核電廠大修規劃管理

楊 慶，姚 瑜

(中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

0 引言

為響應中國核電關于“運行機組全壽期能力因子[1]達96%、WANO 綜合指數100 分”的世界一流業績要求，以追求卓越，對標世界一流為目標，確保優秀的大修業績是實現目標必不可少的條件，而大修規劃則是大修管理的最根本措施，以重大檢修項目為基準，結合燃料管理策略、設備健康狀況等影響因素，合理規劃各機組全壽期大修安排，持續開展大修優化工作，以問題為導向，不斷提升解決問題的能力，努力創造溢流的核電運營業績，進行核電機組大修的規劃管理。

本文進行核電廠大修規劃方面的研究，在滿足相關法規、規范、大綱的基礎上，確保大修窗口合理，檢修項目在各個大修合理分布；做到盡量減少大修中必須串行工作安排，增加并行工作安排，從項目規劃上將大修工期做到最優化。

1 大修規劃原則

核電廠大修規劃，是指以提高機組的可靠性和能力因子，提升公司生產經營業績為目的，在滿足核安全相關法規、運行技術規范、在役檢查大綱、定期試驗大綱等制度要求的前提下，統籌考慮大修資源及外部限制條件，確定各機組在規劃時間段內的每輪次大修的重點項目、大修類型、循環長度、大修工期、起止時間等要素。

大修規劃應該遵循相應的原則：

1)滿足核安全相關法規制度、運行技術規范、足各類預防性大要求。

2)滿足電網要求，“迎峰度夏/度冬”期間，不安排機組大修。迎峰度夏：原則上，6月15日至9月15日，其中7—8月，嚴格控制；迎峰度冬：原則上，12月15日至春節前15天。

3)滿足公司生產經營的需要。避免各年度內發電量過度起伏，年度發電量控制在一定區間；機組平均能力因子≥93%；滿足臨界檢查、機組并網避開節假日的需求；合理利用節假日安排機組大修。

4)滿足大修資源要求，避免出現三次大修重疊或同一生產單元同時進行兩臺機組大修。

5)滿足燃料循環策略：燃料標準循環長度為480EFPD(EFPD，等效滿功率天)，通過增/減4組燃料，可增/減燃料循環長度25EFPD。

2 大修規劃措施

大修的管理主要包含大修規劃、大修準備、大修實施以及大修總結四個方面的管理，本文主要對大修規劃進行討論。在總結秦山二廠50余次大修經驗的基礎上，從預防性維修大綱修訂、全壽期大修項目規劃、多機組大修窗口規劃、大修對標迭代體系、大修項目規劃共五個方面對大修規劃進行闡述，分析出具體的規劃措施。

2.1 預防性維修大綱修訂

根據PMT、國標、行標、運維手冊、技術規格書、竣工驗收資料、設備運行情況及運行環境等基礎信息，統籌考慮風險控制、設備可靠性提升、設備可用率提升、經濟性提升、最終安全分析報告要求等多方面因素，從預防性維修的內容和周期兩方面開展系統部件的全壽期預維項目管理優化，就是要從系統性和全壽期角度出發，優化完善各系統部件的預防性維護項目，并最終形成系統整體預防性維護策略，實現對全部系統部件的全壽期預防性維修優化。

比如在總結以往大修經驗的基礎上，對設備冷卻水系統(RRI)的預防性維修項目進行優化。對安全列機械類預維項目進行評估優化，經過評估將預維周期為R3的項目統一修改為R2或者R4；將預維周期為R5的項目統一修改為R4或R6；將RRI安全列預防性維修項目周期全部改為R2、R4或者R6，做到安全列每兩次大修進行一次排空檢修，即每次大修只需要對RRI系統兩個安全列中的一列進行排空檢修即可，優化以前每次大修都需要對兩個安全列進行排空檢修，可以節省疏水及充水排氣時間20 h，減少廢水70 m3，檢修時間由分散檢修改為集中檢修，縮短檢修時間約24 h；對RRI系統的公共列進行預防性維修大綱優化，預維周期全部優化為R6，并將所有的預維項目分成兩個批次，即RRI系統公共列每三次大修才需要進行一次排空檢修，優化以前每次大修都需要對公共列進行排空檢修，可以節省疏水及充水排氣時間10 h，減少廢水50 m3，同時能夠提高乏池冷源的可靠性。

2.2 全壽期大修項目規劃

依據處在大修關鍵路徑上的檢修項目總體情況，將機組大修按十年大修(A類)、五年大修(B類)、年度大修(C類)進行分類管理；建立重大檢修項目規劃流程和重大檢修項目調整流程。實現重大檢修項目在A/B/C類大修的合理分布，從本質上實現大修工期的最優化。圖1為全壽期大修項目規劃示意圖。

圖1 全壽期大修項目規劃示意圖Fig.1 Schematic diagram of life-cycle outage project planning

圖2 主線項目優化示意圖Fig.2 Schematic diagram of main line project optimization

重大檢修項目規劃流程是將重大檢修項目規劃到各個大修中。將預防性維修周期為十年的檢修項目安排在A類大修中，將其他大修項目以預維周期和大修類型為基準，進行大修項目的規劃，確定每個大修的檢修項目。定義每個大修項目之間的關系，分為沖突、相容、前置和后置四類，沖突即為兩個項目工期無法重合；相容即為兩個大修項目的工期可以重合；前置即為一個大修項目必須在另一個大修項目前；后置即為一個大修項目必須在另一個大修項目后。如表1為各大修項目關系表。

表1 各項目關系表Table 1 Relationship table of each project

依據表1確定的關系，得出各項目的執行順序關系如表2所示，即依次執行項目5、項目1、項目2、項目4，由于項目3可以與項目5/項目1相容，項目3可以與項目5同步執行。

表2 大修項目執行順序表Table 2 Outage project execution sequence table

重大檢修項目調整流程是在重大檢修項目規劃流程的基礎上進行調整優化。例如，根據表2中的執行順序進行優化，由于項目1和項目4是相容關系，則項目2是待優化項，可以將項目2利用預維周期的25%余度進行調整至其他大修，優化后可以得到表3。

表3 優化后大修項目執行順序表Table 3 Optimized outage project execution sequence table

例如，PT3RIS039(核對HHSI泵的流量)試驗周期是2C，該試驗是大修主線試驗，目的是在各種情況下調整總的HHSI流量，并平衡母管下游每一注入管線流量。根據原有計劃會在309大修執行該試驗，但是由于308大修需要對3RIS037/038VP等8個高壓安注流量調節閥開展全面解體檢查工作，這8個閥門全面解體檢查后，為了保證HHSI泵的流量滿足要求，則必須執行該試驗加以驗證，導致必須在308和309兩個大修都要執行該試驗，為此將原本需要在309大修執行的計劃性試驗提前至308大修，因此309大修即可無需執行該試驗，相當于309大修節省了主線時間。

2.3 多機組大修窗口規劃

秦山核電共有9臺機組，為保證每臺機組有足夠的人力、物力資源，提高大修效率，需要合理規劃多機組大修窗口，目標是避免出現三個大修重疊或同一生產單元同時進行兩臺機組大修，避免春節等重要節假日期間進行機組大修，以及選擇合適的季節進行大修，比如，某一次大修需要進行主變的重大檢修，需要較長的工期，由于主變是戶外設備，因此要避免窗口安排在梅雨季節。

大修窗口的規劃分為三步。

第一步：依據大修分類，確定大修工期，A類大修標準工期為40天，B類大修標準工期為33天，C類大修標準工期為23天。通過第N次大修開始日期和大修工期確定大修結束日期。

DN1+TD=DN2

其中，DN1—第N次大修開始日期；TD—大修工期；DN2—第N次大修結束日期。

第二步：預測第N+1次大修開始日期。以第N次大修結束日期為起始點，以標準裝料循環長度為基準，并適當的給予調峰/調停/非停預留時間，進行預測第N+1次大修開始日期。

DN2+TR+TT=D(N+1)1

其中，DN2—第N次大修結束日期；TR—裝料循環長度；TT—調峰/調停/非停等效滿功率天數；D(N+1)1—第N+1次大修開始日期。

第三步：大修窗口調整。依據預測的第N+1次大修開始日期及大修工期，確定第N+1次大修窗口，與其他機組大修窗口進行比對，核實大修窗口是否存在重合。如果存在大修窗口重合，或者大修窗口與春節等重要節假日重合，或者大修季節與大修項目不相容，則需要進行大修窗口的調整。大修窗口的調整主要有兩個手段，一個是調整燃料裝載數量，另一個是延伸運行。

如需大修窗口調整，優先進行燃料裝載數量的調整，將需要調整的燃料循環確定為機動循環。長燃料循環堆芯燃料管理策略采用部分低泄漏堆芯裝載模式，每次裝入44組235U富集度為4.45%的AFA3G AA 新燃料組件。機動燃料循環采用(44±4)組235U富集度為4.45%的AFA3G AA 新燃料組件的換料模式，燃料循環長度分別約為506EFPD 和456EFPD。該階段的堆芯燃料管理策略詳見表4。

表4 機動循環燃料裝載表Table 4 Motor cycle fuel loading table

如果通過調整燃料裝載數量無法做到大修窗口最優化調整，可以采取延伸運行的方式進行大修窗口的調整，有兩種延伸運行的方式，一種方式是降低滿功率運行時的一回路平均溫度，利用一回路硼酸溶液的負溫度效應釋放一定的反應性，達到延伸運行的目的；另一種方式是降功率運行，通過降低功率，利用功率負反饋釋放一部分反應性，達到延伸運行的目的。

DN2+Tr+TT+TY=D(N+1)1

其中，Tr—裝料機動循環長度；TY—延伸運行等效滿功率天數。

依據調峰/調停/非停等效滿功率天數TT的實際數據，通過對Tr和TY進行動態調整，實現對全壽期大修窗口規劃，確保整個壽期內大修都能在合理的窗口。表5是秦山二廠3號機組的部分大修窗口規劃。

表5 秦山二廠3號機組的部分大修窗口規劃Table 5 Motor cycle fuel loading table of unit 3 in Q2

2.4 創新大修卓越工期對標、迭代體系

以大修分類(A/B/C類)為基準，進行同類型機組大修對標交流和經驗共享，具備條件的可以現場觀摩，以同類型機組的同類大修的最佳工期為目標，進行大修對標，實現大修工期最優化控制。以iDAXIU為載體，進行大修工期的大數據管理，抓取每個大修項目的歷史最佳工期，以歷史最佳工期為目標，分析最佳工期的經驗，并在此基礎上繼續進行優化迭代，實現每一個大修項目工時的逐步迭代，最終達到整個大修工期的迭代，實現大修工期一次比一次更好。以大修期間關鍵路徑操作一回路靜動排氣操作為例，在運用對標、迭代工具運用后，一回路靜動排氣操作用時逐漸優化，秦山二廠3號機組歷次大修靜動排氣用時見表6。以大修對標和大修工期迭代兩個措施為抓手，建立并逐步提高各類型大修工期標準，A/B/C類大修標準工期分別由55/40/30天縮短至40/33/23天。

表6 歷次大修一回路靜動排氣用時Table 6 Time of static and dynamic exhaust in previous outages

2.5 大修項目規劃

以實現大修工期為目標，分解出每一個大修主線項目的工時，通過項目工時分解，找出工時困難項目作為障礙點進行專項攻關，通過對障礙點項目進行邏輯優化、窗口調整、新工藝新方法等措施進行障礙掃除。

邏輯優化：將原本需要串聯執行的項目進行分析優化，改為并列執行，實現主線項目的數量控制。

窗口調整：進行窗口分析優化，進行系統大修轉日常的可行性研究，例如，將輔變檢修/8RRI檢修由大修轉為日常。

新工藝新方法：進行科研攻關和項目優化，實現檢修項目工時的縮短。例如，動態刻棒科研項目在大修機組的應用，一列RRI系統的不排水檢修。

3 總結

通過科學的大修規劃，將每一個大修主線項目合理安排，并且設置合理大修邏輯順序，可以從根本上實現大修項目安排的最優化；然后再結合大修準備、大修實施、大修總結等各個方面的全面優化管理，秦山二廠在大修業績方面取得了優異的成績。1號機組117大修工期為37.52天，創造了全國M310機組A類二十年大修最佳工期紀錄；2號機組215大修工期為25.02天，創造了全國核電機組B類五年大修最佳工期紀錄；4號機組409大修工期為37.48天，創造了國M310機組A類十年大修最佳工期紀錄；特別是3號機組310大修工期為15.12天，創造了全國核電機組大修最佳工期紀錄，全球M310機組大修最佳工期紀錄。

秦山二廠已經經歷50余次大修，總結以往經驗，在大修規劃方面持續改進，本文通過預防性維修大綱修訂、全壽期大修項目規劃、多機組大修窗口規劃、大修對標迭代體系、大修項目規劃五個方面進行詳細介紹大修規劃經驗，總結工作方法，為后續大修的持續優化提供理論及技術支撐。