關于M310二代改進堆型核電站一回路主設備安裝關鍵路徑的探討

孫龍

江蘇核電有限公司 江蘇連云港 222042

在核電站建造期間，一回路主設備的安裝處于整個工程建造的關鍵路徑之上，大件設備多，安裝施工邏輯性強，且耗時較長，多個核電機組均發生過因上游因素導致主設備安裝工期滯后等現象。因此，對主設備安裝關鍵路徑進度的分析、探討對核電工程建設有著一定程度上的意義。

1 壓水堆機組一回路主設備安裝關鍵路徑

壓水堆核電站建造期間，一回路主設備安裝的典型關鍵路徑為：環吊及龍門吊可用——主設備支撐安裝——主管道和波動管的引入——主設備安裝——一回路主管道焊接——堆內構件及主泵安裝——核回路沖洗——冷試準備——冷試。其中環吊及龍門吊可用是主設

備吊裝引入、安裝的前提；首先是主管道和波動管引入，如主管道不先引入，后期將無進入的空間；而主設備支撐安裝是主設備引入的前提，因此主設備支撐必須提前主設備到場，以滿足主設備的引入安裝需求。主管道焊接則需在主設備全部就位之后開始，以防錯位及焊接產生應變。

根據某核電站一回路主設備采購的到場計劃安排，結合主設備安裝施工邏輯，該核電站一回路主設備安裝關鍵路徑示意圖見圖1。

圖1 一回路主設備安裝關鍵路徑示意圖

2 各主要部分的合理工期、安裝邏輯及控制要點

2.1 主設備支撐安裝

主設備支撐安裝就位是主設備引入的前提，因此必須提前到場，以滿足主設備的引入安裝需求。主設備支撐本身結構和安裝工藝并不復雜，但其安裝和土建的接口較多，需采取措施控制。

同時，主設備支撐的設計和制造進度應加強控制，多個核電機組都曾在設備支撐的設計或制造階段出現較大失誤，影響現場安裝需求和進度，其中，如某核電站曾因垂直支撐嚴重滯后，蒸發器的安裝就位均受到不同程度影響，導致3臺蒸發器到場后平均存放時間超過3個月才引入廠房。又如發生過因蒸汽發生器（1環路）下部橫向支撐未到貨，導致蒸汽發生器本體到貨不能夠直接引入，需要臨時存儲，不僅增加了成本，也存在存儲相應的風險。

結合安裝技術要求及以往機組經驗，主泵、蒸汽發生器垂直支撐安裝及養護合理工期2.5個月。采購、工程部門必須密切配合，合理安排各支撐的到貨時間。

2.2 主設備就位及安裝

根據以往電站的實際進度，壓力容器安裝工期通常為1個月，1臺蒸發器則為10天至15天，泵殼安裝時間較短，通常在10天左右。

由于反應堆廠房環吊及龍門吊的唯一性，且受反應堆大廳平臺空間的限制，壓力容器、主泵和蒸汽發生器三大主設備的引入無固定的先后邏輯關系，往往根據設備到貨的時間而決定引入的順序。但單一主設備安裝的邏輯施工順序非常強，環環相扣，如果某主設備相關配件不能及時供貨，勢必導致該設備的下游工序無法進行為了避免此類事情的發生，必須提前梳理并嚴格按照供貨邏輯關系安排供貨計劃。如反應堆壓力容器到貨后，緊接著是堆內構件、上部構件、控制棒驅動機構到貨，不能先將控制棒驅動機構供貨。各主設備相應的專用吊裝運輸專用工具需與主設備一同到貨，反應堆壓力容器、主泵和蒸汽發生器安裝螺栓用螺栓拉伸機至少需在密封前提一個月到貨。

2.3 主管道焊接

現階段一回路主管道焊接一般采用自動焊，三個環路各管段焊接的合理工期為3-4個月。

一回路主管道焊接的焊接質量直接影響主設備安裝關鍵路徑工期，一直是核電站建設過程中技術難度最大也是最受關注的焊接活動。一回路主管道焊接邏輯：主管道自動焊工藝評定完成——壓力容器、主泵泵殼、蒸發器可用——主管道焊接。每環路的主管道（冷段、熱段、過度段）的安裝焊接順序及技術要求必須完全按照施工方案和相關程序規定開展組對和焊接施工，以防止焊接應力和變形，確保焊接質量。

為提高主管道組對和焊接速度，通常的措施有：制定完善的施工方案和詳細的操作流程，并嚴格執行，確保施工質量和安全；加強焊工技能的培訓和考核，提高組對和焊接工作效率。可以增加焊工、焊接設備等資源投入，并適當延長作業時間和采取倒班施工；提前啟動部分焊口的組對、焊接，如主泵泵殼和蒸發器安裝就位后，即可先開展主管道過渡段部分焊口的組對、焊接，以節省其占據關鍵路徑的時間[1]。

2.4 堆內構件的安裝

參考以往經驗，堆內構件安裝實際平均工期約5個月。M310二代改進型機組反應堆堆內構件安裝通常在主管道冷熱段焊接全部完成后開始，主要包括下部構件第一次引入——下部構件與壓力容器的對中——管嘴、徑向支撐塊與徑向鍵的間隙測量——U型嵌入件的加工——上下部構件的對中復測——嵌入件的安裝——吊籃內部組件的安裝——上部堆內構件的控制棒導向筒安裝等主要工序，堆內構件安裝是一回路主設備安裝中過程最復雜，精度要求最高的一部分。

堆內構件安裝過程的特點是“慢工出細活”，其中有大量工作與各種間隙、長度的測量密切相關，其工作難點是上下部構件的對中復測及嵌入件的加工和安裝，堆內構件安裝過程中的風險和難度是核電工程建設過程中最大和最難控制的，做好RVI安裝的質量控制和風險防范尤為重要，而嵌入件的加工和安裝是重之關鍵，需重點關注和提前采取合理的措施（測量人員培訓，專用工器具加工，）保證安裝質量進而確保安裝進度。

2.5 主泵安裝及試驗

主泵的安裝和堆內構件安裝可以平行施工，正常安裝工期通常短于堆內構件安裝，合理的工期設置為4-5個月。主泵的安裝通常不在關鍵路徑上，但常遇到主泵到貨嚴重滯后的情況，導致其上升為關鍵路徑。M310改進堆型主泵的安裝過程主要包括主泵水力部件/電機拼裝完成——水力部件本體吊裝——主法蘭/主螺栓的安裝——電機支撐安裝——主泵電機的安裝等工作。主泵安裝的前提是主泵水力部件的拼裝、主泵電機的拼裝，主泵電機和水力部件拼裝的質量和進度往往決定整臺主泵安裝的進度和工期，因此主泵國產化后的設備到場時間和電機/水力部件的拼裝/安裝是關注重點[2]。

2.6 工期裕量設置

合理的計劃安排大都會為抵抗工程實施過程中遇到的各種風險而設置一定的工期裕量。工期裕量的設置通常遵循合理設置、集中使用和放置于關鍵路徑的關鍵位置等基本原則。

3 采取措施的建議

3.1 必須確保一回路主設備的制造進度和制造質量

為避免一回路主設備發生供貨滯后的情況，需采取以下措施：

（1）嚴格控制設計變更。較大的設計變更會帶來制造費用的增加和交貨期的延長，給設備按時供貨和整個項目工期帶來風險，因此，須從源頭嚴格控制可能出現的變更，督促設計人員根據專業知識和經驗反饋，指出可能出現變更的問題，提醒設計部門、制造部門注意；并在設計合同中增加約束條款，由設計承包商承擔部分的變更后果，可以激勵其盡快完成技術規格書，減少變更次數，降低變更的影響。

同時，通過定期組織設計部門和制造商之間的技術交流，可減少設計和實際制造間可能出現的矛盾，為設備制造提供有力條件。

（2）加強駐廠監造和設備的檢驗。為保證制造商嚴格按照生產節點生產，必須要委派有資質、經驗的監造人員進行現場設備監造工作，提前發現問題，確保制造商嚴格按照已承諾的制造節點生產，遇到問題及時溝通，解決問題，保持生產的連貫。

同時制造過程中，加強設備制造過程質量，避免返工。對設備原材料復檢、半成品控制、成品檢驗嚴格控制；制造完畢后，必須要重視出廠檢驗組裝工作，檢查設備是否滿足使用要求，是否達到設計要求；在出廠檢驗階段發現問題并進行解決要比設備到達現場后發現問題既省時又省力。

（3）協調制造廠家加快制造進度。發現主設備制造偏離計劃時，積極督促制造廠家進行根本原因分析，并制定有效的解決措施，同時向其他主設備的制造廠家進行經驗反饋。通過積極協調制造廠增加制造人員和工作時間等方式制定趕工計劃，確保設備制造進度符合計劃的需求[3]。

3.2 制定合理的安裝計劃

根據其他電廠的建設經驗反饋和電站的實際情況，制定合理的主設備安裝專項計劃，避免不必要的工期浪費和施工延誤，確保安裝關鍵路徑緊湊合理。

3.3 做好接口控制

做好設備到貨和設備安裝之間的接口控制，提前開展主設備安裝的施工準備工作。主設備到場后，一旦具備安裝條件，可以立即開展引入就位和安裝工作，以便節約施工準備所占安裝關鍵路徑的時間。

3.4 主設備滯后時施工計劃優化思路

當一回路主設備制造進度滯后時，應提前進行計劃分析，必須采取主動措施爭取在安裝階段進行滯后工期的消化，否則將對后續冷試等關鍵目標產生嚴重影響。采取措施時，需注意環吊的唯一性以及反應堆豎井、換料水池、反應堆大廳平臺等重要操作區域的空間限制，必須經過充分的論證，制定考慮周密、技術可行的調整方案和計劃，進而確保質量、安全和進度。

根據其他電站建設經驗，上游進度延誤主要按以下措施進行逐級消化。

3.4.1 調整主設備引入/安裝順序

當某一主設備無法按原計劃到貨時，由于受到環吊、龍門吊唯一性的限制，可以打破原計劃引入安裝順序，對已到貨的主設備提前引入安裝，從而確保總體進度。主要通過以下方式實現。

（1）調整同種設備間的引入安裝順序，如各主泵間、蒸發器之間。采用該方式，主設備安裝邏輯順序相對變化較小。

（2）調整不同種設備之間引入安裝順序，如某臺主泵與某臺蒸汽發生器之間、某臺主泵（蒸汽發生器）與壓力容器之間等。采用該方式，主設備安裝邏輯順序變化非常大，必須慎重。

必須注意的是，調整過程中原關鍵路徑直接發生變化，同時部分相關的原未處在關鍵路徑的作業有可能上升為關鍵路徑，必須對計劃重新審定，確認新的關鍵路徑。

3.4.2 調整主設備安裝技術邏輯

該措施必須征得設計的同意，或者需要論證是正確的，同時存在一定不可遇見的潛在風險。通過正確調整部分安裝技術邏輯把原來緊前、緊后類型作業變成可以全部或部分并行的作業，從而減少整個工作的持續工期。該措施在堆內構件、控制棒驅動機構組裝部分工作中可以使用，同樣也可以在主泵滯后時使用——與廠家和設計人員溝通，主泵提前到場，在現場進行拼裝工作。

3.4.3 主管道同步焊接

主管道安裝焊接處在主關鍵路徑上，技術要求非常高，只有在以上幾種措施無法消化上游延誤的嚴重情況下，才考慮采用主管道各環路同步焊接措施，減少主管道安裝焊接持續工期，以達到繼續消化上游進度延誤的目的。

必須注意的是：采用該措施時，必須提前做好相關準備工作（如增加主管道焊接、探傷等人員及焊接設備。）

3.4.4 壓縮安裝作業持續工期

這是一種常用、風險較小的消化工期延誤的應對措施，不必改變原計劃中的主設備安裝施工邏輯順序，主要通過以下三種方式實現。

（1）增加每日工作時間，壓縮安裝作業總體持續工期。

（2）在安裝作業空間許可的情況下，增加人力投入，壓縮安裝作業總體持續工期；

（3）以上兩種方式綜合使用，壓縮安裝作業總體持續工期。

4 結語

通過分析一回路主設備安裝合理工期及邏輯關系，一回路主設備的安裝工期屬于關鍵路徑，需采取有效的措施保證主設備安裝工作的進度；如果主設備供貨發生滯后的情況，需經過充分的論證，制定邏輯周密、技術可行的調整方案和計劃，爭取在安裝階段消化掉滯后的工期，避免對下游的核島冷試節點產生影響。