AP1000機組安全殼頂封頭就位前關鍵路徑分析

摘要：鋼制安全殼頂封頭（英文縮寫為CVTH）就位是AP1000核電機組建造過程中至關重要的一個里程碑節點，對后續環吊可用以及穹頂施工完成有著直接的影響，甚至對整個項目的施工進度控制都具有重要的意義。介紹了三門核電一號機組CVTH就位之前的先決條件以及施工關鍵路徑，分析了其建安進度計劃在執行過程中存在的主要問題以及解決措施，并提出建安計劃管理和計劃控制的重點，為今后AP1000機組建安進度計劃管理提供指導和借鑒。

關鍵詞：AP1000；鋼制安全殼頂封頭；關鍵路徑；進度計劃管理

AP1000是美國西屋公司在AP600的基礎上開發的先進非能動第三代壓水堆核電技術，AP1000機組已經分別在浙江三門和山東海陽核電站開工建造，首臺機組將在2014年投入商業運行。AP1000機組建造的特點之一就是不同于已建的壓水堆建造施工方式，AP1000反應堆廠房內大型設備都采用“開頂法”吊裝，即在反應堆廠房CVTH就位前用大型吊車將重型設備和模塊在廠房外吊裝，翻轉豎立，然后越過反應堆廠房鋼制安全殼筒體頂部實現設備的就位。在AP1000核電站建造過程中有很多的重件吊裝工作，CVTH就位前將會頻繁地使用大吊車吊裝重件。因此在編制施工計劃中需要充分考慮到土建與安裝的交叉、大吊車使用頻率以及設備成品保護等因素的影響。本文將對三門一號機組CVTH就位前施工先決條件以及關鍵路徑進行梳理和分析，總結AP1000機組建安進度計劃工作的部分經驗，并提出今后CVTH就位前施工計劃管理和計劃控制的重點。

一、AP1000鋼制安全殼簡要介紹

AP1000壓水堆鋼制安全殼是反應堆廠房的內屏蔽結構，由圓柱形的筒體和橢球形的上、下封頭以及安裝在其上的貫穿件、設備閘門、人員閘門以及環吊梁組成。安全殼筒體共分11層，每層由12塊圓弧板拼焊而成，底、頂封頭各由64塊球殼板拼焊而成。安全殼制作采用模塊化組裝方式，由底封頭、CV-1環、CV-2環、CV-3環、CV-4環、頂封頭等六個模塊組成，安裝完成后的總重量約為3390t，直徑39.624 m（內徑），總高度約65.6m。具體組成結構如圖1所示。

二、AP1000安全殼頂封頭按計劃就位的進度控制意義

CVTH就位對核島后續施工的影響主要有兩個方面：首先，CVTH就位間接影響一回路主設備安裝工作。大型設備及體積較大的設備模塊無法通過設備閘門進入鋼制安全殼內部，因此安全殼廠房內部任何一個大型設備的到貨滯后都會造成CVTH就位滯后，從而影響里程碑節點環吊可用的完成。主泵、一體化頂封頭、堆內構件等一回路主設備安裝過程都需要使用環吊，環吊不可用將導致后續一回路主設備安裝工作無法開展，進而使核島后續RCS系統移交以及冷態試驗開始等關鍵里程碑節點無法完成，對整個項目施工進度產生很大影響。其次，CVTH就位直接影響屏蔽廠房穹頂施工。如果CVTH無法就位，那么在其上面的屏蔽廠房穹頂的鋼結構以及CB20也將無法就位安裝，這就直接導致屏蔽廠房穹頂完工的滯后，可能還會影響后續熱態試驗，同樣對整個項目進展有很大影響（如圖2所示）。所以CVTH就位是AP1000機組建造過程中至關重要的一個里程碑節點，對于整個項目的施工進度控制都具有重要的意義。

三、三門一期1號機組安全殼頂封頭就位前先決條件及關鍵路徑

三門一期工程1號機組CVTH就位前有大量的先決條件，需要安全殼廠房內土建結構施工基本完成以及內部大型設備的就位。詳細的先決條件以及關鍵路徑如圖3所示。

根據關鍵路徑邏輯圖可知，一號機組安全殼頂封頭就位前施工活動主要包括安全殼廠房內土建結構施工、主設備就位及安裝、CV筒體就位、CVTH本體組裝等四個方面。現在就該四個方面的施工先決條件和邏輯順序分析如下：

1.安全殼廠房內部土建結構

如果要順利完成廠房內部結構，必須保證安注箱、堆芯補水箱以及相應的設備模塊和結構模塊等設備及時到貨。要求大設備、模塊的制造和到貨嚴格按照進度計劃完成，否則廠房的樓板澆注等施工活動無法進行，這與傳統的施工方式存在很大的區別。安全殼廠房內部最重要的兩個平臺就是標高107'2\"樓板和標高135'3\"樓板，現在就其內部土建施工邏輯順序分析如下：

（1）標高107'2\"樓板施工。標高107'2\"樓板施工完成的先決條件有土建施工至標高98'、CA01-05和CA20等大型結構模塊就位、安注箱按計劃時間到貨、設備模塊KQ10/11以及KQ22/23、Q233/240/233及時到貨、結構模塊CA31-37順利就位。其中CA31-37吊裝后至EL107'2\"混凝土施工期間本體組裝焊接，鋼筋安裝，與CA01、02、03鋼筋標準件連接等工作量大、接口多、施工難度大，設計問題和現場技術問題出現的幾率很大，進度風險高。

（2）標高135'3\"樓板施工。標高135'3\"樓板施工完成的先決條件有標高107'2\"樓板施工完成、堆芯補水箱按計劃時間到貨、鋼結構SPL18/51安裝完成、設備模塊Q305/402及時到貨、結構模塊CA55-58順利就位。CA55-57組裝工作較多，所要安裝的散件焊接量大，耗時長，可能需要一個月時間完成組裝工作。組裝工作也是影響135'3\"樓板施工完成的重要因素，而且鋼結構SPL18/51安裝工期也較長，因此135'3\"樓板施工是安全殼廠房土建結構施工的重點和難點。

（3）標高135'3\"以上的大型鋼結構模塊就位。兩個SG腔室上面的鋼結構CH50、CH53、CH56、CH57以及Q601和CH54、安全殼廠房內部爬梯SPL35-38、CV筒體上鋼結構 SPL22-33等標高135'3\"以上的大型鋼結構模塊都需要在CVTH就位前移入。

2.主設備就位及安裝

壓力容器最終調整完成是主管道移入的前提，而主管道A環段壓力容器端焊縫焊接完成50%之后才能開始另外一側的主管道B環段壓力容器段的焊接和A環段SG端二次建模和坡口加工，待主管道A環路SG端坡口加工完成之后才能吊入SG1A，而SG1B是同樣的施工邏輯。一回路的主設備就位以及安裝涉及到AP1000機組核島設備安裝最核心的部分，是CVTH就位前的關鍵路徑，對整個項目施工進度控制具有極其重要的意義。

一體化頂封頭（IHP）就位很重要。換料水箱（IRWST）區域混凝土至EL103'施工完成以及CA03就位的調整工作是CA55-57就位的必要條件，并且由于濾網和噴灑器到貨需要CA55-57就位前移入IRWST內，因此濾網和噴灑器及時到貨也是CA55-57就位的必要條件之一。CA55-57組裝工作耗時長不僅影響135'3\"樓板施工，同時影響IHP存儲格架的安裝。在CA55就位之后才能開始位于它上面的IHP存儲格架（MZ04）的安裝，待MZ04安裝完成后IHP才能移入安全殼廠房。綜上所述，IHP就位之前土建和安裝交叉施工較多，工期較長，是CVTH就位前至關重要的路徑之一。

3.CV筒體就位

核島第一罐混凝土澆筑（FCD）并養護完成是CVBH就位的先決條件，同時CVBH本體組裝完成、吊具吊架的制造完成并載荷試驗通過以及大吊車準備就緒等都是CVBH就位前的關鍵因素。鑒于1號機組CVBH吊具載荷試驗積累的經驗，將原來的CV筒體吊裝方案進行了優化，將原來分為3環的筒體變為4環（由3-4-3改為3-3-3-2），使得CVBH的吊具也可以用于后續其他筒體的吊裝使用，充分利用已有的資源，同時也避免再次進行新吊具的載荷試驗失敗后帶來的進度延誤風險。CV筒體先后的施工工序為CVBH、CV-1環、CV-2環、CV-3環、CV-4環依次就位，在CV-4環就位后需要進行坡口打磨后才能吊裝CVTH。

4.CVTH本體組裝

CVTH本體組裝的先決條件：現場組裝平臺搭設、CVTH鋼板及時到貨、氫氣點火器及其電纜及時到貨。由于CVTH主體焊縫總長約696.64 米，焊接工作量比較大，同時后續FPS管道、消氫裝置安裝和試驗以及油漆粉刷也需要一個月的工期，因此合理安排CVTH組裝計劃時間是CVTH就位的必要的條件之一。

四、進度計劃執行過程中面臨的困難及后續應采取的措施

三門一期工程一號機組作為AP1000首堆建造免不了遇到各種各樣的困難。在進度計劃執行過程中也遇到很多問題。諸如首堆建造增大了進度風險，主設備以及模塊不能及時到貨，項目管理模式復雜計劃接口管理難，設計文件提交滯后以及設計變更頻繁等等多重因素的影響，加大了進度計劃執行的難度。今后需要加強以下幾個方面的計劃控制和監督管理：

1.加強對模塊的采購進度管理，充分做好模塊制造前期工作

由于模塊到貨和就位是土建施工的前提，模塊的制造與到貨進度嚴重影響廠房的施工進度。因此，模塊設計和采購準備工作顯得格外重要。要保證模塊的按時到貨，關鍵在于模塊制造的前期工作必須要準備充分，加強對模塊內設備的采購進度管理。其中模塊進度控制的關鍵是設備模塊，尤其是核級設備模塊。

2.合理使用大吊車

在頂封頭就位前主設備吊裝以及一些大型模塊吊裝單機組有19件之多，由于1、2號機組共用一臺大吊車，大吊車的使用次數將達到38次之多（預估次數，根據實際情況可能有變化），使用十分頻繁。因此在保證質量和安全前提下，合理使用大吊車成為CVTH就位進度計劃管理難點之一。

3.合理調整主設備移入施工工序，做好充分的施工準備

一回路主設備能否順利就位是CVTH就位的決定性因素，鑒于主設備安裝前大量的先決條件，要做好充分的施工前準備，合理調整主設備移入施工工序，避免因不確定因素帶來的進度風險，達到預期就位目標。例如環吊與SG A、SG B吊裝的先后順序根據到貨時間可以進行適當的調整，一般正常情況是先就位SG，后移入環吊。如果SG就位滯后，可以考慮環吊在SG A和SG B之間就位，但是存在一定技術難度。

五、結語

作為全球首臺AP1000機組，三門核電一號機組CVTH就位前施工活動繁多，環環相扣，而且施工作業量大，工期比較緊張，存在一定的進度風險。為此AP1000核電項目首先應該重視模塊進度的控制，只有保障模塊及時到貨才能發揮AP1000機組模塊化施工的優勢；其次，合理使用大吊車，充分做好設備吊裝以及后續安裝前各項施工準備。從計劃控制角度而言，需要對CVTH就位前的施工關鍵路徑活動進行嚴格控制，對存在的主要問題進行提前分析和預警，對后續工作重點進行落實、密切跟蹤和及時反饋，以達到推動項目進展的目的。經過首臺AP1000機組建設經驗的積累，相信后續機組隨著設計、設備等上游技術條件及施工熟練程度的逐漸成熟，項目進度控制將得到大大改善，AP1000第三代核電“開頂法”和模塊化施工技術勢必將在進度和投資控制方面發揮它的優勢。

參考文獻：

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[3]林誠格.非能動安全先進核電廠AP1000[M].北京：原子能出版社，2008.

（責任編輯：劉輝）