王昭焜
【摘 ?要】我國自主設計建造的第三代核電站“華龍一號”的海外首堆,位于巴基斯坦卡拉奇市郊,工程在建設中遇到了比其他核電項目更多的困難,氣候條件惡劣、自然資源匱乏、由于宗教信仰差異導致地區局勢緊張、人員物資運輸困難,甚至由于長期養成的生活習慣,使得當地勞動力的勞動技能和效率也遠不及國內。應急柴油發電機組作為核電廠內中壓應急交流電源,為帶有應急廠用設備的6.6kV交流應急配電系統供電。主要作為重要廠用水系統、設備冷卻水系統、化學和容積控制系統等系統相關設備及主泵頂軸油泵的備用電源,由于巴方當地電網不穩定,應急柴油發電機組能否在相關試驗前順利投用,以保證設備安全和系統安全進行就顯得格外重要。
【關鍵詞】華龍一號;應急柴油發電機組
引言
“華龍一號”堆型單臺機組設置兩套應急柴油發電機組裝置,構成核電廠內中壓應急交流電源,為帶有應急廠用設備的6.6kV交流應急配電系統供電。在電廠外部交流電源全部失去的條件下,每套柴油發電機組裝置均有能力滿足應急廠用設備用電要求,以確保反應堆安全停堆,并且防止由于正常的外部電源系統失電而導致重要設備的損壞。應急柴油發電機組對核電站的安全起著極其重要的作用。
1.安裝階段重難點分析
柴油發電機組施工涉及專業多、工程量大、施工過程龐雜,安裝及后續調試工作需組織設計、土建、安裝、調試等各方召開專題會梳理施工過程中的關鍵路徑、重點難點,細化并優化施工邏輯和施工計劃。
柴油機安裝形式為過渡板焊接,調整設備水平度的主要方式就是控制好過渡板的水平度,根據設計文件要求單塊過渡板上表面的水平度小于0.5mm/m,基礎總長度范圍內標高差不大于2mm,但土建預埋板由于澆筑混凝土時沖擊,導致預埋板不平,過渡板安裝在預埋板上無法保證其達到設計要求。針對基礎預埋板不平整的問題,在土建移交后,設備就位前對其進行涂抹紅丹粉研磨,盡量研磨成一個平面,保證預埋板與過渡板的接觸面積,并配合測量人員對預埋板的水平度進行測量,分析預埋板是否為一個表面,測量精度保證在0.1mm以內。
柴油機無法通過吊車直接吊裝在設備基礎上,需要鋪設平臺對柴油機進行引入;由于廠房外地面過低,與廠房內地面存在高度差,現場引入困難,且廠房內部無設備引入的牽引點,同時地面標高與柴油機基礎標高相差約100mm,設備就位到基礎困難。針對上述問題,采用廠房門口過填埋泥土的方式將基礎填補上來,并采用配重塊將地面壓實,為增加地面承受力需在壓實地面上方鋪設鋼板,保證廠房內外地面高度一致,使引入的地面滿足設備引入的要求。由于設備重量大,為防止基礎橋墩損壞,在橋墩上方鋪設20mm厚度鋼板,在地面鋪設3塊40mm鋼板,通過點焊固定。柴油機兩基礎橋墩之上鋪設厚壁鋼管,且厚壁鋼管的擺放密度須保證在3根/米,間距不可過大;滾杠規格長約3.4m的Φ108mm×Φ10mm鋼管,共計需要40根。設備引入前鋪設引入平臺,引入平臺由兩根H型鋼組成,將H型鋼與設備臨時支座進行焊接固定,設備水平引入通過柴油機滾杠運輸引入。在廠房墻面的預埋板上設置臨時吊耳牽引點。
柴油發電機組安裝,燃油和潤滑油系統沖洗結果是關鍵,沖洗時間的長短直接影響主線安裝周期,由于當地工業基礎薄弱、煉油水平有限,采購到的當地軍用品質的柴油中仍有較多雜質,為保證沖洗效果、縮短油沖洗的時間,需要安裝單位在管路進油前使用濾油機對柴油進行多次過濾,為提高兩臺柴油發電機組油沖洗的過濾效率及品質,甚至協調從其他項目現場調過來一臺濾油機,不僅如此,前期安裝階段嚴格的清潔度保障和防異物控制,也能夠大大縮短單系統油沖洗工作的時間。
2.調試階段重難點分析
柴油發電機組輸出的額定功率達到8300KW,額定功連續功率下的燃油消耗率195+5%g/KWh,調試試驗過程中耗油量大,相應地,燃油儲備量及采購需求量也非常大。巴基斯坦當地宗教勢力錯綜復雜、地區局勢緊張,為保證中方人員及項目安全,巴政府對項目現場進行了必要地保護,不可避免地造成人員及物資進場困難,尤其是柴油等危化品進場更是需要進行層層審批。如何保證柴油發電機組燃油儲備量滿足調試使用需求是調試階段最大的難題之一。為了在最短時間內完成柴油進場,不僅需要協調柴油采購,還要與業主單位溝通協助辦理柴油的進場手續,并安排消防車,全程監護卸油過程。特別是場內外道路翻修時,柴油運輸車進場遇到了很大的困難,為了解決柴油運輸車進場和停放的問題,需實地踏勘并規劃車輛進場路線,并修整柴油機廠房前的停車卸油平臺。
應急柴油發電機組安裝完畢首次啟動后需進行一系列實驗才能實現柴油機功能可用,為盡快實現應急柴油發電機可用,實驗中發現的問題需要及時處理。因此,需要組織調試單位與安裝單位及廠家現場支持服務人員制定詳細的柴油機調試計劃,明確影響調試試驗開展的制約因素,討論確定相應的解決方案,并督促落實。重大試驗前需召開專題會討論方案實施的細節,各個單位各個專業在某個時段需配備幾人,這些人需要在什么位置都需要提前計劃并安排好。
柴油機穩態運行試驗,是對柴油機最關鍵的考驗,柴油機穩態運行試驗是對柴油發電機組連續帶載運行能力的考驗,需不間斷運行24小時,因而試驗期間對廠房的環境有更高的要求,尤其廠房消防和通風是開展試驗的必備條件。
在該柴油發電機組首次穩態運行試驗開始后,柴油機并網10%-50%平臺運行正常,功率升至50%后出現無功功率波動,調試人員緊急降功率停機。由于無功功率波動情況在同類型機組上鮮有發生,并沒有經驗可循,且涉及到發電機勵磁系統模塊的問題,解決難度較大。故召集廠家、調試單位召開專題會分析原因,制定后續解決方案,并積極聯系國內相關方,尋求解決問題的思路。在現場一次又一次地嘗試、調整下,終于在第三次并網功率平穩達到100%并在運行2小時后順利完成穩態運行試驗。
3.結束語
應急柴油發電機組及其附屬系統“麻雀雖小,五臟俱全”。其安裝、調試工作涉及多專業、多工種相互配合,其中施工管理的思路及協調解決問題的方法可供后續其他設備、子項參考,保證整個項目建設順利進行。
參考文獻
[1]《應急柴油發電機組技術規格書》,中國核電工程有限公司
[2]《設備及管道安裝說明》,中國船舶重工集團公司第七〇三研究所
[3] GB50009-2012,《建筑結構載荷規范》
[4] GB50017-2017,《鋼結構設計規范》