“華龍一號”海外首堆裝卸料機設計審查

黃琦+熊偉+劉海峰+陳閩烽

【摘 要】本文通過對ACP1000（即華龍一號）裝卸料機控制系統的設計審查及衍生問題，闡述了設計審查對設計質量及采購成本的兩頭延伸作用，充分體現出設計審查在項目管理三大控制中的重要地位。

【關鍵詞】ACP1000；海外首堆；裝卸料機；控制系統；設計審查

0 概述

ACP1000（即華龍一號）是中國具有自主知識產權的第三代核電堆型，隨著其國內示范電站落戶福清5/6號機組并在2015年5月7日正式開建，ACP1000海外首堆工程（以下簡稱K-2/K-3項目）也在2015年8月20日開始建設；而K-2/K-3項目有別于國內核電站，它具有多重特珠性，其中最突出的就是出口目的國在國際上具有政治、商業敏感性，項目設備屬“轉出口受限”，使得其設備必須實現具有完全知識產權的中國設計與制造。

設計審查是設計管理中極其重要的環節，也是總包公司設計管理部門工作重點；本文以ACP1000海外首堆項目裝卸料機控制系統為實例，對設計審查工作展開兩頭延伸，闡述設計審查對設計質量的綱領性指導、對采購成本及采購技術支持（PES-procurementengineeringsupport）的支撐作用，充分體現出設計審查在項目管理三大控制中的重要作用。

裝卸料機是核電站核燃料操作與貯存系統關鍵設備之一，它承擔著核燃料抓取、提升、旋轉、運行功能，具有自動定位、報警、顯示等特點，它能沿X、Y、Z三坐標方向運動，以及在反應堆堆腔內作0°～270°范圍的旋轉運動，以完成裝卸和轉運核燃料組件的任務；國內核電設備制造商在近20年的發展中，對裝卸料機控制系統的自主設計、制造、調試水平均有了長足進步。

1 設計審查

按現代工程項目管理理論，項目控制是“龍頭”，項目設計是“靈魂”，是工程建設的關鍵；項目設計不僅是決定核電廠質量與安全的基礎，也是決定工程項目進度與投資的基礎，總包商對整個工程項目的設計管控是項目成敗的重要因素。

設計審查就是要消除潛在中的“設計危險因素”，這是三哩島、切爾諾貝利、福島核事故告誡人們的基本結論。

設計管理不僅是設計院的責任，作為總包商，也必須把以設計院為中心環節的設計審查納入自己的管理活動。

1.1 對設計合同審查

K-2/K-3項目中裝卸料機設備被歸類于“核安全相關”非標設備；按照一般設計原則，設計院應將非標設備施工圖納入它的設計工作范圍，也即設計院應完整地將該非標設備施工圖紙提交給總包商，以利總包商在設備采購中充分知曉技術，在商務及技術談判中占據主動，這在總包商以往承擔的海外核電恰希瑪（Charshma）項目中可見一斑。

但在K-2/K-3項目設計總承包合同中卻將裝卸料機施工圖設計一拆為二，經查《K項目二號/三號機組設計與技術服務總承包合同》附件二之附表2中設計院負責設備設計的設備清單（No.71---No.75）中，沒有包含裝卸料機控制系統施工圖，只提供技術規格書；這樣就給該設備采購埋下了諸多不確定因素，經分析，其造成的最大不利后果就是設計院將謀求繼續中標裝卸料機控制系統的施工設計，以致在采購商務談判中給總包商造成很大障礙，實際上也給該設備成本控制造成很大壓力；究其原因，還是由于總包商在設計合同談判時對技術談判、技術資料的研讀不專業、工作不深入、不仔細造成的。

1.2 對設計文件審查

在審查K-2/K-3項目《裝卸料機技術規格書》（0712G6005）時發現，該控制系統中沒有設置提升方向斷火限位開關，而只是設置了一般的行程開關；這將造成在提升機構保護限位開關失靈情況下，極易發生沖頂事故；而且按照特種設備（吊車）設計原則及既有設計經驗，在提升方向上一般都設置斷火限位開關；對此，我們對設計院發出了設計審查意見單（2014-KX-DS-44-DRR-0005），但設計院在答復單中卻不予認可；為此，經過了解我們知曉，方家山核電項目、海南昌江核電項目的裝卸料機均是由同一家設計院采用同樣設計思路完成的；于是我們對方家山項目該設備控制系統圖紙進行了仔細研讀，從中發現，除了上述斷火限位開關的設置缺陷外，還存在著其他重大設計安全隱患，主要表現為：

第一，設計者不理解斷火限位開關的作用（可直接斷開驅動電源，觸頭上直接通斷三相動力電源），錯誤地認為一般限位開關（只用于控制回路）即是斷火限位開關。

第二，沒有考慮在一般限位開關失效與PLC（可編程序控制器）故障同時發生時的邏輯控制后果。

第三，設計理念錯誤，把PLC邏輯計算的結果當成事故控制信號，即把一般限位開關信號作為PLC輸入信號，運算后，經PLC的輸出去驅動相關繼電器，用該繼電器再去斷開直流控制器的主電源，這在設計上是完全錯誤的，也是對設備安全控制的認知偏差。

我們認為：

1）如果限位開關失效；2）如果PLC運算錯誤；3）如果PLC故障失效。

將發生PLC輸出錯誤，也就無法正確勵磁相關繼電器，從而去斷開直流控制器電源，此時，可能發生提升機構沖頂事故，這將造成嚴重的設備事故，可能引發燃料組件直接撞擊或者跌落的嚴重事故，這在以往同類設備調試中發生過類似事故。

第四，比較同類設計，在美國第三代核電中國化CAP1000標準化設計、CAP1400設計中，國內另一設計院對裝卸料機提升機構均設置了斷火限位開關，而沒有參照美國AP1000原始制造商的設計圖紙；因為從大量應用實踐經驗來判斷，斷火限位開關動作可靠率要比一般行程開關顯著提高。

根據以上四點我們可以判斷，該設計院將在K-2/K-3項目上沿用方家山項目、海南昌江項目的設計理念與圖紙，這是非常危險的潛在因素；為此，我們與設計院進行了三次技術溝通，指出其設計中的嚴重隱患，最終在具體的圖紙分析面前，設計者接受了我們的意見，表示將在K-2/K-3項目設計中進行改正。

2 對采購技術路線審查與建議

裝卸料機設備是普遍應用于核電站的一項重要設備，法國核電巨頭阿海琺公司開發的M310系列核電機組一直把裝卸料機列為“與核安全相關設備”等級，國內制造商經過20多年的研發，在設計、制造技術方面有了長足的進步，尤其是引入AP1000堆型后，美國制造商的介入也大大提升了國產化制造能力，所以目前在國內至少有三至四家專業起重運輸設備制造商能承擔該項設備的制造，其中也包括控制系統的設計、制造。

但在K-2/K-3項目中，由于設計分包商的原因，致使總包商遇到了很大的采購障礙，其中一項障礙就是設計分包商希望進行反承包，把原本應該在設計合同中承擔的工作還需總包商再付其設計費進行承包，這樣致使采購費用高昂；我們了解該因素后，與采購部門進行了溝通，分析了各潛在制造商的技術長短，建議采購部門擴大視野，進行比選，降低造價；最終，由于原潛在制造商發生了核設備牌照被暫停原因，故決定采用邀標方式重新選定制造商，從而較順利地克服了障礙，降低了設備造價。

3 設計審查對采購的技術支持（PES）

事實上，設計審查對設備采購的技術支持是一項極其重要的工作，美國西屋公司在AP1000項目上創導的PES（采購技術支持）模式，我們認為是一個很好的項目管理模式，作為一家EPC總包公司，除了設計工作可以采用設計分包外，采購技術支持是其一項重要工作，也是其降低工程成本、提高市場競爭力的立身之地，如果沒有真正的核心技術做支撐，EPC公司也就成了無源之本。

綜上可以看出，設計審查在設計管理中的地位及其重要，它不僅對項目管理中的質量控制、成本控制極為重要，也是對采購技術支持的一個有效手段，總包商的設計管理者應該站在高于設計院的立場與水平來審查技術，而不是目前常見的只做設計院二傳手的角色；設計審查既包括技術本身的審查，也包括對設計合同、采購技術路線、采購技術成本的審查。

4 結論

綜上，通過對ACP1000（華龍一號）海外首堆項目裝卸料機技術規格書審查，其衍生出的一些問題給我們以很大警示與啟發，我們認為以下三點極為重要：

1）總包商的設計審查是必須的；

2）設計審查必須通過技術專家進行；

3）設計審查及技術專家對采購技術支持的作用具有不可替代性。

【參考文獻】

[1]程平東，孫漢虹.核電工程項目管理[M].2版.北京：中國電力出版社，2012.

[責任編輯：楊玉潔]