AP1000机组RCS移交前施工关键路径分析

李洪昌，曾　勋，邹　玮，刘孝恒

（三门核电有限公司，浙江　三门　317112）

AP1000机组RCS移交前施工关键路径分析

李洪昌，曾勋，邹玮，刘孝恒

（三门核电有限公司，浙江三门317112）

反应堆冷却剂系统（RCS）是核岛最关键的系统之一，RCS移交是AP1000核电机组建造过程中至关重要的一个里程碑节点，对后续调试工作的全面开展有着直接的影响，对整个项目的进度控制具有重要的意义。文章介绍了三门核电1号机组RCS移交前的施工关键路径，并分析了建安进度计划在执行过程中存在的主要问题及措施建议，指出了计划控制的重点，为今后AP1000机组建安进度计划管理提供借鉴经验。

AP1000；RCS；关键路径；进度计划

三门核电一期工程作为全球首个AP1000核电项目，没有可以参考的核电厂。在首堆设计变更频繁、大量图纸冻结，以及设备到货滞后的情况下，又要面对依托化项目复杂的项目管理关系、总承包方和施工单位AP1000机组建设经验不足等困难，项目整体进度控制面临着极大的挑战。本文利用关键路径法理论，提出了AP1000机组RCS移交前的关键路径，分析了关键路径工作推进过程中存在的主要问题，并提出了建议措施和计划控制的重点，为今后AP1000机组进度计划管理提供借鉴经验。

1　AP1000机组核岛一回路系统概述

A P1000机组核岛一回路系统主要包括反应堆冷却剂系统（R C S）和反应堆本体系统（RXS），由两个热交换环路组成，每个环路分别以反应堆压力容器为中心，通过主管道（两根冷段、一根热段）与一台蒸汽发生器、两台主泵及稳压器、阀门等连接。其中，RCS由稳压器、波动管、稳压器喷淋管线和安全阀、主泵、蒸汽发生器、主管道、稳压器和蒸汽发生器的支撑结构及相应的管线、排气装置、仪表和阀门组成。

作为核岛最关键的系统之一，RCS移交对后续冷态试验以及热态试验等里程碑节点，有着直接的影响，进而影响核电厂调试工作的全面开始。因此，RCS移交是AP1000核电机组建造过程中，至关重要的一个里程碑节点，对项目的整体进度控制具有非常重要的意义。

2　关键路径法简介

关键路径法由雷明顿-兰德公司的J·E·克里和杜邦公司的M·R·沃克里在1957年提出的，其基本工作原理是为每个任务单位计算工期，定义最早开始和结束日期、最迟开始和结束日期，按照活动的关系形成顺序网络逻辑图，找出必需的最长路径即为关键路径。最早时间和最迟时间的差额称为浮动时间，浮动时间最小的工作通常称为关键工作。

关键路径法在项目分析时的重点就是确定关键路径，因为它决定了项目完成的最短时间。确定项目中的关键工作，以保证实施过程中能重点关注和跟踪，保证项目按期完成。在关键路径上，任何活动的推迟都将导致整个项目推迟。

3　三门核电1号机组RCS移交前施工关键路径

由于关键路径的工期决定整个核电项目的工期长短，因此在项目进度计划管理过程中，必须梳理清楚工程项目的关键路径和次关键路径。根据设计方WEC发布的图纸和主设备安装导则中明确的安装先决条件，利用关键路径法得出三门核电1号机组RCS移交前施工关键路径。

可以看出，AP1000机组RCS移交前的施工关键路径为：主管道A环路移入—SG端焊接至100%—SG中下部水平支撑安装—临时支撑拆除—脚手架拆除—临时楼板、MH17组装、适配器安装以及模拟试验—主泵安装—SG A腔室大宗材料安装—RCS移交。

1）次关键路径之一：主管道A环路移入—SG端焊接至100%—SG中下部水平支撑安装—S G临时支撑拆除—稳压器上部环梁及支撑安装—波动管及余排管焊接—稳压器腔室大宗材料安装—RCS移交。

2）次关键路径之二：主管道A环路移入—主管道压力容器（RV）端焊接至100%（CV顶封头就位—环吊可用）—RV腔室屋顶钢结构模块（CA31）安装—密封圈MY30焊接—堆内构件（RVI）试组装完成—RCS移交。

4　关键路径执行过程中面临的挑战以及建议采取的措施

在核电项目建设过程中，受设计变更、设备到货滞后以及施工人力、物力的投入等各种不确定的因素影响，项目的关键路径随着工程进展可能会随时出现变化，原来次关键路径在进度滞后严重的情况下，也可能转化为关键路径，甚至出现几条路径都有转化为关键路径的可能。堆内构件试组装和稳压器安装、波动管焊接，这两条路径作为次关键路径，在计划实际执行过程中很可能转化为关键路径，也是非常重要的路径。三门核电1号机组作为AP1000首堆建造，在进度计划执行过程中遇到以下挑战。

4.1现场设计问题解决速度缓慢

（1）问题描述

由于图纸开口项和设计暂停项过多、设计变更频繁、设计错误多，导致现场不断出现设计问题，需要设计方澄清或给出解决建议。目前，现场设计问题仍处于较高水平，西屋公司及其海外设计团队（offshore）解决现场设计问题的速度比较慢。

（2）应对措施

由业主牵头建立设计问题周协调会议制度。会议由业主项目控制处主持，外方（西屋联队）现场设计团队、SPMO项控和设计部门、国核PEG（采购设计支持部）、五建公司和二二建公司设计部门、业主各相关部门等参加，每周定期举行。会议议题为：现场建安施工过程中遇到的直接影响施工的各类设计问题，相关责任方给出答复或承诺解决时间，同时把设计变更文件按照厂房区域分清楚，急需解决的问题要区分出来先解决，以最大限度地减少设计变更对现场施工进度影响。会议以“清单式”滚动盘点，当周解决不了的，滚动到下一周，直至问题彻底解决。

4.2稳压器支撑设计变更问题

（1）问题描述

2013年4月9日，西屋联队对稳压器下部支撑预埋件设计进行了修改（属于设计错误）。4月23日，国家核安全局华东监督站发布了对三门核电1、2号机组稳压器腔室施工的停工令。现场评估该设计变更对稳压器腔室安装工作将带来5个月以上的影响，直接导致后续稳压器支撑安装、稳压器上部自动卸压释放阀组模块（Q601）安装以及波动管焊接工作成为项目当前的关键路径之一。

（2）应对措施

将3个孔的拉拔试验与稳压器基础返修并行开始。目前，国家核安全局同意特许申请并释放了停工令，该施工逻辑调整使得稳压器这条路径延误减少了约1.5个月，否则稳压器返修工作可能为RCS移交的关键路径工作。

另外，稳压器环梁及上部支撑安装与稳压器返修工作并行开始，这样使得稳压器这条路径延误减少了1个月。实际稳压器基础返修工作于2014年1月6日返修完成。

4.3蒸汽发生器水平支撑设计变更

（1）问题描述

由于西屋公司设计错误造成蒸汽发生器上、中、下部支撑均需变更。WEC于2013年7月19日发布设计变更文件，并提供材质信息。国家核安全局华东监督站于7月23日发布停工令，暂停了现场SG支撑的安装工作。经JPMO反馈，返修所需高强度螺栓供货周期为4.5个月，托架的加强筋板供货周期为3.5个月，返修需7天可以完成。该设计变更将会影响主泵到货后即开始安装的进度目标，进而影响RCS移交。

（2）应对措施

1）业主积极协调西屋公司加快发布正式DCP文件，并上报国家核安全局。业主组织国核工程、西屋联队积极准备申请材料，答复核安全局的问题，争取尽快开始返修工作的实施，尽量减小该变更对关键路径上施工活动的影响。

2）建议用临时螺栓替换供货周期较长的高强度螺栓，先完成SG下部水平支撑的安装工作，具体临时螺栓替代方案需要WEC批准和国家核安全局同意。采取先安装临时螺栓的方案，降低SG支撑设计变更对主泵安装以及稳压器相关施工的影响。根据目前信息，高强度螺栓到货时间比加强筋板到货时间晚41天。因此，如果采取临时螺栓安装措施，将减少对RCS移交41天的延误影响，也可以避免稳压器安装及波动管焊接这条路径成为RCS移交的关键路径。

4.4压力容器导向螺栓支撑块与堆腔密封圈MY30干涉问题

（1）问题描述

由于反应堆压力容器导向螺栓支撑块与堆腔密封圈出现干涉（属于设计错误），西屋联队需要对堆腔密封圈进行重新设计，直接影响RCS移交里程碑节点目标至少2个月以上。

（2）应对措施

1）督促承包商尽快启动密封圈材料采购工作，目前，JPMO已委托山东模块厂重新制造，制造周期预计2个月。

2）建议压力容器腔室密封圈（MY30）缓装，在堆内构件试组装期间穿插焊接完成，即取消MY30焊接完成与堆内构件试组装的“完成-开始”（FS）逻辑关系。该措施使堆内构件这条路径减少2.5个月（制造周期以及现场焊接工期）的延误影响。

4.5主泵叶轮质量问题导致主泵返修

（1）问题描述

海阳核电项目主泵叶轮发现碎片破损缺陷，西屋公司和主泵厂家（EMD）决定将海阳核电1号机组主泵叶轮由之前Wollaston供货，改为其他分包商的叶轮，并计划对安装了新叶轮的主泵重新进行产品试验。三门核电1号机组4台主泵已运抵现场的主泵叶轮全部为Wollaston供货，同样需要返厂更换叶轮，并重新进行产品试验。该问题影响了三门核电1号机组主关键路径工作4个月以上。

（2）应对措施

1）三门业主强烈要求西屋公司将三门核电1号机组已运抵现场的主泵，运回美国更换叶轮，并重新进行产品试验。这一举措虽然给项目的进度带来了很大的损害，但为项目建成后的安全高效运行排除了重大风险。积极协调并督促西屋公司、EMD、国核工程积极与国家核安全局沟通，以支持主泵如期发运。

2）使用两台主泵专用小车安装主泵。根据三门核电一期工程1号机组当前施工经验评估，一台主泵需要45天的安装工期（首台主泵到货开箱检查以及吊装准备需要7天）。基于三门核电1号机组前两台主泵2013年8月14日已发运（之后又返回），将两台主泵专用安装小车与一台小车对两个SG腔室的主泵安装进度对比分析得出，使用两台专用小车比一台专用小车安装主泵工期将会节省90天。

而在正常情况下，4台主泵同时到达现场，采取两台主泵安装专用小车安装主泵的进度优势将会更加明显，否则两个腔室主泵安装耗时过长，使得项目的关键路径工期延长，即项目总工期延长。总之，在后续机组建设过程中，无论是像三门核电1号机组前两台主泵先到货，还是在正常情况下4台主泵同时到货，只要前两台主泵集中到货，使用两台主泵专用小车安装主泵都会大大缩短两个SG腔室的主泵安装总工期，在进度上优势明显。在主泵因叶片质量问题而返修的情况下，采取使用两台小车安装主泵的方案，相比原来使用一台安装小车的方案，可以使RCS移交提前约3个月，减少了因为主泵返修的进度延误的影响。

总之，在项目工程管理中加强监督、主动协调、全面主导的工程推进思路指引下，三门核电项目面临以上多个方面的挑战，积极采取稳压器基础3个试验孔与返修工作并行施工、购买第二台主泵安装小车、SG支撑返修采用临时螺栓等一系列有效措施，使得RCS移交延误减少了131天，大大减缓了项目整体进度延误的趋势。

5　结束语

RCS移交是AP1000机组建造过程中，至关重要的一个里程碑节点，对于整个项目的施工进度控制都具有非常重要的意义。三门核电一期工程建设在面临诸多不利因素情况下，业主单位采取一系列有效措施，使得RCS移交延误减少了131天，大大减缓了项目整体进度延误的趋势。

从进度计划角度来讲，在后续机组建设中，我们应该做好以下工作：

1）加强设计方管控，按时提交并固化设计文件，加快设计变更处理流程，提高设计变更处理效率。在保证施工安全和质量的前提下，尽可能减少设计变更带来的不利影响。

2）一回路主设备安装进度处于整个核电项目的关键路径，决定整个项目工期的长短。因此要吸收已有的建设经验，合理调整施工逻辑，优化工期。同时重点监控主设备安装进度，这是计划管理的重中之重。

3）从计划控制角度而言，对RCS移交前的施工关键路径上的关键活动进行严格控制、对存在的主要问题进行提前分析和预警、对后续工作重点进行落实、密切跟踪和及时反馈。特别是压力容器安装、环吊可用、主管道与压力容器和蒸汽发生器焊接、蒸汽发生器支撑安装、4台主泵安装、堆内构件试组装、稳压器安装及波动管焊接等关键施工活动。

作为全球首台AP1000机组，三门核电1号机组RCS移交前施工活动繁多，环环相扣，而且施工作业量大，施工进度紧张，存在一定的进度风险；经过首台机组建设经验的积累，相信后续机组在上游条件及施工的熟练程度上，将得到大大改善，施工工期预计也会略有压缩的空间。

［1］ 三 门核电一期工程二级进度计划和三级进度计划［R］.（The second- and third-stage schedule plans for Sanmen NPP Phase I ［R］.）

［2］ 三门核电有限公司程序《工程进度控制大纲》（2版）［R］.（The Schedule Control Program for Sanmen Nuclear Power Co.， Ltd. （the second edition）［R］.）

［3］ 魏俊明，刘琼，孙坤. 第三代压水堆核电机组AP1000的模块化施工分析［J］. 电力建设，2008，9.（WEI Jun-ming， LIU Qiong， SUN Kun. Analysis for modular construction of the third generation PWR nuclear power plant AP1000 ［J］. Electric Power Construction， 2008， 9.）

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［5］ 石亮民，马立民，范凯. 核电工程建设进度控制的关键路径分析［J］. 核动力工程，2005，26（5）.（SHI Liang-min， MA Li-min， FAN Kai. Analysis for the critical path of schedule control for nuclear power project construction ［J］. Nuclear Power Engineering， 2005， 26（5）.）

The Analysis of the Critical Construction Path Prior to Turning over of Reactor Coolant System in AP1000 Plant

LI Hong-chang，ZENG Xun，ZOU Wei，LIU Xiao-heng
（Sanmen Nuclear Power Co.，Ltd.，Sanmen of Zhejiang Prov. 317112，China）

As the most critical system of nuclear island， the turning over of reactor coolant system is a critical milestone in the construction of AP1000 nuclear power plant， which has a direct impact on the full operation of the follow-up system commissioning， and is even important for the whole project construction schedule control. This paper introduces the critical construction path prior to the turning over of RCS in Sanmen 1， analyzes the main problems existing in implementation of the construction schedule and proposals on solving measures， puts forward important points of the construction schedule control， and provides guidance and reference for AP1000 construction schedule management.

AP1000；RCS；critical path；schedule

TM623Article character：AArticle ID：1674-1617（2015）01-0084-05

TM623

A

1674-1617（2015）01-0084-05

2014-12-28

李洪昌（1984—），男，工程师，现工作于三门核电有限公司。