核電工程建設期間防異物管理探討

余騰昱，尹祥平

（中廣核工程有限公司，深圳 518000）

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核電工程建設期間防異物管理探討

余騰昱，尹祥平

（中廣核工程有限公司，深圳 518000）

摘要：異物是核電工程建設中重要質量隱患，防異物是改進項目質量管理水平的重要活動，異物控制不當會對后續運行核電廠產生災難性的后果，以往案例說明由于建設階段遺留異物引起的事件占到全部事件的一定比例。通過陽江核電工程項目在防異物方面的實踐，對項目建設過程中出現的各類異物事件進行分析，指出目前核電工程建設防異物管理存在的共性的突出問題，提出了項目建設過程中異物防護的主要技術管理措施，并對陽江項目工程建設過程中的創新措施方法進行介紹，對目前中國核電工程建設階段的異物控制領域的改進進行了初步的探討，力求能對促進國內核電工程建設異物控制水平的提升提供思路。

關鍵詞：核電站；工程建設；防異物

核電工程質量管理是一項復雜的系統工程，工程質量是核電廠安全、可靠、穩定、經濟運行的基石，不斷提升項目質量管理水平是所有核電從業者的使命，通過過往的工程實踐，異物（Foreign Material，簡稱FM）已經逐漸成為核電廠建設運行階段質量缺陷重要誘因。

防異物（Foreign Material Exclusion，簡稱FME）工作一直都是核電建設現場施工質量管理的難點，異物控制工作做的不到位，不僅會影響設備本身的質量，還會影響后續的調試活動，更有甚者，會對后續設備及系統的安全運行帶來重大的潛在隱患。筆者所在的陽江項目現場質量隱患排查的結果顯示（統計周期2014. 01. 01 -2015. 01. 01），異物控制措施缺陷占到現場質量隱患的1/4強，已成為現場質量管理的一大頑疾。目前異物控制的研究均集中在核電廠運行及檢修環節，對于工程建設期間的異物控制管理研究較少，基于此項工作的重要性，以及工作開展的復雜性，結合項目建設期間出現各類異物事件，陽江項目采取了一系列有針對性的技術及管理措施，確保了項目整體的防異物工作水平不斷提升。

陽江核電是目前國內同時在建機組最多的核電基地，規劃為6臺百萬千瓦核電機組，其中CPR1000機型2臺，CPR1000 +機型2臺，ACPR1000機型2臺，1#機組2008年12月25日開工，目前三臺在運，一臺在調試階段，兩臺在建設階段。

1 國內外防異物管理標準規范的現狀

陽江項目為CPR1000改進型壓水堆，目前主要執行的技術標準為法國的RCC - M2000 （2002）版［1］，RCC - M中對于建設階段的異物控制的要求，主要是對完工設備的保護、開口及焊接過程的簡單的控制措施描述等，以原則性的要求為主（如F6652），缺少具體的執行的措施，對現場異物控制的指導有限，詳見表1。

國內同時在建的AP1000核電項目，參考采用的美國的ASME標準［2］，其中ASME - NQA -1的要求主要是對安裝后的設備的防污染，安裝過程的簡單防異物要求等，與RCC -M類似，除了部分原則性要求，缺乏具體的實施措施。

表1 RCC-M（F6652）對于防異物的要求Table 1 Foreign material exclusionrequirement in RCC-M（F6652）

國內的標準中目前尚無對核電工程建設階段的專門異物控制要求。

中廣核工程有限公司作為國內成立最早的核電工程EPC總承包管理單位，在異物控制方面有一些管理措施，編制了部分管理程序，如《清潔度控制和設備保護》、《核電工程防異物管理程序》、《調試期間防異物及成品保護》等，從防異物的體系到實施監督均給出了具體的指導方法。

2 國內幾起典型異物控制失效的案例分析

2. 1 某核電項目2#機組蒸發器異物事件

2014年5月，2#機組熱試過程中，通過監測系統發現一回路中存在異常振動信號，終止熱試后，發現蒸發器中有2套螺栓，一個條形異物。

調查分析結論為：施工工藝問題導致已安裝的下部堆內構件的零部件（螺栓）脫落形成異物，施工過程中防護不善，導致條形異物出現在一回路中，此后的調查修復過程耗時5個月，給項目建設帶來極大影響。

2. 2 某核電項目1號機組1SRI101RF水室內異物事件

2014年5月8日，1號機組投運1SRI101RF后發現換熱器進口水室有明顯異常聲音，現場立即停止設備運行并決定打開人孔進行內部檢查。打開換熱器進口水室（海水側）人孔檢查發現水室內部有一個大型混凝土塊（長550 mm、寬460 mm、厚200 mm、重37 kg）、部分破損橡膠墊片、部分鐵絲和大量石子，同時造成換熱器水室排污管線部分堵塞，由于機組已經商運，受制于機組狀態，后續的處理非常困難。

調查分析結論為：土建主體結構施工階段防異物措施不足；建安移交及廠房移交過程中，沒有對輔助冷卻水系統管中異物進行全面排查和徹底清理。

2. 3 某核電項目3#機組變壓器異物事件

2014年4月底，3號機組主變安裝后，完成3臺主變的熱油循環工作，隨后在變壓器進行油樣送檢時發現B/ C相主變油樣含微量乙炔，為查明原因B/ C相主變更換另一臺濾油機再次進行熱油循環，循環后油樣合格，在后續的驗證中拆解之前的濾油機發現，濾油機存在油泵葉輪磨損、內部管道有焊渣、鐵銹等問題，施工工具的缺陷導致可能給變壓器帶入了異物雜質，按照保守決策的要求，將3臺主變返廠拆解，給項目造成巨大損失。

調查分析結論為：安裝過程中使用的濾油機制造工藝粗糙，濾油機管道焊縫未作打磨處理，管壁未作鈍化，造成濾油機管道內壁存在焊渣及腐蝕金屬屑，在油流長期沖刷過程與油泵產生磨損嚴重，并隨變壓器油進入變壓器本體。

2. 4 某核電項目1#機組首次裝料期間堆芯異物事件

2014年5月，1號機組在首次裝料過程中，發現下部堆內構件格柵板上有一塊白色膠帶。隨停止裝料，通過對壓力容器、堆內構件，主管道等的全面排查發現了多塊白色膠帶。結果，推遲裝料，如不被發現，將對后續機組的運行帶來巨大隱患［3］。

3 建設階段的異物控制工作現狀

陽江項目自2012年進入調試階段以來，現場發生了多起異物引起的典型質量缺陷，查詢歷年的記錄統計如下表2。

從表2可以看出，項目異物事件一直處于高發的狀態，異物的來源廣泛，在長周期的制造安裝調試過程中任何一個環節疏漏，都有可能導致異物的進入，部分事件的潛在影響嚴重，隨著工程推進及多臺機組相繼進入安裝調試高峰，現場異物事件數量不斷增加，給現場的工程質量管理帶來極大的挑戰。

表2 陽江項目自開工以來的防異物缺陷統計Table 2 Statistics on the foreign material defects since the start of construction in YangJiang

過往的案例表明異物的種類多種多樣，下表3針對發生事件較多的施工調試階段的異物構成進行分析，可以看出各類施工工具、環境垃圾、設備零部件等都有可能成為異物［4］。

表3 施工調試階段引入異物種類Table 3 Introduction of foreign material types in the construction commissioning phase

綜合現場施工異物事件的分析來看，主要的異物來源有（如圖1所示）：

來源一：設備自帶。設備制造環節、出廠前檢查不仔細，導致設備帶異物出廠［5］；設備出廠時對于設備的臨時工裝未做說明，導致現場安裝將工裝作為正式物項，造成的“假”異物。

來源二：安裝施工過程產生引入。安裝過程操作防護不嚴，導致工具、零部件、焊渣、環境垃圾等引入系統中［6］；安裝中未將臨時物項（工裝）拆除，作為系統的一部分進行了移交，導致轉化為異物的；安裝過程中工具或臨時設施使用不當，工具產生的異物進入正式系統或設備中造成異物；系統或設備封閉前，檢查流于形式，導致異物滯留在系統或設備中。

圖1 異物產生指標盤Fig. 1 Foreign material produces indicator plate

來源三：調試過程引入。調試過程中系統設備再次打開后，調試作業活動中導致的工具等其他異物的遺留；調試過程中使用臨時試驗裝置管理不規范，導致異物通過臨時試驗裝置進入正式系統。

來源四：尾項遺留項處理過程引入。系統移交調試后的尾項處理過程控制不到位，已移交的系統中再開展相應的作業活動，控制措施不到位導致異物滯留系統中，由于此類系統相關的調試試驗已完成，異物后續很難被發現。

上述分析中提到的異物來源廣泛，本文主要聚焦于施工調試過程中的異物控制，由于現場的異物控制措施有一定的缺陷［7］，導致施工過程中異物事件的不斷發生，結合自身工作經驗，目前項目建設過程中異物控制的主要管理不足包括：

（1）制度標準建設，缺乏上游文件要求；總包方在與施工單位簽訂合同時沒有將異物控制的要求標準進行明確，總包的外發程序對于防異物的要求不具體，沒有針對性；施工單位異物控制的要求散落在各類施工作業文件中，不成體系，要求分散、凌亂，相關的施工規范標準中沒有相應的具體明確要求。

（2）執行過程粗放，現場小件及個人物品管理不規范，沒有落實相應的防護要求，現場不能做到工完、料盡、場清；作業文件要求的開口封堵不及時；程序要求的作業區域達不到標準要求；檢查過程不仔細，記錄不完整；作業文件交底中側重了工藝技術要求，而往往忽略異物控制細節；工裝拆除不規范；施工工藝不滿足要求，導致零部件脫落。

（3）施工調試工藝的缺陷，核電廠作為引消吸的典型，對于某些關鍵工藝的掌握還有未知的區域，導致某些看似正確的工藝實際潛伏了重大的隱患；核電施工工藝與常規火電施工工藝存在差異，導致將常規島火電企業將工藝應用于核電建設時往往會導致一些不可控的后果。

（4）檢查環節不重視，檢查人員對系統或設備不熟悉，對異物容易產生、累計的部位沒有認識，導致檢查流于形式，沒有起到把關作用。

（5）考核要求不明確，各家施工單位缺乏對異物控制的重視，配套的異物控制的考核要求缺失，異物控制的導向不明確，各層級的各類考核沒有反應異物控制的重要性。

（6）人員核安全意識不足，現場工人普遍缺乏對核電廠安全足夠的認識，缺乏對異物控制的認知，更缺乏對異物導致嚴重后果的認知，培訓宣貫力度不足。

4 陽江核電異物控制改進實踐

核電工程建設期持續時間較長，在接近40個月的安裝調試過程中，哪些活動要進行異物控制，要控制到什么程度，取決于異物風險的大小，如異物進入的可能性、異物被發現及取出的難度、異物滯留于系統內的潛在后果等。結合陽江項目工程實踐確定以下異物控制重點活動，見表4。

針對每項防異物重要活動，按照施工工藝的過程發展，梳理異物控制的流程，按照質量環（Plan，Do，Check，Act，簡稱PDCA）的過程改進方法，形成閉環管理［8］，如圖2所示。

異物控制的重點在“預防”，結合項目建設中出現各類異物事件，結合上述防異物管理流程，自2014年起，陽江項目陸續采取了一系列組織管理及技術工藝措施，從避免異物的產生，到發現異物后的處理全過程進行改進。

表4 異物控制重點活動Table 4 Key activities of foreign material control

圖2 異物控制管理流程圖Fig. 2 Foreign material control management flow chart

（1）組織及程序制度的優化完善

從總承包方的管理體系開始，梳理現有的程序體系中異物控制的缺陷，重新構筑異物控制程序體系，各施工參與方建立配套的實施措施，截止目前，陽江項目升版及新出版項目部管理程序及細則34份，施工單位異物控制管理程序細則73份（見表5、圖3），覆蓋了土建、安裝、調試各工程階段，按照不同施工階段，不同作業活動，針對每類物項制定具體的防護措施，并通過培訓、宣貫確保程序要求的落實。

成立項目異物控制專項小組，建立起總包-施工單位多層級的異物控制組織，明確組織職責，通過定期會議落實異物控制要求。

表5 梳理后的防異物程序架構Table 5 The structure of the foreign material exclusion program after carding

圖3 防異物程序體系架構Fig. 3 Foreign material exclusions program architecture

（2）過程控制管理改進

對于異物控制的重要環節，如開孔、封閉前等步驟增設控制點（H、W點）［9］，編制異物控制檢查單，通過梳理目前項目累計增加防異物控制點近百項，增加異物控制檢查單數十份，通過檢查確保系統設備封閉前不遺留異物。

對于關鍵敏感設備（Oritical Component Management，簡稱CCM）參照運行電廠開展敏感設備管理［10］，建立132項關鍵敏感設備清單，對于敏感設備編制工作包，實施重點管理，建立敏感設備負責人，制定敏感設備管理方案。

環境改善，控制廠房內外的粉塵，廠房外裸露地面覆蓋、硬化；廠房內嚴格管控切割打磨作業活動，建立切割打磨控制區，土建作業改進打磨方式，采取“無塵”打磨措施；改善廠房通風設施，采取焊接煙塵收集處理措施，通過重新優化布置通風系統，改善廠房內空氣質量；建立“作業班組下班前15 min對現場進行檢查清理”制度，改善作業環境，落實工完料盡要求。

增加人工防護措施，對于現場的管道、閥門開口作業定制標準化的防護用品，包括防護罩、管帽等，對于已經進行組對而未焊接的管道粘貼膠帶防護；按照要求建立現場作業控制區，對防異物重點區域及設備建立專項控制措施，確保異物不直接進入設備及系統中［11］。

散件管理，針對現場的散件如螺栓、螺母、墊片、砂輪片、焊條頭以及工具等，制定定制化的散件箱，將零散物項集中管理；制定措施對于消耗品，如焊條、砂輪片，建立以舊換新制度，確保消耗品的控制；施工工具推廣防墜落措施，統一防墜落防護要求。

重點區域管理［12］，建立異物控制重點區域（見表6），實行掛牌制度，對異物控制重點區域每周開展檢查活動，記錄重點區域異物控制狀態，確保受控。建立防異物示范區域，通過示范區域的展示，建立標桿，帶動現場整體防異物意識的提升。

表6 防異物重點及示范區域建設Table 6 Focus and demonstration area of foreign material exclusion

開展質量隱患排查，將日常工作中的防異物缺陷及時暴露，并通過不斷的改進提升施工現場的防異物管理能力，2015年度統計數據如下圖4。

（3）人員行為意識的改變

開展震撼教育，將異物事件整理，作為核安全文化教育的素材，作為班組班前會的輸入，利用班組建設的活動，將異物控制傳達到一線作業人員；開展異物控制可視化管理工作，在現場防異物敏感部位張貼防異物要求，宣傳異物控制。

（4）考核的細化引導

在責任落實的基礎上，開展對組織的考核、對個人的考核，總包方對施工單位制定異物控制的相關考核［13］，承包商內部對施工隊的考核，考核指標不斷細化，確保責任落實到人，并考核到責任人。同時，將防異物的考核要求落實到班組建設考核評價中，作為班組建設達標的基本要求。

（5）開展全方位的監督

質量是干出來的，但必要的監督檢查是確保制度要求落實的重要補充，陽江項目建立項目部-承包商的多級監督檢查制度，確保編制的細則的落實，制度的落地，確保現場執行的有效性。通過專題監督、質量隱患排查等手段不斷提升異物控制措施的落實［14］。

圖4 質量隱患系統對防異物隱患進行跟蹤分析Fig. 4 Potential quality problem exclusion systemfor foreign material exclusion tracking analysis

5 結論

經過2014 -2015年一系列措施的實施，陽江項目嚴峻的異物控制形勢得到了有效的扭轉，現場的異物控制狀態有所改善，在現場施工持續處于安裝高峰的情況下，2015年全年的異物引起的質量事件僅6起，防異物管理水平有了顯著的提升。

異物有相當的隱蔽性，很多安裝階段異物可能只有到調試階段才能暴露出來，因此異物控制是個潛移默化的過程，是一項長期的活動，要想完全杜絕異物的產生比較困難，只能“防”“清”結合，一方面，避免異物產生并引入系統，另一方面，當異物一旦進入系統設備，要有方法及時發現并清除異物，才能避免異物對系統設備運行帶來嚴重的后果。因此，需要改進當前系統沖洗、吹掃工藝，對于異物容易滯留、堆積的部位，采用更有效的沖洗、吹掃方式，確保將異物清除。目前的核電工程的沖洗、吹掃工藝與常規火電廠的工藝有所差異，常規火電的工藝是在中國國情下發展而來，相比較于引進的國外工藝，對于目前我們的施工環境有更好的適應性，這一方面，項目鑒于各種原因尚未開展嘗試，后續可以作為重點改進突破的方向。

目前國內核電建設對于防異物的研究、投入與防異物的重要性相比還有較大的差距，核安全法規中關于防異物及清潔度控制的規定也需進一步的明確［15］，后續對于異物控制的研究應當著力于標準的建立，確保形成規范系統性的要求，整體提升異物控制的管理能力及水平。

參考文獻

［1］法國核島設備設計、建造及在役檢查協會.壓水堆核島機械設備設計和建造規則RCC - M（2000版+2002補遺）［S］.上海：上海科學技術出版社，2010.

［2］美國機械工程師學會.核裝置應用質量保證要求（2004版）［S］. New York：ASME - NQA -1，2004.

［3］國家核安全局.關于加強核電廠建造和調試質量管理與經驗反饋工作的通知［R］.北京：國家核安全局，2014.

［4］劉宇，張慶華，李春.壓水堆核電廠安全殼內碎片源的踏勘方法介紹［J］.核安全，2010（2）：52 -54.

［5］孔靜，趙大為，趙穎兵，等.核電廠主變壓器制造過程中的監管要點［J］.核安全，2015（1）：12 -18.

［6］丁維民，何志偉. AP1000核電建設成品保護管理［J］.核安全，2013（2）：36 -39.

［7］何紅升.嶺澳核電站1號機組第2次大修防異物管理狀況評價［J］.大亞灣核電，2004（2）：46 -49.

［8］馬志偉.強化核電站設備管理［J］.科技與企業，2012 （11）：47.

［9］國家核安全局. HAD003/07核電廠監造期間的質量保證［S］.北京：國家核安全局，1998.

［10］高立剛，王宗軍，戴忠華.大亞灣核電站設備管理體系創新［J］.工業工程與管理，2006（1）：100 -103.

［11］李翔，任熠，張佳，等.核電站建設期間設備管理［J］.輻射防護通訊，2014（1）：41 -43.

［12］毛健人，王琪.帕累托法則在質量管理中的應用［J］.航天工業管理，2009（3）：30 -32.

［13］鄭江濤. EPC總承包工程項目質量鏈管理研究［D］.重慶：重慶大學，2011.

［14］國家核安全局. HAD003/05核電廠質量保證監查［S］.北京：國家核安全局，1998.

［15］國家核安全局. HAF003核電廠質量保證安全規定［S］.北京：國家核安全局，1991.

Discussion on the Foreign Material Exclusion Management During the Construction of Nuclear Power Plants

YU Tengyu*，YIN Xiangping*
（China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Shenzhen 518000，China）

Abstract：Foreign materials lay latent danger in the construction of nuclear power plants（NPPs），projects，and thus foreign material exclusion is of great significance in the improvement of quality management. If foreign materials are not controlled effectively，they may bring about disastrous consequences in the future operation of NPPs. It is proved that the plants. The incidents which caused by the leftover foreign materials in the stage of after construction account for a certain share in all incidents. Based on the practical experience of foreign material exclusion in Yangjiang NPP，this paper，makes made thorough analysis on all types of foreign materials emerged in the stagecourse of construction，and pointing out urgent problems generally existingexisted in the foreign material exclusion management of NPP project construction recently，puts putting forward main technical and managerial measures of foreign materials and introduces innovative methods in the project construction of Yangjiang NPP. Having made initial explorations in the field of foreign material exclusion management in the construction of NPP in China，this paper could provide some we creative ideas to improve foreign material exclusion management.

Key words：nuclear power plant；construction；foreign material exclusion

中圖分類號：TL48

文章標志碼：B

文章編號：1672-5360（2016）02-0029-06

收稿日期：2016-01-05 修回日期：2016-02-22

作者簡介：余騰昱（1968—），男，四川隆昌人，工程師/碩士，現主要從事質量管理/核電工程質量保證工作

*通訊作者：余騰昱，E-mail：yutengyu@ cgnpc. com. cn