核安全電氣設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的基本要求和質(zhì)量管理分析

薛光澤

（國(guó)核示范電站有限責(zé)任公司，山東 威海264300）

0 引言

《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》中提出，到2020年我國(guó)核電裝機(jī)要達(dá)到在運(yùn)5 800萬kW、在建3 000萬kW。但福島事故后民眾對(duì)核電安全更加關(guān)注，因而國(guó)務(wù)院對(duì)核電建設(shè)作出了新部署，提高了準(zhǔn)入門檻，新建核電項(xiàng)目要執(zhí)行全球最高安全要求，新建核電機(jī)組必須符合三代安全標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)核電廠核安全設(shè)備活動(dòng)的質(zhì)量管理提出了更高的要求。

1 核安全電氣設(shè)備的特點(diǎn)及主要要求

核安全電氣設(shè)備是核電廠防止放射性物質(zhì)外泄的一系列安全裝置的有機(jī)組成部分，其在設(shè)計(jì)制造中有以下特點(diǎn)：（1）技術(shù)覆蓋面廣，包括機(jī)電技術(shù)、電子技術(shù)等；材料構(gòu)成跨度較大，包含金屬、非金屬、低分子和高分子材料。（2）產(chǎn)品批量化生產(chǎn)，電氣設(shè)備廠家主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、組裝、試驗(yàn)。（3）零部件具備可易性。零部件缺陷或整機(jī)問題基本上可以通過更換零部件來解決，產(chǎn)品質(zhì)量可通過最終試驗(yàn)驗(yàn)證。

核安全電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造活動(dòng)涉及國(guó)內(nèi)外多個(gè)核電項(xiàng)目，國(guó)產(chǎn)化率逐步提高，大量設(shè)備的設(shè)計(jì)制造逐漸趨向成熟，國(guó)內(nèi)企業(yè)已基本掌握關(guān)鍵工序的制造技術(shù)。目前主要核安全電氣設(shè)備國(guó)產(chǎn)化情況如下：

電纜設(shè)計(jì)制造單位主要有江蘇上上電纜、四川明星電纜、常州八益電纜、安徽電纜、江蘇華光電纜等，以上電纜廠家技術(shù)和生產(chǎn)能力基本能夠保證我國(guó)核電建設(shè)中K3類電纜需求，但K1類電纜供貨業(yè)績(jī)很少。AP1000項(xiàng)目殼內(nèi)電纜由江蘇上上電纜研發(fā)生產(chǎn)，三門和海陽1號(hào)機(jī)組用第一批殼內(nèi)電纜已經(jīng)國(guó)家核安全局同意制造并驗(yàn)收合格交付。

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)制造單位有陜西柴油機(jī)重工有限公司、山西北方安特優(yōu)發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司和滬東重機(jī)有限公司。陜柴通過引進(jìn)并逐步掌握了應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，以18PA6B為核電主要機(jī)型；山西北方安特優(yōu)有限責(zé)任公司主要進(jìn)行裝配和試驗(yàn)，其零部件由德國(guó)MTU提供。目前這3家單位已經(jīng)基本滿足國(guó)內(nèi)核電應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的需求，但柴油機(jī)部分重要部件如調(diào)速器和噴油泵等還需進(jìn)口。

電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造單位有佳木斯電機(jī)股份有限公司、南陽防爆集團(tuán)股份有限公司、上海電機(jī)廠有限公司、常州電站輔機(jī)廠。已具備為國(guó)內(nèi)核電站提供K3類電機(jī)的能力，佳木斯電機(jī)正在進(jìn)行K1類電機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，并將向福清1、2機(jī)組提供余熱導(dǎo)出泵等K1類電機(jī)。

電氣貫穿件設(shè)計(jì)制造單位有上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)院、核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，蓄電池組設(shè)計(jì)制造單位有沈陽東北蓄電池有限公司、荷貝克電源系統(tǒng)（武漢）有限公司，基本能夠滿足目前在建電站的需要；閥門電動(dòng)裝置設(shè)計(jì)制造單位有揚(yáng)州電力設(shè)備修造廠、常州電站輔機(jī)廠有限公司和上海自動(dòng)化儀表有限公司，K3類閥門電動(dòng)裝置為國(guó)內(nèi)閥門制造單位大量供貨，K1類閥門電動(dòng)裝置供貨較少。

電氣設(shè)備安全功能的完整性不僅取決于初始結(jié)構(gòu)完整性和可運(yùn)行性，還要進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證且通過核級(jí)鑒定試驗(yàn)，以確定滿足技術(shù)規(guī)格書要求的壽期內(nèi)功能要求和性能要求。設(shè)計(jì)驗(yàn)證的方法有設(shè)計(jì)評(píng)審、計(jì)算法、設(shè)計(jì)比較法、鑒定試驗(yàn)。設(shè)備鑒定可通過試驗(yàn)、分析以及二者結(jié)合的方法。對(duì)于安全殼外的設(shè)備要通過功能試驗(yàn)和抗震試驗(yàn)；安全殼內(nèi)的設(shè)備要通過模擬正常工況的試驗(yàn)和模擬事故工況的試驗(yàn)，其中正常工況試驗(yàn)有老化、濕熱老化、功能、輻照老化、機(jī)械振動(dòng)試驗(yàn)，事故工況試驗(yàn)有地震試驗(yàn)、輻照試驗(yàn)和LOCA試驗(yàn)。目前我國(guó)的試驗(yàn)條件基本能夠滿足需求。

2 核安全電氣設(shè)備質(zhì)量管理中的問題及建議

隨著我國(guó)核電建設(shè)的不斷發(fā)展，國(guó)產(chǎn)化設(shè)備的整體水平趨于成熟，但部分核安全電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造單位設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)不足，質(zhì)量管理方面仍需不斷提高和完善。

2.1 核質(zhì)保管理不嚴(yán)格，體系運(yùn)轉(zhuǎn)有效性不足

核安全電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造企業(yè)一般都建立了比較健全的核質(zhì)保體系，但有些企業(yè)對(duì)HAF003的理解不夠深入，沒有完全掌握和理解核質(zhì)保體系的具體要求，體現(xiàn)在管理部門審查、內(nèi)部質(zhì)保監(jiān)查、不符合項(xiàng)管理等方面存在不足。文件控制不嚴(yán)格會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)、制造等部門的技術(shù)文件版本不一致；對(duì)質(zhì)量和質(zhì)保的理解不足會(huì)造成職責(zé)不清也不便執(zhí)行，比如有些單位質(zhì)保部承擔(dān)了各類程序文件編制等本不屬于職能范圍的工作；重要記錄缺乏有效性、完整性和可追溯性；電氣設(shè)備零部件較多，采購(gòu)入廠的零部件經(jīng)過檢驗(yàn)，在裝配或加工過程中發(fā)現(xiàn)不符合后一般進(jìn)行更換，若在制造加工過程中發(fā)現(xiàn)不符合，有些單位雖開啟不符合項(xiàng)，但查找根本原因只限于表面，沒有查找問題發(fā)生的管理層面原因，沒有認(rèn)真分析元件的設(shè)計(jì)選型、批量的質(zhì)量控制、加工工藝控制、質(zhì)量趨勢(shì)等方面的原因，缺乏相應(yīng)預(yù)防措施。

供貨少的制造廠和分供方需加強(qiáng)質(zhì)保體系建設(shè)，采購(gòu)方要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備供應(yīng)商各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制的審查工作，重點(diǎn)關(guān)注涉及核安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求的相關(guān)內(nèi)容，從嚴(yán)控制設(shè)備的交付和驗(yàn)收工作，督促制造廠提高對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的各項(xiàng)要求。

2.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)變更評(píng)審不嚴(yán)格

電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造單位根據(jù)核電站的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)樣機(jī)，經(jīng)鑒定試驗(yàn)合格后進(jìn)行批量生產(chǎn)，這個(gè)過程中，對(duì)定型產(chǎn)品鑒定情況的審查常存在不足。如某公司在對(duì)其產(chǎn)品壓力變送器進(jìn)行熱老化鑒定試驗(yàn)時(shí)，熱老化評(píng)定等效壽命少于技術(shù)規(guī)格書中的要求，設(shè)計(jì)輸出評(píng)審階段沒有認(rèn)真對(duì)熱老化試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)審，沒有深入研究阿倫紐斯定律中幾個(gè)參數(shù)之間的制約關(guān)系及其對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。部分電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造單位在投標(biāo)階段由商務(wù)合同部門進(jìn)行合同評(píng)審，往往以成熟產(chǎn)品進(jìn)行投標(biāo)，承接合同后，對(duì)技術(shù)規(guī)格書、采購(gòu)技術(shù)條件及其引用的標(biāo)準(zhǔn)未做完整的審評(píng)，相應(yīng)設(shè)計(jì)評(píng)審工作也缺乏深度、不夠細(xì)致。

設(shè)計(jì)和工藝方案的變更應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格評(píng)審，否則對(duì)質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大影響。某電纜廠撤銷了一批核級(jí)低壓電力電纜導(dǎo)體外原有的聚酯帶，同時(shí)為保證聚酯帶撤消后絕緣與導(dǎo)體在安裝現(xiàn)場(chǎng)的易剝離性，在絕緣擠塑前對(duì)電纜導(dǎo)體涂抹了硅油，而未考慮因涂抹硅油對(duì)電纜單芯阻燃性能的影響，最終該批電纜全部報(bào)廢。

核電企業(yè)在設(shè)備采購(gòu)過程中，應(yīng)嚴(yán)格審查供應(yīng)商產(chǎn)品與核電站技術(shù)要求的符合性，認(rèn)真審查設(shè)計(jì)相關(guān)文件，準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品的技術(shù)符合性，對(duì)不滿足核電站技術(shù)要求的設(shè)備不得驗(yàn)收。

2.3 工藝過程控制需加強(qiáng)，原材料復(fù)驗(yàn)和元器件采購(gòu)不滿足標(biāo)準(zhǔn)

核安全電氣設(shè)備功能的完整性最終是通過批量生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量來體現(xiàn)的，前文所述大部分供貨商都長(zhǎng)期為我國(guó)電力、船舶等行業(yè)提供設(shè)備，已建立起企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但由于電氣設(shè)備零部件具有可易性及產(chǎn)品相對(duì)成熟，部分廠家存在重制造輕設(shè)計(jì)、重生產(chǎn)輕質(zhì)保、重驗(yàn)收輕過程的問題，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)處于行業(yè)領(lǐng)先地位的知名制造企業(yè)也發(fā)生過因工藝過程質(zhì)量控制不足導(dǎo)致產(chǎn)品不合格的事件，這些質(zhì)量問題雖較少出現(xiàn)，但體現(xiàn)出了工藝過程中質(zhì)量控制的重要性，而單純靠技術(shù)層面整改是不能很好地解決問題的。

電氣設(shè)備制造過程中大部分原材料和零部件需要外購(gòu)，有時(shí)原材料檢驗(yàn)方法和結(jié)果會(huì)不符合要求。還有部分原材料供應(yīng)商單一，如國(guó)內(nèi)電纜絕緣和護(hù)套材料，它們必須滿足法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求。某核電項(xiàng)目DCS系統(tǒng)控制盤柜內(nèi)線纜絕緣和護(hù)套材料含有鹵素，這不符合我國(guó)核安全法規(guī)、導(dǎo)則中關(guān)于核電站1E級(jí)電纜“無鹵”的原則要求，同時(shí)也不滿足核電站1E級(jí)控制盤柜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的要求。正是由于未對(duì)元器件是否符合標(biāo)準(zhǔn)予以重視，才發(fā)生了此問題，核電業(yè)主在大修中對(duì)柜內(nèi)電纜進(jìn)行了更換，造成了一定的損失。

隨著核電技術(shù)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用，制造工藝、材料技術(shù)也都發(fā)展迅速，設(shè)備制造單位要跟上這樣的技術(shù)發(fā)展水平，建立完善的過程控制體系，確保設(shè)備制造質(zhì)量的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

為適應(yīng)我國(guó)核電發(fā)展戰(zhàn)略的要求，必須保證核電產(chǎn)品的質(zhì)量，從而有效地保證核電廠的建設(shè)質(zhì)量和運(yùn)行安全。在不斷推動(dòng)電氣設(shè)備全面國(guó)產(chǎn)化的同時(shí)，要不斷提高核安全電氣設(shè)備設(shè)計(jì)制造單位的質(zhì)量管理水平，努力為我國(guó)核電建設(shè)貢獻(xiàn)最大力量。

［1］國(guó)家核安全局.核安全導(dǎo)則匯編［M］.中國(guó)法制出版社，2000

［2］顧申杰.核電廠1E級(jí)電氣設(shè)備環(huán)境鑒定［J］.核安全，2005（2）