AP1000核電機(jī)組汽輪機(jī)安裝的管理策略與措施

王軍

(中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司，北京100084)

1 AP1000核電機(jī)組汽輪機(jī)簡(jiǎn)介

三門(mén)核電一期工程汽輪機(jī) (以下簡(jiǎn)稱(chēng)汽輪機(jī))是1 000 MW級(jí)汽輪機(jī)組，工作轉(zhuǎn)速1 500 r/min、單軸、四缸六排汽，有2個(gè)兩級(jí)再熱的外置式中間汽水分離再熱器，末級(jí)動(dòng)葉片長(zhǎng)1375 mm。主汽輪機(jī)由1個(gè)高壓缸、3個(gè)低壓缸及其附件組成，附件包括進(jìn)汽閥、盤(pán)車(chē)裝置、潤(rùn)滑油系統(tǒng) (包括頂軸油系統(tǒng))及儀表和控制系統(tǒng)。

主要性能指標(biāo)及技術(shù)參數(shù):

汽輪機(jī)型式:單軸、四缸六排汽、中間帶汽水分離再熱器、反動(dòng)凝汽式;

額定功率:1 251 MW;

工作轉(zhuǎn)速:1 500 r/min;

額定主蒸汽:5.38 MPa/268.6℃ ;

額定主蒸汽流量:6 799 t·h-1;

額定主蒸汽濕度:0.45%;

再熱溫度:257℃;

排汽壓力:4.4 kPa(a);

抽汽回?zé)峒?jí)數(shù):7(2級(jí)高加+1級(jí)除氧加熱+4級(jí)低加);

高壓部分通流級(jí)數(shù):2×10;

低壓部分通流級(jí)數(shù):3×2×10;

汽封型式:曲徑式蒸汽密封;

末級(jí)動(dòng)葉片長(zhǎng)度:1 375 mm;

電液控制系統(tǒng):高壓電液控制 (抗燃油)。

2 主要安裝工作內(nèi)容和工藝流程

2.1 汽輪機(jī)安裝工作內(nèi)容

現(xiàn)場(chǎng)汽輪機(jī)安裝工作主要包含軸承箱就位、低壓缸安裝、高壓缸安裝、軸瓦及隔板等部套件安裝、轉(zhuǎn)子找中心、扣缸及后續(xù)靠背輪連接、罩殼安裝等施工內(nèi)容。

汽輪機(jī)由1只高壓缸，3只低壓缸及其附件組成，附件包含各軸承箱、盤(pán)車(chē)裝置，隔板、軸承、軸封等，皆以散件供貨。高壓缸采用單層缸雙流對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，低壓缸采用雙層缸雙流對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，高、低壓隔板固定在缸體持環(huán)上。高壓缸以上、下半缸形式供貨。低壓缸分內(nèi)、外缸，內(nèi)缸為上、下半缸形式，外缸上、下半缸又分成3片缸，現(xiàn)場(chǎng)拼裝。3根高壓轉(zhuǎn)子，3根低壓轉(zhuǎn)子通過(guò)剛性聯(lián)軸器連成一個(gè)軸系再通過(guò)剛性聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連，每根轉(zhuǎn)子有1對(duì)徑向軸承支撐，整個(gè)軸系有1只推力軸承，位于1號(hào)低壓缸與2號(hào)低壓缸之間的軸承箱內(nèi)。

2.2 安裝工藝流程

整個(gè)安裝工藝流程如圖1。

圖1 安裝工藝流程

3 安裝過(guò)程中的管理策略

3.1 安全管理

安裝施工過(guò)程的安全管理主要從事前預(yù)防、事中控制2方面進(jìn)行:

1)施工策劃、方案編制及審查時(shí)充分考慮安全因素，針對(duì)汽輪機(jī)部件多、部件體積和重量大、安裝過(guò)程中吊裝作業(yè)頻繁、吊裝精度要求高、下缸需卸車(chē)后翻轉(zhuǎn)才能就位的特點(diǎn)，要求施工單位編制《汽輪機(jī)設(shè)備卸車(chē)及吊裝》專(zhuān)項(xiàng)施工方案;針對(duì)缸體、轉(zhuǎn)子等部件重量大、運(yùn)轉(zhuǎn)層樓面載荷有限且場(chǎng)地狹小的特點(diǎn)，要求施工單位參照設(shè)備制造商提供的大部件放置圖，編制并執(zhí)行《汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)大件設(shè)備堆放施工方案》;汽輪機(jī)安裝環(huán)境要求高、為了嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)人員進(jìn)入，減少引入異物的風(fēng)險(xiǎn)，確保設(shè)備部件安全，要求施工單位設(shè)立汽輪機(jī)安裝專(zhuān)區(qū)圍墻，為相關(guān)人員發(fā)放專(zhuān)區(qū)出入證，在出入口配置安保人員進(jìn)行管控;在監(jiān)理、業(yè)主審查的基礎(chǔ)上，邀請(qǐng)外部專(zhuān)家對(duì)汽輪機(jī)安裝方案進(jìn)行審查把關(guān)，督促完善施工安全措施，嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)交底。

2)針對(duì)汽輪機(jī)安裝區(qū)域孔洞多、高度差大的狀況，要求施工單位在缸體中分面鋪設(shè)保護(hù)層，在高壓缸孔洞兩側(cè)搭設(shè)防護(hù)架，在登高作業(yè)區(qū)域搭設(shè)腳手架等，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)安全管理。清洗設(shè)備用的煤油定點(diǎn)存放，周?chē)鷩?yán)禁動(dòng)火，使用過(guò)的回絲要存放在指定位置，統(tǒng)一處理。針對(duì)扣缸后缸內(nèi)形成密閉空間，督促施工單位嚴(yán)格執(zhí)行受限空間管理程序。

3)施工過(guò)程加強(qiáng)檢查，監(jiān)督整改?，F(xiàn)場(chǎng)大件吊裝時(shí)安全人員實(shí)施旁站監(jiān)督，特別是缸體下半翻轉(zhuǎn)及吊裝、轉(zhuǎn)子吊裝，低壓缸端汽封波紋節(jié)穿裝，扣缸等重要的大件吊裝環(huán)節(jié);施工區(qū)域?qū)嵭袙炫谱鳂I(yè)，垃圾、廢料及時(shí)清除，保持施工現(xiàn)場(chǎng)整潔，樹(shù)立窗口形象?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)安全文明施工問(wèn)題時(shí)，立即予以制止或督促改正，確保人員和設(shè)備安全，并及時(shí)告知施工單位相關(guān)負(fù)責(zé)人員，確保類(lèi)似問(wèn)題得到有效改善。

3.2 質(zhì)量管理

汽輪機(jī)安裝精度及清潔度要求非常高，安裝質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到機(jī)組的運(yùn)行質(zhì)量和安全。現(xiàn)場(chǎng)汽輪機(jī)安裝質(zhì)量控制的主要依據(jù)是合同文件、管理程序、設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)備技術(shù)文件以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。

質(zhì)量控制的主要措施有:

1)對(duì)汽輪機(jī)安裝的每道工序認(rèn)真審查，對(duì)關(guān)鍵重要工序選見(jiàn)證點(diǎn)或停工待檢點(diǎn) (W點(diǎn)和H點(diǎn))進(jìn)行控制。對(duì)于已選點(diǎn)的工序，采用分次放行單的方式對(duì)每次檢查確認(rèn)的內(nèi)容進(jìn)行分解和記錄，相應(yīng)工作全部完成后，確認(rèn)分次放行單覆蓋全面所有檢查內(nèi)容，避免檢查內(nèi)容遺漏;對(duì)未選點(diǎn)工序，對(duì)施工單位產(chǎn)生的記錄進(jìn)行檢查，確保每份記錄都進(jìn)行過(guò)嚴(yán)格的檢查和控制，同時(shí)，保存好各種數(shù)據(jù)以及重要照片。

2)積極參與設(shè)備開(kāi)箱驗(yàn)收，及早發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備到貨時(shí)存在的問(wèn)題;對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的安裝質(zhì)量問(wèn)題發(fā)起質(zhì)量觀察報(bào)告 (QOR)，督促施工單位予以整改;對(duì)不符合設(shè)計(jì)要求的施工質(zhì)量問(wèn)題或責(zé)任不明確的設(shè)備問(wèn)題，督促施工單位發(fā)起不符合項(xiàng)報(bào)告(NCR)，并跟蹤和協(xié)調(diào)處理;

3)對(duì)施工方案進(jìn)行審查，明確技術(shù)要求，優(yōu)化施工工序，減少返工可能對(duì)設(shè)備引起的損傷;開(kāi)始施工前澄清和確認(rèn)汽輪機(jī)安裝用的輔材，嚴(yán)格控制輔材成分，確保滿足設(shè)計(jì)要求。

4)要求設(shè)備制造廠參與對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝最終狀態(tài)的確認(rèn)，利用制造商工代進(jìn)行設(shè)備到貨及安裝質(zhì)量把關(guān)，同時(shí)承擔(dān)相應(yīng)的確認(rèn)責(zé)任。尤其汽輪機(jī)內(nèi)部通流間隙直接關(guān)系到機(jī)組的運(yùn)行安全及出力，要求工代對(duì)現(xiàn)場(chǎng)壓鉛絲測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)認(rèn)可。

5)低壓缸扣缸前邀請(qǐng)質(zhì)監(jiān)站對(duì)扣缸前的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督檢查和確認(rèn)。

6)加強(qiáng)日常監(jiān)督和驗(yàn)收，在缸體上施工的人員穿無(wú)釘軟底鞋上缸工作，不得隨意在設(shè)備上鉆孔、切割及焊接，不得野蠻敲打設(shè)備;及時(shí)對(duì)螺栓、墊塊等小部件及時(shí)清點(diǎn)，并分類(lèi)定點(diǎn)存放，對(duì)軸承等重要部件進(jìn)行覆蓋防塵、防水、防碰;對(duì)缸體、內(nèi)部套等部件進(jìn)行涂油防銹;扣缸時(shí)要求相關(guān)人員一律穿著連體服，對(duì)帶入的工具進(jìn)行登記和清點(diǎn)，用內(nèi)窺鏡進(jìn)行清潔度檢查，并暫停周邊打磨焊接等可能引入異物的施工;扣缸后對(duì)設(shè)備孔洞、管口貼封條密封，防止異物進(jìn)入;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)海邊潮濕的環(huán)境，協(xié)調(diào)施工單位購(gòu)買(mǎi)并投用熱風(fēng)機(jī)對(duì)缸內(nèi)部套通熱風(fēng)成品保護(hù)。

3.3 進(jìn)度管理

汽輪機(jī)安裝作為常規(guī)島安裝的主線，進(jìn)度管理尤為重要。為了確保汽輪機(jī)安裝進(jìn)度，一方面需要協(xié)調(diào)上游設(shè)備盡早到貨，另一方面需要做好現(xiàn)場(chǎng)安裝資源協(xié)調(diào)。

對(duì)于汽輪機(jī)安裝的進(jìn)度管理，主要措施如下:

1)密切跟蹤廠內(nèi)制造進(jìn)展，通過(guò)赴制造廠實(shí)地考察，季度協(xié)調(diào)會(huì)/設(shè)備協(xié)調(diào)會(huì)等手段協(xié)調(diào)設(shè)備盡早到貨。

2)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，為汽輪機(jī)到貨后的順利安裝創(chuàng)造條件。

為了確?，F(xiàn)場(chǎng)汽輪機(jī)安裝工作順利開(kāi)展，邀請(qǐng)制造商專(zhuān)家到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝技術(shù)交底，確保現(xiàn)場(chǎng)充分掌握安裝技術(shù)要求及總體進(jìn)度目標(biāo)，為現(xiàn)場(chǎng)安裝創(chuàng)造條件。

3)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)，優(yōu)化工序，加快問(wèn)題處理確保安裝進(jìn)展。

定期在現(xiàn)場(chǎng)召開(kāi)碰頭會(huì)，協(xié)調(diào)部件催交、開(kāi)箱領(lǐng)用、設(shè)備消缺、現(xiàn)場(chǎng)工作安排等方面的問(wèn)題;針對(duì)設(shè)備及專(zhuān)用工具到貨較晚且借用流程不暢的情況，組織專(zhuān)題會(huì)進(jìn)行協(xié)調(diào)解決;針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)問(wèn)題，充分評(píng)估后果斷決策，優(yōu)化工序，盡量減少影響。

4)督促現(xiàn)場(chǎng)資源投入，確保安裝有序推進(jìn)。

不定期對(duì)施工單位的人力投入情況進(jìn)行清點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)安裝工作面人員不足，立即督促施工單位加派人員;督促施工單位在汽輪機(jī)安裝過(guò)程中做好運(yùn)轉(zhuǎn)層場(chǎng)地及行車(chē)占用等資源分配和工作安排，確保安裝工作有序推進(jìn)。

5)以安全和質(zhì)量促進(jìn)度。

汽輪機(jī)安裝過(guò)程中，設(shè)備吊裝頻繁、安裝精度要求高，督促施工單位做好安全和質(zhì)量控制，避免/減少返工工作量，以安全和質(zhì)量促進(jìn)度。

4 經(jīng)驗(yàn)反饋和措施

4.1 做好汽輪機(jī)安裝前的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

為了避免造成不必要的麻煩，要盡早對(duì)汽輪機(jī)基座上的預(yù)埋件 (地腳螺栓、錨固件、軸承箱、MSV、套管及保溫)進(jìn)行復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)處理。

4.2 部件到貨順序優(yōu)化

汽輪機(jī)由諸多部件組成，且有較為明顯的安裝順序，各部件不可能同時(shí)制造完工和發(fā)貨，若到貨順序不合理可能導(dǎo)致前序部件未到而后裝部件到貨積壓占用寶貴存放場(chǎng)地的情況。在設(shè)備采購(gòu)合同中明確汽輪機(jī)設(shè)備部件的到貨順序，同時(shí)按現(xiàn)場(chǎng)需求順序予以催貨，使制造廠家將有限的資源優(yōu)先投入到急需的部件上。

1)第1批供貨:汽輪機(jī)各軸承座墊塊、可調(diào)墊鐵、臺(tái)板。(包括軸承座回油套管);低壓缸墊塊、可調(diào)墊鐵、臺(tái)板等基礎(chǔ)部分相關(guān)附件。

2)第2批供貨:汽輪機(jī)各軸承座、軸瓦等相關(guān)部件;高、低壓汽門(mén)部分各部件;高壓外缸、隔板套等相關(guān)部件，高壓轉(zhuǎn)子;低壓外缸、低壓內(nèi)缸，隔板等相關(guān)部件，低壓轉(zhuǎn)子。

3)第3批供貨:汽輪機(jī)靠背輪螺栓、墊片、盤(pán)車(chē)裝置等相關(guān)部件。

4)最后:汽輪機(jī)罩殼部分。

4.3 做好制造階段檢查和驗(yàn)收

汽輪機(jī)安裝過(guò)程中的問(wèn)題，很多都是設(shè)備在制造廠內(nèi)檢查不完善而帶到現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的，且設(shè)備一旦帶缺陷發(fā)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，受各種條件的制約，處理難度和成本將成倍增加。制造廠應(yīng)在廠內(nèi)完成對(duì)關(guān)鍵部件試裝配、對(duì)產(chǎn)品基本參數(shù)及接口尺寸的復(fù)核，并減少低級(jí)人因錯(cuò)誤。如軸瓦殼體頂部間隙超標(biāo)問(wèn)題、部分低壓隔板套支撐鍵墊塊尺寸錯(cuò)誤問(wèn)題、高壓缸端汽封墊片分布的螺栓孔設(shè)計(jì)數(shù)量與實(shí)際數(shù)量不符問(wèn)題等。

4.4 做好設(shè)備部件的標(biāo)識(shí)

產(chǎn)品標(biāo)識(shí)作為識(shí)別產(chǎn)品的一項(xiàng)要求，無(wú)論是從安裝、維修的便利考慮，還是從部件的可追溯性考慮，都應(yīng)得到足夠的重視，并且標(biāo)識(shí)的位置、標(biāo)識(shí)的內(nèi)容都應(yīng)該規(guī)范化。

4.5 其它

充分考慮大件設(shè)備存放問(wèn)題，如安裝及檢修空間;樓面承載及載荷均布措施;汽輪機(jī)周邊設(shè)備的安裝順序，如汽輪機(jī)安裝應(yīng)晚于發(fā)電機(jī)定子吊裝;凝汽器喉部低加應(yīng)在內(nèi)缸就位前安裝;低壓缸轉(zhuǎn)子運(yùn)至廠房前，吊物孔外側(cè)的大門(mén)需緩裝等。

〔1〕孫漢虹.第三代核電技術(shù)AP1000〔M〕.北京:中國(guó)電力出版社，2010.

〔2〕電力行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.汽輪機(jī)本體安裝〔M〕.北京:中國(guó)電力出版社，2011.

〔3〕三門(mén)核電廠.1號(hào)、2號(hào)機(jī)組常規(guī)島建安工程1號(hào)、2號(hào)汽輪機(jī)安裝施工方案〔R〕.2011.

〔4〕三門(mén)核電廠.1號(hào)、2號(hào)機(jī)組汽輪機(jī)間隙控制導(dǎo)則〔S〕.2009.

〔5〕三門(mén)核電廠.1號(hào)、2號(hào)機(jī)組電纜安裝說(shuō)明〔R〕.2009.