核電工程臨時特殊裝置的設計優化

倪誠 劉城

【摘 ?要】論文采用整體集中排水替代零星分散排水、正式管道安裝材料替代橡膠軟管的設計思路，通過對某核電項目的臨時特殊裝置進行設計改進，在系統調試階段，完成了集中排水裝置的功能替代，減少了臨時特殊裝置的數量，取得了一定的經濟效益，滿足了核電建設高質量、高標準的要求，希望能對后續項目的臨時特殊裝置設計工作起到借鑒作用。

【Abstract】The paper adopts the design idea of integral centralized drainage instead of scattered drainage and formal pipeline installation material instead of rubber hose. Through designing and improving the temporary special device of a nuclear power project， the function replacement of the centralized drainage equipment was completed in the system commissioning stage. The number of temporary special devices has been reduced， and certain economic benefits have been achieved， which meets the requirements of high quality and high standard in nuclear power construction. It is hoped that it can be used as a reference for the design of temporary special devices in subsequent projects.

【關鍵詞】臨時特殊裝置;設計原則;安裝調試

【Keywords】temporary special device; design principles; installation and debugging

【中圖分類號】TM623 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2022）02-0187-03

1 臨時特殊裝置基礎知識

1.1 TSD定義

臨時特殊裝置，英文縮略語為TSD，即 Temporary Special Device，調試特殊要求的系統臨時專用設施（臨時特殊裝置），因機組/系統/設備的調試（運行、維修、變更）需要，而在系統安裝期間或EESR之后由調試要求或根據程序規定在系統/設備上設置一個臨時特殊裝置，其主要功能是通過新裝、取消、修改部件來替代設備/回路的功能。

1.2 TSD的形成來源

因施工特殊需要（包括維護、試壓）按施工文件實施的臨時物項，主要包括：設備維護保養用的臨時軟管、臨時風管、臨時盲板、壓力表、排氣閥、臨時電纜、接線箱、加熱/干燥裝置等。回路試壓所需的充/排水臨時軟管、臨時增壓泵、壓力表、排氣閥、安全閥、溫度指示器、臨時堵頭、臨時邊界盲板等。

因正式物項未到貨/損壞等原因，系統移交或水壓試驗需要按變更文件后NCR實施的臨時安裝物項，如臨時栓接、臨時焊口、臨時端接、暫替設備等。

因調試要求在系統移交保留項設置的需要，按系統ESP文件實施的臨時物項，如臨時盲板、臨時孔板、臨時堵頭、臨時電纜等。

1.3 TSD設計原則

臨時特殊裝置TSD設計應確保施工隊按照設計出的圖紙進行施工時，管件便于安裝，易于預制和現場調整工作。對于重新設計的管線，應現場測量以避免與其他專業物項發生碰撞。管材及管件均按照國標選用。管道配件連接應根據管徑選用合適的連接形式。為便于現場的安裝和調節，部分焊縫在預制車間焊接。連接管段的現場焊縫，應由現場吊裝、安裝和焊接的操作空間來確定。管線上應有焊縫標識，但無需編號，通常情況下臨時特殊裝置等軸圖無需劃分管段[1]。

TSD管線可以利用BIM技術在預制車間進行模塊化預制，依據現場實際合理布置TSD管線，將管線分為數個標準段和末端非標準段，同時也可以與調試溝通合理安排TSD管線需求，實現同一管線多次利用，進行遷移時標準段可以依據現場實際需求進行重復利用，進而優化連接方式盡量避免現場焊接，管道之間可以采用卡箍連接，卡箍連接操作非常容易，無需特殊專業技術，普通工人經過簡單的培訓即可操作，現場所需的操作空間小，可以真正地實現靠墻靠角安裝，管道原有的特性不受影響，非常適用TSD臨時管線連接。這樣可以減少現場施工量，提高施工效率，也可以減少材料的需求，提高勞動效率。

臨時特殊裝置TSD文件中需明確拆除的正式物項。TSD文件應包含臨時管道、設備的材料清單，至少包含材料名稱、規格、材質、數量等。TSD文件設計時應考慮臨時金屬管和軟管的承壓能力。金屬管與黑膠軟管連接處應設計為魚鱗扣等形式以防松脫。TSD文件中應盡可能明確臨時管道、設備的安裝尺寸及支架的布置要求，對于需現場安裝時確定具體尺寸的，應在TSD文件中說明布置的總體原則（如盡可能貼地/貼墻布置、避讓主通道等），并在安裝前進行技術交底。

TSD設計需嚴格按照核電正式管道設計要求執行，需要在滿足現場使用功能的基礎上，根據現場實際情況進行管線和支架的合理布置，設計圖紙上需對管道、閥門、部件材料信息進行明確要求，明確管道介質、使用溫度等，最終完成管線設計。設計完成后，需要按照標準核電管道設計流程，進行編制審核、編制批準，最終送至業主進行最終確認。在設計通過審核后，項目按照設計圖紙進行材料的精準采購，避免使用不合格材料造成安裝缺陷。

如需現場焊接管道焊口也需要進行嚴格的控制，按照核島管道安裝程序要求進行焊接施工。焊口焊接必須要有相應資格的焊工進行施焊，焊接過程中焊口號、焊工號、焊接工藝選用、焊材領用等均需進行記錄;焊接前焊口及清潔度也要進行嚴格管控，需要質量檢查人員進行驗證;焊接完成后，需要有資格的質量檢查人員進行目視檢查，并進行焊口的PT驗證，保證焊口質量。

如需現場栓接TSD管線上的法蘭栓接也按照核島管道安裝程序要求執行，法蘭栓接需進行栓接信息記錄栓接焊口號、栓接人員、栓接日期、力矩扳手號、力矩值等信息。栓接完成后由質量檢查人員進行力矩驗證并進行簽字確認。在保障質量的同時也解決了以往跑、冒、漏的問題，管線安裝實用美觀的同時也滿足了安質環要求[2]。

TSD管線完成上述要求后依據排水壓力必要時可以進行一次壓力試驗，按照核島管道壓力試驗程序要求執行，壓力試驗有班組及質量檢查人員參加，記錄試驗相關信息并出具壓力試驗報告，從而徹底解決TSD管線跑、冒、滴的現象，提升管路系統運行的穩定可靠性。

1.4 TSD材料驗收標準

臨時物項使用的材料除按變更文件及NCR等文件明確規定進行采購外，其余臨時物項所使用的材料到貨后，應檢查以下內容：

①對制造的質量證明文件進行檢查，確保所采購材料各項性能參數滿足技術部門文件的要求。

②軟管無硬折彎，無皸裂，無明顯損傷。

③緊固件無銹蝕，螺紋無銹蝕。

④法蘭密封面無貫穿性劃痕。

⑤不銹鋼管道無銹蝕。

2 臨時特殊裝置設計安裝中的常見問題

臨時特殊裝置，受“臨時”二字冠名的影響，不論從設計管理還是施工管理角度，都不曾得到足夠重視，控制的標準低了，臨時特殊裝置的成品質量自然就不會高，通過對歷年核建項目TSD設計的工作回顧，可以歸結出以下不足之處。

2.1 各系統TSD布置設計凌亂無規劃

臨時特殊裝置在初設階段沒有考慮布置上的美觀要求，完全由施工隊根據現場實際情況自由布置安裝，往往安裝完畢后布置凌亂無規劃。同一位置有數根TSD臨時管線同時存在，未做到合理有效的利用，且考慮不周還存在與其他專業之間相互干擾的現象，導致現場需要安排施工人員進行修改，這無形中增加了施工人員、安裝材料、施工機械的投入，不利于節約施工成本，從而加大了現場安質環管理難度。

2.2 焊接質量難以保障

既然布置的美觀性被忽略，那么臨時管道的焊接質量自然也不會受到重視[3]。施工人員在安裝TSD的過程中，授權范圍很大，可以靈活布置臨時管道，但并不會過多考慮臨時管道的穩固性，即不會太考慮支架的數量是否足夠，再加上臨時管道的焊接施工要求不高，這樣臨時管道的焊接質量就很難得以保障，這樣就會特別容易出現跑、冒、滴等現象，以及觀感質量差，這就埋下了安全質量隱患。

2.3 軟管使用較多

以往臨時特殊裝置的設計中，使用了大量的橡膠軟管材料，由于缺少必要的外殼保護，橡膠軟管自身耐久性差，橡膠軟管很易損壞，損壞后無法繼續使用，需要重新的采購、制作、連接，這就需要項目不斷地補充采購，造成大量浪費。同時，橡膠軟管在自然狀態下會塌癟再加上大量重疊擺放，整體視覺效果就給人臟、亂、差的感覺，不利于施工標準化管理。

3 某核電站項目TSD改進設計

3.1 設計方案

按照某核電站項目對TSD設計的總體要求，現場設計室對32份集中排水的系統分項TSD進行了分析和整理，結合現場管道專業TSD分隊一線施工技術人員適應性改進提議，在上游設計院的總體布置要求指導下，最終確定改進設計方案如表1所示。

同時，根據工程公司技術要求，為達到安質環的既定驗收標準，對于改進后的集中排水裝置，計算出最大排水量，排水壓力選擇合理管徑，再利用BIM技術規劃出最佳的排水裝置位置、管線布置線路避免與其他專業相互干擾。最后統一按照核島管道施工圖的設計標準進行出圖，一并采用正式核島安裝施工材料進行安裝，按照核島管道安裝程序要求進行焊接施工。利用BIM技術將是解決TSD管線布置及現場標準化模塊化施工的新方向。

3.2 工作量對比

某核電站項目TSD改進設計的最大亮點，就是大大減少了TSD的數量。不論從設計管理還是從施工管理角度，都產生了可觀的經濟效益，相關項目的TSD數量對比如表2所示。

通過上述對比不難看出，通過AZ項目在有針對性地對TSD進行改進設計后，TSD的制作和使用數量大幅下降，有效節約了材料的使用，在滿足了施工功能需求的前提下，減少臨時特殊裝置的制作數量，也在一定程度上節約了人力的投入，同時通過設計優化在現場的布置保證了整體的美觀性，提高了施工的觀感質量。

4 某核電站項目對TSD設計安裝后的效果

4.1 滿足核電建造高標準要求

在傳統核電項目積累的TSD經驗反饋基礎上，采用整體集中排水替代零星分散排水、正式管道安裝材料替代橡膠軟管的設計理念，通過對某核電項目的臨時特殊裝置設計改進，在系統調試階段，達到集中排水裝置的功能替代，減少了臨時特殊裝置的數量，取得了一定的經濟效益，滿足了核電建設高質量、高標準的要求。

4.2 滿足系統TSD調試需要

對比以往項目凌亂復雜的系統分項TSD，出于方便使用需要，調試更需要對TSD進行集中整合，進而提高調試期間的工作效率。新項目加強現場TSD管理，項目和調試進行TSD梳理，盡量集中地安排系統調試工作。根據系統TSD使用需求時間，安排現場TSD的安裝和拆除時間，避免了以往調試TSD安裝后長期未使用未拆除的問題，有效提高了TSD安裝使用效率，做到有計劃地施工和拆除，既滿足了現場使用需求，也提高了項目TSD的整體管理，也可在多次需要TSD臨時排放設施的區域位置，設置一處固定的收集裝置，由需要排放的系統通過臨時管道引至排放收集裝置，再經過臨時TSD管線引至排水點，這樣可以避免安裝多條TSD管線，提升整體質量。

4.3 提升安質環考評等級

自日本福島事件之后，高標準的安質環要求已成為每個核電項目的重要考核標準。在以往項目中，TSD在安質環方面的缺陷被列為重點整治內容。

在安全質量方面，項目按照上游需求編制了TSD專項施工方案，方案對以往忽略的問題作了明確要求，從現場TSD總體設計出發，吸取以往TSD經驗反饋，改進TSD安裝工藝，以往多采用橡膠管進行安裝，由于黑膠管多是整根到貨，現場實際安裝時出于成本考慮，無論安裝需求長短，都不會切割管道，會出現安裝后管道扭曲擺放、多根堆疊等情況，造成現場混亂。臨時鋼管直接在現場進行安裝，管線走向及支架的安裝隨意性大，主要由現場管理人員的經驗及能力決定。由于現場沒有設計TSD臨時管線專用通道，TSD臨時管線管道一般會安裝在人員通道上，堆疊的膠管不僅影響視覺感觀，還會影響人員通行，影響現場物項運輸及與其他專業相互干涉的情況，導致需整改的地方多，在接頭處經常出現滴漏情況，堆疊的管道影響排查維修。

TSD臨時管線的標準化管理是走向核電智慧建造必經之路，要做到標準化管理應對TSD臨時管線進行統一管理，利用BIM技術進行管線走向設計避免相互有影響，將多根TSD管道匯集一處采用一根主排水管道排出核島的方式，減少管道使用量，管道設計盡量靠邊設計，保證通道暢通，在必要時采用地面下預埋，或者增加過橋的方式，解決人員通行物資運輸問題。最后按照核島管道施工圖的設計標準進行出圖，且采用正式核島安裝施工材料進行安裝。TSD材料更換后統一采用焊接加法蘭栓接的方式進行連接，按照相應的核電標準管道安裝要求進行管理，保證施工后的臨時管道的安全和質量，也能夠滿足現場文明施工和安質環的要求。

5 結論

某核電站項目對系統分項排水零散TSD的整合改進設計，滿足調試工作要求以及對零散TSD所肩負功能全面覆蓋的要求。該項改進設計在一定程度上啟發了臨時特殊裝置設計的思路，為后續現場設計思路如何更好貫徹核電項目安質環要求指明了方向。

【參考文獻】

【1】豐慧星.核電廠水壓試驗設備設計方案優化研究[J].核動力工程，2018，39（05）：142-144.

【2】郎錫野.某核電站強度水壓試驗期間的風險及應急措施[J].電工技術，2017（12）：145-146.

【3】陳軍琦.大亞灣核電站臨時特殊裝置的管理實踐[J].電力安全技術，2002（10）：15-16.