“华龙一号”海外首堆装卸料机设计审查

黄琦+熊伟+刘海峰+陈闽烽

【摘 要】本文通过对ACP1000（即华龙一号）装卸料机控制系统的设计审查及衍生问题，阐述了设计审查对设计质量及采购成本的两头延伸作用，充分体现出设计审查在项目管理三大控制中的重要地位。

【关键词】ACP1000；海外首堆；装卸料机；控制系统；设计审查

0 概述

ACP1000（即华龙一号）是中国具有自主知识产权的第三代核电堆型，随着其国内示范电站落户福清5/6号机组并在2015年5月7日正式开建，ACP1000海外首堆工程（以下简称K-2/K-3项目）也在2015年8月20日开始建设；而K-2/K-3项目有别于国内核电站，它具有多重特珠性，其中最突出的就是出口目的国在国际上具有政治、商业敏感性，项目设备属“转出口受限”，使得其设备必须实现具有完全知识产权的中国设计与制造。

设计审查是设计管理中极其重要的环节，也是总包公司设计管理部门工作重点；本文以ACP1000海外首堆项目装卸料机控制系统为实例，对设计审查工作展开两头延伸，阐述设计审查对设计质量的纲领性指导、对采购成本及采购技术支持（PES-procurementengineeringsupport）的支撑作用，充分体现出设计审查在项目管理三大控制中的重要作用。

装卸料机是核电站核燃料操作与贮存系统关键设备之一，它承担着核燃料抓取、提升、旋转、运行功能，具有自动定位、报警、显示等特点，它能沿X、Y、Z三坐标方向运动，以及在反应堆堆腔内作0°～270°范围的旋转运动，以完成装卸和转运核燃料组件的任务；国内核电设备制造商在近20年的发展中，对装卸料机控制系统的自主设计、制造、调试水平均有了长足进步。

1 设计审查

按现代工程项目管理理论，项目控制是“龙头”，项目设计是“灵魂”，是工程建设的关键；项目设计不仅是决定核电厂质量与安全的基础，也是决定工程项目进度与投资的基础，总包商对整个工程项目的设计管控是项目成败的重要因素。

设计审查就是要消除潜在中的“设计危险因素”，这是三哩岛、切尔诺贝利、福岛核事故告诫人们的基本结论。

设计管理不仅是设计院的责任，作为总包商，也必须把以设计院为中心环节的设计审查纳入自己的管理活动。

1.1 对设计合同审查

K-2/K-3项目中装卸料机设备被归类于“核安全相关”非标设备；按照一般设计原则，设计院应将非标设备施工图纳入它的设计工作范围，也即设计院应完整地将该非标设备施工图纸提交给总包商，以利总包商在设备采购中充分知晓技术，在商务及技术谈判中占据主动，这在总包商以往承担的海外核电恰希玛（Charshma）项目中可见一斑。

但在K-2/K-3项目设计总承包合同中却将装卸料机施工图设计一拆为二，经查《K项目二号/三号机组设计与技术服务总承包合同》附件二之附表2中设计院负责设备设计的设备清单（No.71---No.75）中，没有包含装卸料机控制系统施工图，只提供技术规格书；这样就给该设备采购埋下了诸多不确定因素，经分析，其造成的最大不利后果就是设计院将谋求继续中标装卸料机控制系统的施工设计，以致在采购商务谈判中给总包商造成很大障碍，实际上也给该设备成本控制造成很大压力；究其原因，还是由于总包商在设计合同谈判时对技术谈判、技术资料的研读不专业、工作不深入、不仔细造成的。

1.2 对设计文件审查

在审查K-2/K-3项目《装卸料机技术规格书》（0712G6005）时发现，该控制系统中没有设置提升方向断火限位开关，而只是设置了一般的行程开关；这将造成在提升机构保护限位开关失灵情况下，极易发生冲顶事故；而且按照特种设备（吊车）设计原则及既有设计经验，在提升方向上一般都设置断火限位开关；对此，我们对设计院发出了设计审查意见单（2014-KX-DS-44-DRR-0005），但设计院在答复单中却不予认可；为此，经过了解我们知晓，方家山核电项目、海南昌江核电项目的装卸料机均是由同一家设计院采用同样设计思路完成的；于是我们对方家山项目该设备控制系统图纸进行了仔细研读，从中发现，除了上述断火限位开关的设置缺陷外，还存在着其他重大设计安全隐患，主要表现为：

第一，设计者不理解断火限位开关的作用（可直接断开驱动电源，触头上直接通断三相动力电源），错误地认为一般限位开关（只用于控制回路）即是断火限位开关。

第二，没有考虑在一般限位开关失效与PLC（可编程序控制器）故障同时发生时的逻辑控制后果。

第三，设计理念错误，把PLC逻辑计算的结果当成事故控制信号，即把一般限位开关信号作为PLC输入信号，运算后，经PLC的输出去驱动相关继电器，用该继电器再去断开直流控制器的主电源，这在设计上是完全错误的，也是对设备安全控制的认知偏差。

我们认为：

1）如果限位开关失效；2）如果PLC运算错误；3）如果PLC故障失效。

将发生PLC输出错误，也就无法正确励磁相关继电器，从而去断开直流控制器电源，此时，可能发生提升机构冲顶事故，这将造成严重的设备事故，可能引发燃料组件直接撞击或者跌落的严重事故，这在以往同类设备调试中发生过类似事故。

第四，比较同类设计，在美国第三代核电中国化CAP1000标准化设计、CAP1400设计中，国内另一设计院对装卸料机提升机构均设置了断火限位开关，而没有参照美国AP1000原始制造商的设计图纸；因为从大量应用实践经验来判断，断火限位开关动作可靠率要比一般行程开关显著提高。

根据以上四点我们可以判断，该设计院将在K-2/K-3项目上沿用方家山项目、海南昌江项目的设计理念与图纸，这是非常危险的潜在因素；为此，我们与设计院进行了三次技术沟通，指出其设计中的严重隐患，最终在具体的图纸分析面前，设计者接受了我们的意见，表示将在K-2/K-3项目设计中进行改正。

2 对采购技术路线审查与建议

装卸料机设备是普遍应用于核电站的一项重要设备，法国核电巨头阿海珐公司开发的M310系列核电机组一直把装卸料机列为“与核安全相关设备”等级，国内制造商经过20多年的研发，在设计、制造技术方面有了长足的进步，尤其是引入AP1000堆型后，美国制造商的介入也大大提升了国产化制造能力，所以目前在国内至少有三至四家专业起重运输设备制造商能承担该项设备的制造，其中也包括控制系统的设计、制造。

但在K-2/K-3项目中，由于设计分包商的原因，致使总包商遇到了很大的采购障碍，其中一项障碍就是设计分包商希望进行反承包，把原本应该在设计合同中承担的工作还需总包商再付其设计费进行承包，这样致使采购费用高昂；我们了解该因素后，与采购部门进行了沟通，分析了各潜在制造商的技术长短，建议采购部门扩大视野，进行比选，降低造价；最终，由于原潜在制造商发生了核设备牌照被暂停原因，故决定采用邀标方式重新选定制造商，从而较顺利地克服了障碍，降低了设备造价。

3 设计审查对采购的技术支持（PES）

事实上，设计审查对设备采购的技术支持是一项极其重要的工作，美国西屋公司在AP1000项目上创导的PES（采购技术支持）模式，我们认为是一个很好的项目管理模式，作为一家EPC总包公司，除了设计工作可以采用设计分包外，采购技术支持是其一项重要工作，也是其降低工程成本、提高市场竞争力的立身之地，如果没有真正的核心技术做支撑，EPC公司也就成了无源之本。

综上可以看出，设计审查在设计管理中的地位及其重要，它不仅对项目管理中的质量控制、成本控制极为重要，也是对采购技术支持的一个有效手段，总包商的设计管理者应该站在高于设计院的立场与水平来审查技术，而不是目前常见的只做设计院二传手的角色；设计审查既包括技术本身的审查，也包括对设计合同、采购技术路线、采购技术成本的审查。

4 结论

综上，通过对ACP1000（华龙一号）海外首堆项目装卸料机技术规格书审查，其衍生出的一些问题给我们以很大警示与启发，我们认为以下三点极为重要：

1）总包商的设计审查是必须的；

2）设计审查必须通过技术专家进行；

3）设计审查及技术专家对采购技术支持的作用具有不可替代性。

【参考文献】

[1]程平东，孙汉虹.核电工程项目管理[M].2版.北京：中国电力出版社，2012.

[责任编辑：杨玉洁]