K-3项目反应堆冷却剂泵现场装配进度控制的探索

2021-06-24任兴龙

中国核电 2021年5期

夏亮，朱伟，任兴龙

(中国中原对外工程有限公司,北京 100044)

K-2/K-3项目反应堆冷却剂泵(简称“主泵”)HPR1000型采用的是百万千瓦级轴封型主泵，这种堆型国家对外出口称“华龙一号”。主泵是压水堆核电厂核岛内唯一的旋转设备，是反应堆的心脏，主泵的结构复杂且运行工况苛刻，是高温、高压、受辐照的压力边界设备，代表着泵类最高水平，属于核安全一级、抗震Ⅰ类、质保Q1级设备[1]。

HPR1000型主泵为立式三轴承结构，主泵-电机装配总高度8 950.5 mm，装配总重量118 t(不包括冷却水和润滑油)，且对同轴度、摆度、垂直度、密封泄漏量、振动允许值等要求极高，因此主泵几无可能在制造厂完成装配后运抵现场直接进核岛安装。

HPR1000型主泵装配零件8000余件，光装配专用工具就达700余项。为保证主泵现场的装配工作，现场的放射性机修及去污厂房也专门配置了主泵装配用地坑平台及密封装配室。由于主泵安装对核岛内环境也颇有要求，因此主泵是最后进岛安装的重要设备，也因此主泵的装配和安装占据着核电厂在冷试前进度主线的重要位置。主泵不能过早地提前装配，除放射性机修及去污厂房还有其他设备的装配安装，空间有限外，主泵装配对环境也有较高要求，温度、湿度、振动、尘埃等都有要求。环境的达标基本靠电力维持，而巴基斯坦卡拉奇电网本身稳定性差，虽然机修及去污厂房有应急供电，但也只能保一时供电。一旦锈蚀或绝缘问题，主泵就必须拆解清洁后重新装配。因此主泵装配安装各过程的进度控制直接关系到整个核电厂冷试节点的按期实现，如何能够将主泵装配进度控制得当显得尤为重要。

1 主泵现场装配进度控制探索的主要思路

本文将从三个方面对主泵现场装配进度控制进行探索，一是装配工艺流程的优化，二是质量监督的前移，三是风险管理的充分准备。

1.1 装配工艺流程的优化

主泵的结构决定了装配工艺流程，工艺流程的主线和支线又决定了人力资源的分配关系，是装配进度控制的基础。

如图1所示，主泵主体结构包括13个部件，包括：

1)承压边界(泵壳、泵盖、主螺栓、主螺母、密封体、密封盖、密封体螺栓、密封体螺帽等组成)；

2)水力部件(叶轮、导叶、叶轮罩、活塞环等组成)；

3)轴系(下泵轴、中间轴、轴套、上半联轴器、下半联轴器、支撑盘等组成)；

4)主轴密封(导环、外环、密封套筒、机械密封、节流管等组成)；

5)内部组件(隔热体、折流管、支撑管等组成)；

6)轴承(双向推力轴承、油密封、水导轴承等组成)；

7)辅助系统(轴封注入水、密封泄漏、高压冷却器、润滑系统等组成)。

图1 主泵结构 Fig.1 Structure of the RCP

按照安装由下至上的顺序，应先装配水利部件(包含内部组件及下泵轴等)，其次下电机支座(包含高压冷却器，悬液分离器及支管等)，上电机支座(含油冷却系统、双向推力轴承)与电机组合体，最后是油密封，轴密封，中间轴等[2]。上电机支座与电机组合体耗时最长，部件最多，检测最烦琐，应作为进度控制的主线，其装配顺序如图2所示(A→H)。

图2 主泵装配顺序Fig.2 Assembly sequence of the RCP

根据厂内每个部件装配的经验天数，配合K3现场主泵部件进岛安装的先后顺序，装配工位以及现场装的人力资源，将装配路径分为三条线最为合理，分别是：

1)水利部件(包含内部组件及下泵轴等)和下电机支座(包含高压冷却器、悬液分离器及支管等)；

2)双向推力轴承和上电机支座(含油冷却系统等)；

3)电机的组装及和上电机支座组装。

由于每条线的装配任务不同，分工不同，会存在几天的差异期，此时做好第二台主泵装配的穿插，装配第二台时做好第三台主泵装配的穿插，提高人力资源利用率。最终形成的进度计划如图3所示。

1.2 质量管理

主泵的重要性决定了，主泵只要出现任何一点点影响安全运行的质量隐患，都将花费较长的时间处理，因此要保障主泵装配能够按照预设的进度计划完成，质量控制是关键。但是质量问题往往是事后发现，发现后才能处理，为了改进质量控制的方法，探索从多个方面对质量控制打提前量。进度计划如图3所示。

图3 进度计划Fig.3 Schedule plan

1.2.1 提前质量培训

从装配启动之前，筹划质量培训的相关事宜，并组织培训，培训对象不仅包括哈尔滨电力动力装备有限公司(简称“哈动装”)自身人员，还包括中国核工业第五建设有限公司(简称“五公司”)、中国核工业华兴建设有限公司(简称“华兴”)以及巴基斯坦籍员工。

培训的目的其一是思想上更重视，要求上更到位，通过培训使每个人产生强烈的责任意识；其二是明确注意事项，工作方法，不因无知造成意外。培训的内容除以技术要求为导向的装配手册外，另外增加环境、起重、倒运、防异物等相关事项，并编制相应的程序进行宣贯。K3项目主泵在装配过程中，严格控制，没有因清洁不到位而返工的事项，没有因倒运磕碰而导致返修的事项，没有因异物遗漏内部而损伤主泵的事件，没有因吊装疏忽而损毁零件的事项，没有因环境潮湿生锈而反复拆装的事项。这都是由于要求到位了，思想重视了，行动才能一致。

1.2.2 提前物项消缺

3台主泵所有23大箱，50多小箱货物提前开箱，清点收集缺项、损坏、质量存疑物项89项。根据安装进度计划提前统筹轻重缓急，安排国内补供。在缓解国内采购部及厂家的供货疲态的同时，保证急需物项提前到场，不因缺件导致装配的停滞。

个别未如期到场的物项，利用三大路线装配时间差灵活调配人力的运用，或是用其他方案临时代替，待时机成熟时再替换回来。像K3-2下电机支座高压冷却器用301.18和301.19两组螺钉没有镀锌，厂里补制到场时间较长，主泵2组人员先分散至上电机支座或电机，使这部分工作进度提前，螺钉到后，人员反扑下电机支座，最终使各部分进度平衡。还有顶油泵表的螺钉漏发，因电机装配接近尾声，停滞将影响进岛主线，无法通过人员分配的方式赶回进度，确定采用找工艺螺钉临时替代，满足空载试验要求，待产品件到场后择机更换。

1.2.3 质量关口前移

质量关口前移是一项非常重要且有效的提升质量控制的措施。每一台主泵都由8000多大大小小零件组成，涉及240多个连锁报警信号，在国内制造厂完成试验后需要全部解体后发运至现场，过程中不出差错，没有因各种原因导致零件缺陷、损坏、漏装是很难做到的。因此提前发现这些问题，提前处理这些问题尤为重要。

为做到质量问题提前发现，在开箱清点时，就注意检查外。在重点装配过程中，对物项提前检查，像主、副瓦止逆阀、节流器、转子、导叶、叶轮、盘管、电气元件检测等都列了提前进行检查清单。发现问题及时开具NCR，根据意见或处理或补供，像这样提前发现的质量问题NCR开具了有40多份。质量问题很难避免，质量关口前移为问题处理争取了时间。

质量管理与进度控制表面上像是一对矛盾体，处理质量问题，势必会影响进度，特别是像核1级设备，很难通过降低要求来原样接受，所以进度计划制定时，都会为处理质量问题预留时间余量。因此只要质量问题处理得当，打好提前量，避免低级错误，节省预留时间余量反过来就会督促进度。

1.3 风险管控

风险常常是由于管理失控导致的，比如环境失控，供货失控，动火作业失控，操作不规范等。有些风险会导致质量问题，像环境、倒运、起重等在质量管理中已有描述。有些风险会导致安全问题，像轮毂帽焊接的动火作业，起重等，本节主要叙述通过同类项目的经验反馈和对外接口管理方面描述K3主泵装配的风险管控。

1.3.1 经验反馈的吸收

通过对K2项目主泵装配经验反馈的梳理，除了K2项目外，还梳理了福清以及C项目的经验，共梳理风险项31项，针对每条风险项都编制了应对措施，并形成行动项逐一落实。

例1：针对K2-2主泵因为HH厂房意外事故停电，导致温、湿度超标，K2-3主泵的电机、轴承等重要部件出现生锈现象。除锈需要拆解，滑转子又是热装的，因此拆解十分困难，最终影响工期达25 d，此次不仅高低跨采用了双路供电，两跨各不相同，一跨停电，另一跨打开中间隔挡可以支援，即便双路同时断电，还有应急采油机紧急供电。为了应付突发情况能做到从容应对，编制了应急响应程序，演练突发情况的电源抢修，把供电抢修时间缩短至半个小时，做足了充分准备。

例2：K2主泵装配部分过程记录未进行标记确认、未签字、文件版次易混淆，在巴基斯坦方面见证前，未准备好ITP关闭清单等。此次做好全面准备，从人、机、料、法、环做全方位检查，确保巴基斯坦人员见证时不出任何差池。

例3：K2主泵电机从HH厂房转运进岛过程中，未注意到室内外温度差导致部件结露，造成仪表绝缘问题和轴承内部锈蚀问题，此次吸收K2项目经验，转运前增加防护罩并加热，使工件温度逐步提高，避免因温差而结露导致的绝缘和锈蚀问题。

1.3.2 对外接口

K项目不仅要受到PAEC(业主单位)的管控，还要接受PNRA(巴基斯坦核能监管委员会)的监管。根据以往经验，巴基斯坦方面若对某个设备或过程存在疑虑，将会要求暂时停止工作，直到他们能得到满意的答复。与他们的接口若出现问题，轻则开具NCN等观察项，重则勒令停工，因此与巴基斯坦方面接口存在风险。

此次主泵装配PAEC及PNRA共选择了49个见证点，其中W点43个，R点6个。首先要做到汇总了巴基斯坦方面见证点并制表，时刻打好提前量向巴基斯坦方面报点，保证巴基斯坦方面人员按时到场见证；其次做好陪同见证工作，巴基斯坦方面见证人员虽然都可以说英语，但口音较重，而且经常会随便找人问问题。装配人员虽然都有一定英语基础，但口音的存在容易产生误解。为了防止这种风险的产生，安排了专人现场全程陪同见证，做好讲解工作。专业问题不瞎说。请哈动装技术总监到场讲解，通过深入沟通和交流，巴基斯坦方面对主泵装配工作十分满意。虽然因为疫情的原因，巴基斯坦方面在现场安置的质保人员相对较少，但在第一台主泵装配的过程中，PAEC人员基本还是坚持到现场见证。等到第二、第三台主泵装配的时候，巴基斯坦方面基本就很少安排人到场见证了。我们仍做好照相和录像，通过软件发送给巴基斯坦方面，双方的互信沟通，也为对方的监管创造便利。

与采购部的接口主要是为了解决缺项、损坏、质量存疑物项的及时供应，这个在物项消缺中已有描述。提前发现并解决物项问题，也是风险管控的重要组成部分。虽然上海与卡拉奇相隔万里，纵观K3项目主泵整个装配过程，经过统筹的供货计划行动项的落实，没有因物项供给造成进度拖沓的事件。

K3主泵装配和安装工作是多单位合作完成，此次任务的分工是哈动装人员负责装配，五公司负责装配的辅助工作及岛内安装工作，华兴负责放射性机修及去污厂房的管理工作。通过每日晚会的形式(汇总当日的工作完成量，安排第二天的工作内容)，使各单位明确每天的工作职责，相互协作，沟通更为紧密，使每一个衔接工作更为顺畅，避免出现相互扯皮的现象。比如电机和上电机支座组合体调运核岛安装前，通过提前的晚会进行分工和沟通，第二天哈动装装配完后，五公司紧接着将运输底座安装至组合体并盖上防护罩，调运至轴线车，底部增加暖风机为组合体升温。华兴则关闭厂房空调，增派除湿机，整夜对厂房湿度及组合体温度进行监控。待第三天一早，各种条件都满足的情况下，实施组合体从放射性机修及去污厂房至K3核岛龙门架的运输、起吊、进岛、安装。整个过程一气呵成，避免了组合体因在室外逗留时间过长而产生的风险。

另外还需要和岛内其他相关系统的安装形成互动，像电机这样的较大部件不及时出厂进岛安装，则不能腾出工位供第二台电机开始装配。因此在公司内部接口管理中进行及时的进度相关信息互动，也为主泵装配工序灵活性变动提供了良好的环境，避免了停滞的风险。

质量管理和风险管控一样，对进度的影响较为隐性，且较难统计具体因某件质量事件或风险事件节约了多少天。但通过上述的质量管理方法和风险管控方法，K3项目主泵装配均按进度计划执行，未产生偏离(受岛内其他系统安装影响除外)。

2 K2项目与K3项目主泵装配时间对比

这里以K2与K3项目三台主泵从开工时间至电机空载试验所用时间进行对比(见表1)，在每台装配的时间跨度上，实际工作中会穿插其他两台的工作。因此使用每台所用平均天数可较为准确地表示每台主泵实际的装配和安装天数，最终形成甘特图(见图4)。从图中可知，K3三台总体及单体平均装配和安装时间相较K2项目大幅缩短。