海陽核電廠設備監造管理實踐

劉新利

（國核示范電站有限公司，山東 榮成 264300）

海陽核電廠位于山東省海陽市留格莊鎮，廠址規劃容量為6×1 000 MWe 級核電機組，廠區一次規劃，分期建設。一期工程作為中國第三代核電自主化依托項目，采用兩臺美國西屋公司開發的第三代先進壓水堆核電機組（AP1000），每臺機組的額定功率為1250 MWe［1，2］。

1號機組于2009年9月澆灌核島第一罐混凝土，兩臺機組建造間隔為10個月，1、2號機組分別于2018年10月和2019年1月投入商運。

山東核電有限公司作為海陽核電廠的營運單位，對核電廠的設計、采購、建造和運營管理負全面責任，對國核工程公司及中國電能成套公司的監造活動進行監督、檢查和考核并對核安全相關設備、對電廠可用率有重大影響的設備進行質量控制［3，4］。

1 監造管理組織機構

設備采購部是公司設備采購與監造管理的職能部門，部門下設采購計劃處、采購一處、采購二處、監造處和物資管理處。設備采購與監造管理組織機構如圖1所示。

圖1 設備采購與監造管理組織機構Fig.1 The organization of equipment procurement and surveillance management

1.1 采購計劃處

采購計劃處負責工程設備采購進度計劃、生產物資采購計劃、年度計劃和月度計劃的編制及管理。

1.2 采購一處

采購一處負責甲供設備與材料的采購及管理；負責合同執行管理及設備催交。

1.3 監造處

監造處負責監造體系的建立、監造信息系統平臺的建設、監造人員培訓、監造文件與記錄管理；負責重要設備的駐廠監造及見證點出席；負責對監造單位的監造活動進行監督、檢查及考核。

1.4 采購二處

采購二處負責調試和生產備件、工器具等物資采購。

1.5 物資管理處

物資管理處負責進口設備的報關及商檢管理；負責設備運輸管理及5000 噸碼頭管理；負責設備倉儲管理及出入庫管理。

2 監造人員的培訓與授權

海陽AP1000 核電項目的監造人員在執行設備監造任務之前，必須按照培訓計劃進行相應的業務知識培訓和崗位授權培訓，并經考試合格方可上崗［5，6］。

2.1 監造人員培訓

監造人員培訓主要包括理論培訓、現場實習和崗位授權培訓。理論培訓以課堂教學為主，同時輔以實驗室和車間演示。對于缺乏實踐經驗的監造人員，應安排現場監造實習；根據監造人員受教育的程度和未來的工作內容，安排不同類型的現場實習；現場實習通常由有經驗的監造工程師現場指導。

營運單位的監造人員培訓按照公司培訓管理體系統一組織實施，設備采購部門負責課程設置、教材編制、教員聯系和考核評定等工作。培訓在公司年度培訓計劃和設備采購部的年度監造工作計劃中制定。

監造人員的崗位技能培訓和專業知識培訓根據具體情況自行組織或外委有資質的培訓機構舉辦。海陽核電在項目建設過程中共計完成218人次的監造人員培訓授權工作。

2.2 監造人員分級

設備的特點和重要性不同，對從事監造活動的人員要求也不同。人員評定主要根據監造人員的學歷、專業、工作經歷、培訓經歷、資質和健康狀況等方面實施。監造人員授權分級包括助理監造工程師、監造工程師和高級監造工程師。我們定期組織對監造人員培訓、評定和考核，根據考評結果，確定監造人員的授權等級，報公司分管領導批準，并頒發授權證書。

經過海陽AP1000 依托項目建設的實踐，海陽核電廠共有117 人取得了設備監造人員相應授權。

3 監造文件體系

3.1 監造管理程序體系

在海陽AP1000 核電廠設備監造活動開展之前，營運單位和監造單位建立了各自的監造管理程序體系，營運單位的監造管理程序體系分為以下三個層級，如圖2所示。

第一層：大綱類（公司級），即《設備監造管理大綱》；

第二層：監造管理手冊（公司級），包括各種監造管理程序；

第三層：監造實施手冊（部門級），包括各種監造工作程序和監造專用技術指導文件（監督導則、專用監督細則和監督檢驗大綱）。

圖2 程序體系示意圖Fig.2 Schematic diagram of program system

3.2 監造專用技術指導文件

在具體的設備監造活動開展前，設備采購部門編制監造專用技術指導文件，包括：監督導則、專用監督細則和監督檢驗大綱。

3.2.1 監督導則

“監督導則”指導監造人員對設備制造各階段的活動實施質量監督，確保設備制造活動符合法規、標準及合同要求。“監督導則”分為4 個系列，共52份，具體如表1所示：

表1 監督導則分類Table 1 The classification of surveillance guidelines

3.2.2 專用監督細則

“專用監督細則”規定了某一設備制造過程中需要進行質量監督的重要工藝及所適用的“監督導則”，用于指導、規范對重要設備制造活動的質量監督，以及指導對這些設備質量計劃的審查和選點。

海陽AP1000 核電廠QS1 監造等級和部分QS2 監造等級的設備編制了“專用監督細則”，共16份。在設備正式開展監造工作之前，該設備的“專用監督細則”必須發布生效，從事該設備監造活動的人員應熟悉“專用監督細則”的內容，在“專用監督細則”的指導下開展監造工作。

3.2.3 監督檢驗大綱

“監督檢驗大綱”是監造人員對非重要設備進行質量監督的技術指導性文件，“監督檢驗大綱”明確了設備監造活動實施的具體內容、要求，以確保設備監造活動及時、有效地開展。

海陽AP1000 核電項目未編制“專用監督細則”的QS2 監造等級的設備必須編制“監督檢驗大綱”，QS3監造等級的設備根據實際需要確定是否編制“監督檢驗大綱”，海陽項目編制的“監督檢驗大綱”共30份。

設備采購部門根據設備采購合同、設備技術規范和有關的技術要求以及設備監造等級，分批編制了“監督檢驗大綱”，內容包括該設備監造各個階段監督檢查的主要內容及驗收條件和抽查比例等。

3.3 監造適用的法規、標準、規范和設計文件

海陽AP1000 核電項目注重對海陽AP1000核電設備監造工作中使用的法規、規范、技術標準和設計文件（含變更）的管理，建立了適用的法規、規范、技術標準和設計文件（含變更）清單，收集了與監造有關的法規、規范、技術標準和設計文件（含變更），跟蹤并及時發布這些文件的最新狀態，以使監造人員使用有效版本的文件。

3.4 監造工作文件和報告

設備監造過程中，設備采購部門和監造單位需編制相應的工作文件和報告，海陽AP1000 核電項目編制的設備監造工作文件類型及數量如表2所示。

假設有一個數據集D={（xi，yi|i=1，2，…，N）}，其中xi∈Rn，yi∈Rm分別作為特征向量和樣本標簽。含有M個隱層節點的單隱層神經網絡的輸出可表示為：

表2 監造工作文件和報告清單Table 2 List of surveillance documents and reports

4 監造分級管理

為合理分配、使用監造資源并充分發揮監造單位的作用，將公司的監造力量集中有效地投入到重要設備的監造工作中，同時也兼顧到次要設備的質量監督，在監造活動開展前，我們對全廠設備進行了科學的監造分級，針對不同監造等級的設備，采用不同的監造方式和配備不同等級的監造人員［7，8］。海陽AP1000核電廠設備監造等級共分為以下三級：

QS1級設備：采用長期駐廠、全過程質量監督的方式監造；

QS2 級設備：采用階段性駐廠、控制點見證（W、H點）和過程巡視的方式監造；

QS3 級設備：采用階段性驗收或出廠前檢驗的方式監造。

在監造工作實施過程中，根據制造廠的設計能力、制造經驗、生產工藝成熟性及監造單位的工作經驗和表現等實際情況，相關人員可以對設備監造等級進行調整；在某設備制造過程中，如果質量問題頻繁發生且得不到及時有效地糾正或制造進度嚴重滯后時，相關人員應將該設備的監造等級提高。

海陽 AP1000 核電廠 NI、CI 及 BOP 設備監造分級如表3、4所示。

表3 核島設備監造分級表Table 3 The classification table of NI equipment surveillance

表4 常規島及BOP設備監造分級表Table 4 The classification table of CI and BOP equipment surveillance

5 監造經驗反饋與信息化建設

5.1 監造工作經驗反饋

公司充分利用國內其他核電廠設備監造及大修監理過程中積累的經驗［9，10］，分析重要設備的制造工藝，重點關注關鍵工藝及曾經產生不符合項的工藝，以使監造人員在今后實施監造時有預判性和針對性。公司在相關技術文件以及培訓過程中，對曾經出現和容易出現質量問題的關鍵工藝作出提示，要求監造人員對這些工藝加強監督力度，對重大設備制造過程中的一些關鍵工序，必要時邀請國內專家參與先決條件檢查、技術交底及制造質量監督，以加強相應設備的監造力度。

監造人員在AP1000 設備采購制造過程中及時將制造和管理方面的問題進行整理，匯編成經驗反饋手冊和清單，相關數據如表5所示：

表5 設備經驗反饋數據Table 5 Equipment experience feedback data

5.2 監造管理信息化建設

鑒于計算機和網絡技術的高速發展，為了將現代信息化管理技術應用于海陽AP1000核電廠設備監造管理，公司開發了含有監造管理功能模塊的工程信息管理系統平臺（CIMS），實現監造工作的信息化管理。一方面可以使公司管理層及時、全面、準確地掌握各設備監造點的情況，現場監造人員也可通過系統網絡及時得到公司的技術支持，實現駐點監造與公司整體監造技術支持體系的動態聯系；另一方面便于進行大量的資料查找、報表編制、統計、分析等工作，大大提高了整體監造管理的工作效率。

6 維修人員的監造參與

作為核電廠設備的最終用戶，維修人員提前參與到設備監造工作有利于其掌握設備的制造歷史和基礎狀態，為做好設備預防性維修方案和設備全壽期管理打好基礎。同時，維修人員加入到監造團隊，能夠很好地緩解設備采購部門的監造人力短缺問題，是對電廠建設期和生產期人力資源配置優化的有效措施。

海陽AP1000 核電項目建設過程中，維修人員共計有384 人·月加入到監造團隊的設備監造工作中，相關人員已成為公司設備維修領域的技術骨干，在預防性維修、維修策略、維修實施、設備可靠性管理及備件管理等生產領域發揮著重要作用。

7 監造人員的派駐

7.1 A1類設備監造

對于西屋聯合體供貨的核島A1類設備，該類設備對核安全有重大影響，如1#機組反應堆壓力容器、蒸汽發生器、堆內構件、一體化堆頂、控制棒驅動機構、爆破閥、主蒸汽隔離閥、穩壓器安全閥和1、2#機組反應堆冷卻劑泵等，在不減輕西屋聯合體供貨責任和國核工程公司監造責任的前提下，營運單位采取駐廠監造、控制點見證和過程巡視方式控制設備制造質量，項目建設期間共實施了134人·月的駐廠監造工作。

為解決護照、簽證辦理的難題，并降低成本，在設備制造相對集中的國家，如美國和韓國，營運單位設立長期監造點，派遣專業人員駐廠監造，并對國核工程公司的監造工作進行監督和考核。

7.2 非A1類設備監造

對于國核工程公司供貨的核島非A1類設備，在不減輕其供貨責任的前提下，對國內首次制造、難度大且周期長的AP1000 設備，如2#機組反應堆壓力容器、蒸汽發生器、堆內構件、一體化堆頂、控制棒驅動機構和1、2#機組穩壓器及堆芯補水箱等，營運單位實施長期駐廠監造；對反應堆冷卻劑系統主管道及波動管、安注箱、非能動余熱排出熱交換器、環吊、裝卸料機等，營運單位實施階段性駐廠監造；對主蒸汽隔離閥、主給水隔離閥、穩壓器安全閥、核級風機等，營運單位以控制點見證、過程巡檢的方式實施監造。為降低成本及有效利用資源，在設備制造相對集中的地區（上海、廣州、大連、秦皇島、太原和哈爾濱），營運單位設立長期的監造點，派遣專業人員監造，項目建設期間共實施了592人·月的駐廠監造工作。

7.3 CI、BOP及送出工程設備監造

對于采購的CI、BOP 及送出工程的設備，營運單位委托中國電能成套公司進行設備監造，其共投入了214 人·年開展監造工作。對核電廠可用率有重大影響的設備，如汽輪發電機組、高壓加熱器、低壓加熱器、除氧器、主給水泵組、循環水泵組、凝結水泵組和主變壓器等，在不減輕中國電能成套公司監造責任的前提下，營運單位采取控制點見證、過程巡視和組織出廠檢驗/驗收三種方式控制設備質量，并對監造單位的監造工作進行監督和考核。

8 對監造單位的評價與考核

為檢驗設備監造單位的工作質量，驗證《設備監造管理大綱》的有效性，提高公司監造管理水平，公司建立了對監造單位工作評價與考核機制，以促進監造單位不斷提高監造工作質量，并強化營運單位對監造單位的管理。

8.1 日常監造工作的監督與評價

公司監造人員在參加設備制造質量監督活動的同時，也對監造單位的監造工作質量進行監督與評價，評價結果反映在“監督行動報告”中。項目建設期間共完成12425份監督行動報告。

8.2 年度評價與考核

根據年度監造工作計劃，設備部組織對監造單位進行年度評價與考核，考核結果形成書面報告。項目建設期間，對國核工程公司和中國電能成套公司共開展了36 次年度評價與考核工作。

對監造單位評價與考核的內容包括：監造單位的組織機構與職責、人員培訓與授權、監造工作計劃的執行、監造技術及管理程序、質量計劃的審查與選點、見證點的出席、質量監督完成情況、監造月報的編制、監造記錄管理、不符合項管理等方面。評價與考核的結論作為公司對監造單位合同支付的主要依據。

9 結論

海陽AP1000 核電廠1、2 號機組分別于2020年2月28日和4月8日按計劃順利完成首次換料大修且一次并網成功，創造了我國核電機組首次換料大修最短工期紀錄，這充分證明了電廠設備制造質量的可靠性，也驗證了本文所論述的設備監造管理體系實踐的有效性，能夠為后續電站的設備監造管理提供參考和指導。