達臨界前熱態(tài)試驗，機組首次達臨界及熱功率提升至50%FP試驗，反應堆功率逐步由50%FP提升到滿功率試驗，汽輪發(fā)電機組首次核蒸汽沖轉試驗，機組首次并網試驗，汽輪發(fā)電機組帶負荷試驗，24 h連續(xù)變負荷運行試驗和168 h滿功率連續(xù)穩(wěn)定運行驗收試驗等。

2.6“華龍一號”核電調試工作量統(tǒng)計

經過以上分系統(tǒng)試驗、系統(tǒng)整體試驗和綜合試驗等分項分析，分別統(tǒng)計得出各部分工作量。匯總結果從略。

3 “華龍一號”標準化核電調試進度測量體系建立

基于對“華龍一號”核電調試標準工作內容和工作量的分析、分解與整合，結合標準化核電調試里程碑、標準化核電調試進度計劃，研究建立核電調試進度測量體系。

3.1“華龍一號”標準調試里程碑確定

“華龍一號”核電調試標準里程碑確定為21個，如表2所示。

表2 “華龍一號”核電調試標準里程碑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間(FCD+月)所屬階段定義及實現(xiàn)標準T18發(fā)電機首次并網FCD+59B3發(fā)電機首次接入電網,向電網輸出電能,以同期用斷路器合閘穩(wěn)定為準T19反應堆熱功率達50%FPFCD+61C1低功率試驗完成,反應堆熱功率首次提升至50%FPT20反應堆熱功率達100%FPFCD+61.5C2反應堆熱功率首次提升至100%FPT21性能試驗完成FCD+62C2核電廠所有(作為前提條件的)調試項目和工作完成后進行的168 h連續(xù)滿功率考核運行試驗。以168 h連續(xù)運行試驗結束為完成

3.2 華龍一號”核電調試標準進度計劃制定

依據3.1節(jié)確定的“華龍一號”核電調試標準里程碑，以及標準調試任務工作分解，結合設計文件、工程經驗等制定了“華龍一號”核電調試標準進度計劃，以確定各HST和HCP所屬里程碑或階段。

核電調試里程碑和調試階段，預運行試驗階段工作，首次裝料、初始臨界和低功率試驗階段工作，功率試驗階段工作等。作業(yè)日歷按7×24 h工作制排布。

3.3 確定“華龍一號”標準調試工作累計完成情況和標準曲線

從標準計劃中提取出以上各項關鍵數據，經數據處理，得到“華龍一號”標準化調試工作里程碑情況統(tǒng)計表和累計完成率折線圖，見圖1。

圖1 “華龍一號”標準化調試工作累計完成率曲線Fig.1 The cumulative completion rate curve of the standardized commissioning of HPR1000

4 工程應用

依據上述建立的“華龍一號”標準化核電調試進度測量體系，在“華龍一號”海外首堆機組調試管理中開展了試驗性應用工作，以期驗證進度測量體系有效性和可用性。

4.1 調試進度測量體系在機組調試工作中的應用

體系的實際效果需要經過具體工程的實踐檢查，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，介紹機組調試進度測量過程。表3中列出了機組核電調試里程碑的原計劃時間及實際完成時間，同時結合相關調試任務工作量的完成情況在“華龍一號”核電調試進度測量體系中進行微觀測量。

表3 機組調試里程碑及實際進展Table 3 Unit commissioning milestones and the actual progress

4.2 進行模擬測量

對相關數據進行賦值處理后，得出圖2。

圖2 機組T01-T06調試里程碑完成情況Fig.2 Completion of commissioning milestones of unit T01-T06

測量結果說明：

1)“華龍一號”機組在實際調試過程中，根據所在國監(jiān)管要求，對部分調試邏輯進行了適時調整，因此實際完成曲線按里程碑序號出現(xiàn)部分先高后低的情況；

2)上述調整主要原因有當地電網條件差，因此輔助電源調整為早開工早可用，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，里程碑時間保持不變；主電源(廠外)可用調整至CFT開始之后方才完成；

3)針對以上結果，可以發(fā)現(xiàn)T01～T06里程碑工作中T2、T3和T4里程碑節(jié)點的工作完成偏差較大，需進一步分析并采取針對性措施予以糾偏。

5 結論

通過開展上述工作的，本研究形成了以下結論：

1)對“華龍一號”核電調試工作任務及工作量進行分析分解，符合核電工程的實際，通過確定標準化的工程量有效清晰地展示出“華龍一號”核電調試整體工作內容；

2)通過編制“華龍一號”核電調試標準里程碑和核電調試標準進度計劃，有效體現(xiàn)出核電調試進度控制的骨骼、脈絡和體系，為進一步搭建核電調試進度測量體系奠定堅實基礎；

3)通過對標準進度計劃進行關鍵信息賦值，初步探索出適用于“華龍一號”核電調試的進度測量方法，案例應用表明可以有效全面地完成核電調試進度測量工作，具有推廣應用的適用性和特點。

本研究成果尚存在賦值及測量手段較為復雜，當前情況下需要專人手工逐項輸入及計算，因此亟待進一步提升測量軟件的自動化和便捷性，以為項目管理決策者提供更加便捷和直觀的參考信息。