核电厂AC 厂房主泵维修区设计不足及优化

潘 宏

（中核国电漳州能源有限公司，福建漳州 363300）

0 引言

随着我国核电上网电价逐步市场化，核电厂面临越来越大的成本控制压力，对涉及工程投资较多的核电厂房子项投资控制要求也越来越高。核电厂放射性机修及去污（AC）厂房属于生产服务类厂房，主要用于放射性沾污设备、部件及工具去污、清洗、维修及临时存放。相比其他服务厂房，该厂房面积较大，工艺设计要求高，配套设备及设施多，工程投资占用较多。在投资控制要求越来越高的背景下，电站AC 厂房设计相比同行变化较大。工程总包设计人员不熟悉核电现场维修需求，AC 厂房主泵维修区的设计过程中出现设计不足之处，主要是主泵电机拆卸坑偏少、主泵电机空载试验坑缺少、吊车配置不满足主泵电机翻转需要。为将AC 厂房投资费用控制在较低水平，满足主泵在AC 厂房内的维修需要，维修人员深度参与AC 厂房子项设计过程，审查设计方案是否满足维修需要，在设计窗口及时推动设计单位优化设计方案。

1 核电厂AC 厂房简介

核电厂AC 厂房属于生产服务类厂房，地上一层，部分地下一层和地上两层，厂房占地面积76 m×78 m，全厂6 台机组共用。主要用于核电厂内放射性沾污设备或部件去污、清洗、维修及临时存放，为核岛的主泵等主要设备、整体螺栓拉伸机等专用工具提供存放场地。主要设计功能有：

（1）核岛放射性沾污设备和部件去污、维修和临时储存。

（2）压力容器役前和在役检查专用工具校验标定、维护和存放。

（3）核岛主要设备及专用工具专门（主泵、螺栓拉伸机、阻尼器等）维修、试验和存放。

（4）主泵及电机的役前拼装。

（5）主泵电机空载试验。

（6）在役检查项目及实验样品制取。

2 AC 厂房主泵维修区设计不足

主泵维修区主要在地上一层，部分地下一层，占地面积37.5 m×78 m。主泵维修区上空+13.3 m 层配备一台承载能力为80 t 并带有一个20 t 副钩的桥式吊车，主要用于主泵电机等大型设备的吊运。该区域除螺栓拉伸机的存放外，应满足的主要功能有：主泵及电机的役前拼装；主泵及电机维修和存放；主泵电机空载试验。

维修人员在审查AC 厂房设计方案过程中，发现主泵维修区的主泵电机拆卸坑偏少、主泵电机空载试验坑缺少、吊车配置不满足主泵电机翻转要求等设计不足。

2.1 主泵电机拆卸坑偏少

主泵电机拆卸坑设计有2 个、偏少，只能维修或放置2 台主泵电机。

该拆卸坑需满足6 个机组主泵电机的维修。根据主泵电机拆卸坑实际使用需求经验，6 台机组全部运行期间，两台机组同时大修的可能性非常大，平均每次大修至少会有2 台主泵电机维修，为避免影响大修工期，至少需要设置4 个主泵电机拆卸坑以满足主泵电机维修及存放和主泵转子配合脚手架的立式组装及存放。另外，一种型号主泵电机一般设置2 个电机拆卸坑，6台机组公开招标很可能采用不同型号主泵，如采用不同型号主泵，可以对其中2 个进行适应性改造；平时富余主泵电机拆卸坑也可以用于存放及维修主泵备用电机。

同行反馈主泵及电机在AC 厂房主泵维修区的役前组装使用到全部3 个拆卸坑，便于主泵电机的组装和组装后存放以及辅以脚手架进行主泵转子的组装及存放。同行4 机组或6 机组电站一般设置3 或4 个电机拆卸坑。

出现该不足的主要原因是设计人员认为6 台机组仅采用一种堆型，设置2 个电机拆卸坑可满足要求。未考虑多机组高峰期使用需求及采用不同型号主泵情况。另外，设计人员面临成本控制压力，尽量简化设计和少配备设备及设施。

2.2 主泵电机空载试验坑缺少

主泵电机空载试验坑未设计，无法在AC 厂房内进行主泵电机空载试验。

主泵电机空载试验坑用于在每次解体维修后都需要进行的维修后的空载试验，6 台机组全部运行期间，每次大修至少会有2 台主泵电机解体维修，使用频率很高。前期用于主泵电机役前拼装完成后的空载试验。还可用于备用主泵电机的定期试验检查及投用前试验检查。电站与厂家相距遥远，运回厂家试验大修工期不允许，运输风险大，成本也偏高。运回厂家试验不可取，应在AC 厂房内补充设计主泵电机试验坑。

根据某同行电站反馈，由于没有电机试验坑，尽管其距离上海电机厂家较近，每次解体后运回厂家进行试验也非常麻烦；参考电站设置有2 个主泵电机试验坑。

出现该不足的主要原因是设计人员面临成本控制压力，尽量简化设计和少配备设备及设施。另外，设计人员意见回复函件中认为，电机试验等工作应该在电机供应商厂家进行，可见设计人员对主泵电机维修及试验需求不了解，也未考虑电站与主泵电机厂家相距遥远。

2.3 吊车配置不满足主泵电机翻转要求

AC 厂房主泵维修区仅配备1 台80 t/20 t 吊车，且主钩、副钩不能同时使用，无法满足主泵电机整体翻转要求和主泵电机解体维修抽转子的翻转要求。

漳州主泵电机到漳州现场采用整体运输方式，转子和定子组装在一起，到现场后由卧式翻转为立式。电机厂家对主泵电机整体吊装翻转要求是两钩同时使用，且主钩>70 t，副钩>40 t。

主泵电机定期解体维修时须将转子竖直抽出，用吊车将转子翻平并水平放置在枕木和专用支架上以方便对转子轴检查和测量及电气人员对电机绕组进行检查和测试。完成检查后再用吊车将电机转子吊起并翻转成垂直状态。电机转子在此过程中的两次翻转同行采用两个吊钩完成。吊车配置不能满足转子翻转要求。6 台机组全部运行期间，平均每次大修至少会有2 台主泵电机解体维修，抽转子的翻转频率很高，应对吊车配置方案进行优化以满足要求。

出现该不足的主要原因是设计人员面临成本控制压力，据悉此区域设置一个吊车的设计，是集团组织的漳州项目设计重点优化内容。设计人员不清楚现场维修使用需求的情况下进行了削减，也未考虑其他替代方案。参考电站主泵电机属于散件到货现场组装，没有整体翻转的需求，但是电站的主泵电机与参考电站不同，是整体到货有整体翻转需求，该需求早期电机厂家已传递给设计人员，但并未作为设计输入。设计人员也不清楚主泵电机解体维修抽转子的翻转需求。最终AC 厂房主泵维修区域较参考电站减少1 台吊车，仅有1 台80 t/20 t 吊车，且主钩、副钩不能同时使用。

3 优化方案及实施结果

维修人员深度参与AC 厂房子项设计过程，审查设计方案是否满足维修需要。上述设计不足及时作为意见反馈，通过积极与设计人员沟通，制定优化方案，推动方案实施。

3.1 主泵电机拆卸坑偏少

立足于满足多台主泵电机维修及存放和主泵转子配合脚手架的立式组装及存放需要，在不额外占用场地的情况下，优化拆卸坑设计，将每个坑设计成可以同时维修或放置2 台主泵电机，达到等同于4 个拆卸坑效果。为主泵及电机的役前拼装和运行期间高峰期使用提供便利，节约工期；同时兼顾两种型号主泵维修需要。

3.2 缺少主泵电机空载试验坑

主要为满足主泵电机解体维修后空载试验需要，提出补充设计意见。经多次推动设计部门，最终同意补充设计1 个电机试验坑及相应试验平台配套设施。为主泵电机解体维修后试验提供便利，节约大修工期。另外该试验坑在闲置时也可作为1 个电机拆卸坑用于主泵电机的维修及存放。试验坑配备的试验平台等设施以主泵电机厂家对电机空载试验要求为设计输入开展设计配备。

3.3 吊车配置不满足主泵电机翻转需求

对吊车配置不满足主泵电机翻转要求的设计不足进行分析，可行的优化方案如下。

（1）AC 厂房增加1 台吊车。建议恢复参考电站两台吊车方案，既能满足电机整体翻转要求，又能满足多台设备同时组装或维修，也能满足运行期间主泵电机抽转子翻转需求。将需求意见通过函件发设计单位，设计单位反馈土建已完成施工设计，并已开始土建施工，如在此区域采用双行车，需重新计算厂房力学结构，对子项土建设计施工进度影响较大。土建及设备费用增加较多。

（2）改造现有AC 厂房吊车，将主钩和副钩分到两辆小车。该优化方案需配合修改电机工装才能满足安装期间主泵电机整体翻转需求。改造现有AC 厂房吊车，将主钩和副钩分到两辆小车实现同时使用独立操作，可满足运行期间主泵电机抽转子翻转需求。

（3）电机翻转支架辅助单钩整体翻转或双汽车吊整体翻转。电机翻转支架在主泵维修区域浇筑固定，做成一个锚点。电机运输保护工装与翻转支架连接，可实现吊车单钩整体翻转。此方案成熟可行，上海某电机厂家有实践经验。在当前吊车配置情况下，主泵厂家推荐其在厂内采用的双汽车吊整体翻转方案。

为满足主泵电机翻转需要，提出设计优化意见。经多次沟通推动设计单位，最终达成一致：关于主泵转子翻转方案，经电机厂家转子重量与吊车载荷、转子受力等方面技术确认，改造现有AC 厂房吊车，改为主钩和副钩分开运行方式满足电机抽转子维修翻转要求；经确认行车厂家可变更为主钩和副钩分开运行方式。最终决定采用此优化方案，为运行期间主泵电机抽转子维修提供条件。关于安装期间主泵电机整体翻转，运行期间电机在厂内没有使用翻转支架进行整体翻转的需求，该方案仅用于满足安装期间主泵电机的整体翻转。由工程总包单位决定是采用此方案还是双汽车吊翻转，如采用翻转支架方案，需注意避免使用完毕对场地的占用及影响场地用于其他维修活动。

4 总结

由于投资费用控制要求提高，AC 厂房设计不断变化。电站维修人员深度参与AC 厂房子项设计过程，审查设计方案是否满足维修需要，补齐设计人员对维修需求不了解的短板。在工程窗口及时推动设计人员优化方案，实现主泵电机拆卸坑设计、主泵电机空载试验坑配置和主泵维修用吊车配置的优化，在满足AC 厂房投资费用控制要求的同时，满足主泵在AC 厂房内的维修需要。电厂AC 厂房设计不足的反馈及优化措施为后续新建机组提供借鉴和参考。