K-3項目反應堆冷卻劑泵現場裝配進度控制的探索

夏 亮，朱 偉，任興龍

(中國中原對外工程有限公司,北京 100044)

K-2/K-3項目反應堆冷卻劑泵(簡稱“主泵”)HPR1000型采用的是百萬千瓦級軸封型主泵，這種堆型國家對外出口稱“華龍一號”。主泵是壓水堆核電廠核島內唯一的旋轉設備，是反應堆的心臟，主泵的結構復雜且運行工況苛刻，是高溫、高壓、受輻照的壓力邊界設備，代表著泵類最高水平，屬于核安全一級、抗震Ⅰ類、質保Q1級設備[1]。

HPR1000型主泵為立式三軸承結構，主泵-電機裝配總高度8 950.5 mm，裝配總重量118 t(不包括冷卻水和潤滑油)，且對同軸度、擺度、垂直度、密封泄漏量、振動允許值等要求極高，因此主泵幾無可能在制造廠完成裝配后運抵現場直接進核島安裝。

HPR1000型主泵裝配零件8000余件，光裝配專用工具就達700余項。為保證主泵現場的裝配工作，現場的放射性機修及去污廠房也專門配置了主泵裝配用地坑平臺及密封裝配室。由于主泵安裝對核島內環境也頗有要求，因此主泵是最后進島安裝的重要設備，也因此主泵的裝配和安裝占據著核電廠在冷試前進度主線的重要位置。主泵不能過早地提前裝配，除放射性機修及去污廠房還有其他設備的裝配安裝，空間有限外，主泵裝配對環境也有較高要求，溫度、濕度、振動、塵埃等都有要求。環境的達標基本靠電力維持，而巴基斯坦卡拉奇電網本身穩定性差，雖然機修及去污廠房有應急供電，但也只能保一時供電。一旦銹蝕或絕緣問題，主泵就必須拆解清潔后重新裝配。因此主泵裝配安裝各過程的進度控制直接關系到整個核電廠冷試節點的按期實現，如何能夠將主泵裝配進度控制得當顯得尤為重要。

1 主泵現場裝配進度控制探索的主要思路

本文將從三個方面對主泵現場裝配進度控制進行探索，一是裝配工藝流程的優化，二是質量監督的前移，三是風險管理的充分準備。

1.1 裝配工藝流程的優化

主泵的結構決定了裝配工藝流程，工藝流程的主線和支線又決定了人力資源的分配關系，是裝配進度控制的基礎。

如圖1所示，主泵主體結構包括13個部件，包括：

1)承壓邊界(泵殼、泵蓋、主螺栓、主螺母、密封體、密封蓋、密封體螺栓、密封體螺帽等組成)；

2)水力部件(葉輪、導葉、葉輪罩、活塞環等組成)；

3)軸系(下泵軸、中間軸、軸套、上半聯軸器、下半聯軸器、支撐盤等組成)；

4)主軸密封(導環、外環、密封套筒、機械密封、節流管等組成)；

5)內部組件(隔熱體、折流管、支撐管等組成)；

6)軸承(雙向推力軸承、油密封、水導軸承等組成)；

7)輔助系統(軸封注入水、密封泄漏、高壓冷卻器、潤滑系統等組成)。

圖1 主泵結構 Fig.1 Structure of the RCP

按照安裝由下至上的順序，應先裝配水利部件(包含內部組件及下泵軸等)，其次下電機支座(包含高壓冷卻器，懸液分離器及支管等)，上電機支座(含油冷卻系統、雙向推力軸承)與電機組合體，最后是油密封，軸密封，中間軸等[2]。上電機支座與電機組合體耗時最長，部件最多，檢測最煩瑣，應作為進度控制的主線，其裝配順序如圖2所示(A→H)。

圖2 主泵裝配順序Fig.2 Assembly sequence of the RCP

根據廠內每個部件裝配的經驗天數，配合K3現場主泵部件進島安裝的先后順序，裝配工位以及現場裝的人力資源，將裝配路徑分為三條線最為合理，分別是：

1)水利部件(包含內部組件及下泵軸等)和下電機支座(包含高壓冷卻器、懸液分離器及支管等)；

2)雙向推力軸承和上電機支座(含油冷卻系統等)；

3)電機的組裝及和上電機支座組裝。

由于每條線的裝配任務不同，分工不同，會存在幾天的差異期，此時做好第二臺主泵裝配的穿插，裝配第二臺時做好第三臺主泵裝配的穿插，提高人力資源利用率。最終形成的進度計劃如圖3所示。

1.2 質量管理

主泵的重要性決定了，主泵只要出現任何一點點影響安全運行的質量隱患，都將花費較長的時間處理，因此要保障主泵裝配能夠按照預設的進度計劃完成，質量控制是關鍵。但是質量問題往往是事后發現，發現后才能處理，為了改進質量控制的方法，探索從多個方面對質量控制打提前量。進度計劃如圖3所示。

圖3 進度計劃Fig.3 Schedule plan

1.2.1 提前質量培訓

從裝配啟動之前，籌劃質量培訓的相關事宜，并組織培訓，培訓對象不僅包括哈爾濱電力動力裝備有限公司(簡稱“哈動裝”)自身人員，還包括中國核工業第五建設有限公司(簡稱“五公司”)、中國核工業華興建設有限公司(簡稱“華興”)以及巴基斯坦籍員工。

培訓的目的其一是思想上更重視，要求上更到位，通過培訓使每個人產生強烈的責任意識；其二是明確注意事項，工作方法，不因無知造成意外。培訓的內容除以技術要求為導向的裝配手冊外，另外增加環境、起重、倒運、防異物等相關事項，并編制相應的程序進行宣貫。K3項目主泵在裝配過程中，嚴格控制，沒有因清潔不到位而返工的事項，沒有因倒運磕碰而導致返修的事項，沒有因異物遺漏內部而損傷主泵的事件，沒有因吊裝疏忽而損毀零件的事項，沒有因環境潮濕生銹而反復拆裝的事項。這都是由于要求到位了，思想重視了，行動才能一致。

1.2.2 提前物項消缺

3臺主泵所有23大箱，50多小箱貨物提前開箱，清點收集缺項、損壞、質量存疑物項89項。根據安裝進度計劃提前統籌輕重緩急，安排國內補供。在緩解國內采購部及廠家的供貨疲態的同時，保證急需物項提前到場，不因缺件導致裝配的停滯。

個別未如期到場的物項，利用三大路線裝配時間差靈活調配人力的運用，或是用其他方案臨時代替，待時機成熟時再替換回來。像K3-2下電機支座高壓冷卻器用301.18和301.19兩組螺釘沒有鍍鋅，廠里補制到場時間較長，主泵2組人員先分散至上電機支座或電機，使這部分工作進度提前，螺釘到后，人員反撲下電機支座，最終使各部分進度平衡。還有頂油泵表的螺釘漏發，因電機裝配接近尾聲，停滯將影響進島主線，無法通過人員分配的方式趕回進度，確定采用找工藝螺釘臨時替代，滿足空載試驗要求，待產品件到場后擇機更換。

1.2.3 質量關口前移

質量關口前移是一項非常重要且有效的提升質量控制的措施。每一臺主泵都由8000多大大小小零件組成，涉及240多個連鎖報警信號，在國內制造廠完成試驗后需要全部解體后發運至現場，過程中不出差錯，沒有因各種原因導致零件缺陷、損壞、漏裝是很難做到的。因此提前發現這些問題，提前處理這些問題尤為重要。

為做到質量問題提前發現，在開箱清點時，就注意檢查外。在重點裝配過程中，對物項提前檢查，像主、副瓦止逆閥、節流器、轉子、導葉、葉輪、盤管、電氣元件檢測等都列了提前進行檢查清單。發現問題及時開具NCR，根據意見或處理或補供，像這樣提前發現的質量問題NCR開具了有40多份。質量問題很難避免，質量關口前移為問題處理爭取了時間。

質量管理與進度控制表面上像是一對矛盾體，處理質量問題，勢必會影響進度，特別是像核1級設備，很難通過降低要求來原樣接受，所以進度計劃制定時，都會為處理質量問題預留時間余量。因此只要質量問題處理得當，打好提前量，避免低級錯誤，節省預留時間余量反過來就會督促進度。

1.3 風險管控

風險常常是由于管理失控導致的，比如環境失控，供貨失控，動火作業失控，操作不規范等。有些風險會導致質量問題，像環境、倒運、起重等在質量管理中已有描述。有些風險會導致安全問題，像輪轂帽焊接的動火作業，起重等，本節主要敘述通過同類項目的經驗反饋和對外接口管理方面描述K3主泵裝配的風險管控。

1.3.1 經驗反饋的吸收

通過對K2項目主泵裝配經驗反饋的梳理，除了K2項目外，還梳理了福清以及C項目的經驗，共梳理風險項31項，針對每條風險項都編制了應對措施，并形成行動項逐一落實。

例1：針對K2-2主泵因為HH廠房意外事故停電，導致溫、濕度超標，K2-3主泵的電機、軸承等重要部件出現生銹現象。除銹需要拆解，滑轉子又是熱裝的，因此拆解十分困難，最終影響工期達25 d，此次不僅高低跨采用了雙路供電，兩跨各不相同，一跨停電，另一跨打開中間隔擋可以支援，即便雙路同時斷電，還有應急采油機緊急供電。為了應付突發情況能做到從容應對，編制了應急響應程序，演練突發情況的電源搶修，把供電搶修時間縮短至半個小時，做足了充分準備。

例2：K2主泵裝配部分過程記錄未進行標記確認、未簽字、文件版次易混淆，在巴基斯坦方面見證前，未準備好ITP關閉清單等。此次做好全面準備，從人、機、料、法、環做全方位檢查，確保巴基斯坦人員見證時不出任何差池。

例3：K2主泵電機從HH廠房轉運進島過程中，未注意到室內外溫度差導致部件結露，造成儀表絕緣問題和軸承內部銹蝕問題，此次吸收K2項目經驗，轉運前增加防護罩并加熱，使工件溫度逐步提高，避免因溫差而結露導致的絕緣和銹蝕問題。

1.3.2 對外接口

K項目不僅要受到PAEC(業主單位)的管控，還要接受PNRA(巴基斯坦核能監管委員會)的監管。根據以往經驗，巴基斯坦方面若對某個設備或過程存在疑慮，將會要求暫時停止工作，直到他們能得到滿意的答復。與他們的接口若出現問題，輕則開具NCN等觀察項，重則勒令停工，因此與巴基斯坦方面接口存在風險。

此次主泵裝配PAEC及PNRA共選擇了49個見證點，其中W點43個，R點6個。首先要做到匯總了巴基斯坦方面見證點并制表，時刻打好提前量向巴基斯坦方面報點，保證巴基斯坦方面人員按時到場見證；其次做好陪同見證工作，巴基斯坦方面見證人員雖然都可以說英語，但口音較重，而且經常會隨便找人問問題。裝配人員雖然都有一定英語基礎，但口音的存在容易產生誤解。為了防止這種風險的產生，安排了專人現場全程陪同見證，做好講解工作。專業問題不瞎說。請哈動裝技術總監到場講解，通過深入溝通和交流，巴基斯坦方面對主泵裝配工作十分滿意。雖然因為疫情的原因，巴基斯坦方面在現場安置的質保人員相對較少，但在第一臺主泵裝配的過程中，PAEC人員基本還是堅持到現場見證。等到第二、第三臺主泵裝配的時候，巴基斯坦方面基本就很少安排人到場見證了。我們仍做好照相和錄像，通過軟件發送給巴基斯坦方面，雙方的互信溝通，也為對方的監管創造便利。

與采購部的接口主要是為了解決缺項、損壞、質量存疑物項的及時供應，這個在物項消缺中已有描述。提前發現并解決物項問題，也是風險管控的重要組成部分。雖然上海與卡拉奇相隔萬里，縱觀K3項目主泵整個裝配過程，經過統籌的供貨計劃行動項的落實，沒有因物項供給造成進度拖沓的事件。

K3主泵裝配和安裝工作是多單位合作完成，此次任務的分工是哈動裝人員負責裝配，五公司負責裝配的輔助工作及島內安裝工作，華興負責放射性機修及去污廠房的管理工作。通過每日晚會的形式(匯總當日的工作完成量，安排第二天的工作內容)，使各單位明確每天的工作職責，相互協作，溝通更為緊密，使每一個銜接工作更為順暢，避免出現相互扯皮的現象。比如電機和上電機支座組合體調運核島安裝前，通過提前的晚會進行分工和溝通，第二天哈動裝裝配完后，五公司緊接著將運輸底座安裝至組合體并蓋上防護罩，調運至軸線車，底部增加暖風機為組合體升溫。華興則關閉廠房空調，增派除濕機，整夜對廠房濕度及組合體溫度進行監控。待第三天一早，各種條件都滿足的情況下，實施組合體從放射性機修及去污廠房至K3核島龍門架的運輸、起吊、進島、安裝。整個過程一氣呵成，避免了組合體因在室外逗留時間過長而產生的風險。

另外還需要和島內其他相關系統的安裝形成互動，像電機這樣的較大部件不及時出廠進島安裝，則不能騰出工位供第二臺電機開始裝配。因此在公司內部接口管理中進行及時的進度相關信息互動，也為主泵裝配工序靈活性變動提供了良好的環境，避免了停滯的風險。

質量管理和風險管控一樣，對進度的影響較為隱性，且較難統計具體因某件質量事件或風險事件節約了多少天。但通過上述的質量管理方法和風險管控方法，K3項目主泵裝配均按進度計劃執行，未產生偏離(受島內其他系統安裝影響除外)。

2 K2項目與K3項目主泵裝配時間對比

這里以K2與K3項目三臺主泵從開工時間至電機空載試驗所用時間進行對比(見表1)，在每臺裝配的時間跨度上，實際工作中會穿插其他兩臺的工作。因此使用每臺所用平均天數可較為準確地表示每臺主泵實際的裝配和安裝天數，最終形成甘特圖(見圖4)。從圖中可知，K3三臺總體及單體平均裝配和安裝時間相較K2項目大幅縮短。

表1 K2與K3項目從開工至電機空載試驗所用時間對比表Table 1 Comparison of the time taken for K2 and K3 projects from the commencement to motor no-load test

圖4 節點甘特圖Fig.4 Schedule Gantt chart

3 結論

1)K2項目及同類項目主泵裝配和安裝的經驗反饋，為K3項目在裝配工藝路線優化、質量管理和風險管控上提供了有效的實踐經驗；

2)將主泵裝配路徑分為三條線能夠有效地利用主泵的結構特征和安裝順利，每臺主泵裝配間隙的穿插工作，可以提高人力資源利用率；

3)質量管理從多個方面打提前量，為質量問題處理爭取了時間，可以有效避免因處理質量問題而產生的停滯；

4)風險管控在風險識別和應對措施上有了長足進步，避免因風險的產生而造成的進度損失。