AP1000 DWS系統(tǒng)模塊化施工經(jīng)驗反饋

摘要：模塊化建造技術(shù)首次應(yīng)用于國內(nèi)核電站建設(shè)，是AP1000核電機組的特色之一。文章對DWS系統(tǒng)（除鹽水輸送和儲存系統(tǒng)）模塊在建安和調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)的問題進行了分析，為后續(xù)AP1000機組建設(shè)提供了良好的經(jīng)驗反饋。

關(guān)鍵詞：AP1000機組；DWS系統(tǒng)；核電項目；模塊化施工；核電站建設(shè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP29 文章編號：1009-2374（2015）18-0069-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.036

1 概述

模塊化建造技術(shù)在AP1000機組建造中廣泛采用，它使建造活動處于容易控制的環(huán)境中，更加容易保證建造質(zhì)量。模塊化建造技術(shù)是一種先進的施工理念，它的先進在于它大量地引入了平行作業(yè)，從而大大地縮短了核電廠建造工期。它的精髓并沒有徹底顛覆傳統(tǒng)施工理念，而是把它進行了優(yōu)化，依靠當(dāng)今發(fā)達的先進技術(shù)，將土建、安裝、調(diào)試等工序進行了深度交叉。

但是，模塊化施工是有前提條件的，它很大程度上依賴于發(fā)達的制造技術(shù)、加工技術(shù)、信息技術(shù)以及項目管理技術(shù)。只有擁有了相當(dāng)水平的加工本領(lǐng)與管理體系，才能實現(xiàn)大量模塊的對接；只有擁有了相當(dāng)高的施工管理信息化水平，才能滿足各道平行作業(yè)有條不紊的同步管理。

作為全球首臺AP1000機組，三門核電一號機組除鹽水輸送與儲存系統(tǒng)催化除氧單元（MS08）采用模塊化建造技術(shù)。模塊化施工節(jié)約時間、空間，設(shè)備集中，便于操作和管理，但是MS08設(shè)備模塊在設(shè)計、建造中也出現(xiàn)了一系列問題。為了使模塊化建造技術(shù)更好地應(yīng)用于AP1000機組建設(shè)，本文對MS08模塊設(shè)計、設(shè)備制造、現(xiàn)場接口施工及設(shè)備文件等方面出現(xiàn)的問題進行了分析介紹，避免在今后的設(shè)備模塊建造中出現(xiàn)類似問題。

2 DWS系統(tǒng)模塊介紹

在國內(nèi)，模塊化建造技術(shù)用于除鹽水輸送與儲存系統(tǒng)，三門尚屬首例，DWS系統(tǒng)MS08模塊包含DWST CORS（DWST催化除氧單元）和CST CORS（CST催化除氧單元）兩套催化除氧單元，每套催化除氧單元裝置的尺寸為4270mm×1680mm×3000mm，除了輸送泵，其他設(shè)備、連接管道、閥門和附件都安裝在公共基座上。

3 三門核電一號機組DWS系統(tǒng)催化除氧模塊問題分析

三門核電一號機組除鹽水輸送與儲存系統(tǒng)催化除氧單元模塊，在移交調(diào)試前，發(fā)現(xiàn)MS08設(shè)備問題共計60多條，嚴重制約DWS系統(tǒng)移交調(diào)試，至DWS系統(tǒng)移交時，仍有28條設(shè)備模塊尾項，這些問題制約著DWS系統(tǒng)的調(diào)試，也影響了全廠除鹽水的供給。

3.1 設(shè)計問題

DWS系統(tǒng)MS08模塊由CBI、華東院和模塊廠共同設(shè)計，設(shè)計接口多，所以產(chǎn)生了很多設(shè)計接口問題。

3.1.1 模塊廠家電源設(shè)計不滿足原設(shè)計方設(shè)計

要求。

第一，DWST CORS模塊廠家電源不滿足設(shè)計要求。CBI設(shè)計三路電源分別向除鹽水輸送泵A、B及除氧單元供電，但是根據(jù)廠家電氣圖紙，只需要一路MCC向整個除氧系統(tǒng)供電，不滿足西屋電氣設(shè)計冗余要求。經(jīng)過三門業(yè)主、CBI及廠家三方協(xié)調(diào)，廠家恢復(fù)CBI原有電氣設(shè)計，但由于電氣柜已到現(xiàn)場，且該電氣柜有正壓防爆要求，廠家要求電氣柜需返廠整改，耗時三個月。

第二，CST CORS模塊廠家電源不滿足設(shè)計要求。CBI設(shè)計兩路電源向除氧單元給水泵及除氧單元供電，但是廠家只設(shè)計一路電源向泵及除氧單元供電，CBI提給華東院的接口單也是兩路電源需求，結(jié)果造成上下游供電與負荷不一致。

3.1.2 接口管道漏設(shè)計。CST除氧單元接口管道由華東院設(shè)計，在審查華東院接口施工圖發(fā)現(xiàn)，CST除氧單元排氣、輸水管線缺少施工圖，CST除氧單元缺少壓空接口施工圖，經(jīng)核實，華東院遺漏了這些施工圖和空壓接口的設(shè)計，導(dǎo)致現(xiàn)場無法施工。

3.1.3 供貨電機不滿足西屋設(shè)計規(guī)范要求。DWS系統(tǒng)兩臺除鹽水輸送泵電機接線盒接線采用了IEC規(guī)范，而不是電機規(guī)范書要求的MEMA規(guī)范。NEMA規(guī)范要求采用雙孔接線鼻子進行電纜端接，廠家則采用接線柱壓接電纜的方式進行端接，電纜連接可靠性降低。電機規(guī)范書要求，大于55kW的電機需采用兩點雙邊接地，且需要接地銅牌與電機相連，但廠家只有一邊接地，且沒有接地銅牌。

3.1.4 模塊內(nèi)部電纜無橋架設(shè)計。模塊內(nèi)部電纜需現(xiàn)場敷設(shè)和端接，但這部分電纜不屬于西屋設(shè)計范圍，故該部分電纜缺少的電纜橋架設(shè)計，施工人員現(xiàn)場敷設(shè)后，模塊內(nèi)電纜非常凌亂，且沒有電纜保護管。

3.1.5 泵電機加熱器設(shè)計缺陷。根據(jù)電機規(guī)范書要求，泵電機加熱器在泵停運期間應(yīng)投入使用，當(dāng)泵運行時，電機加熱器自動斷電不工作，但是除氧單元給水泵電機加熱器在泵運行時仍處于通電工作中，這會造成電機發(fā)熱量增加，甚至可能燒壞電機。

3.1.6 泵動力電纜未設(shè)計接地線。在執(zhí)行除氧單元給水泵電機空載試驗時，發(fā)現(xiàn)模塊內(nèi)一電機動力電纜廠家采用三相三線制，缺少接地線，但根據(jù)電氣規(guī)范，電機接線盒內(nèi)接線需安裝接地線進行接地保護，故需重新更換三相四線制電纜。

3.2 設(shè)備制造問題

由于國內(nèi)很多設(shè)備模塊廠家制造經(jīng)驗缺乏，對模塊施工缺乏管理，加之模塊廠對很多施工規(guī)范了解不足，且未考慮后續(xù)調(diào)試、維修需求，模塊廠組裝的模塊問題很多，給現(xiàn)場調(diào)試帶來極大不便。

3.2.1 設(shè)備安裝無調(diào)試檢修空間。氣動閥調(diào)節(jié)閥定位器朝向模塊內(nèi)部，無法觀察閥門開度，且距離樹脂捕捉器太近，沒有調(diào)試檢修空間。

第一，樹脂捕捉器上方空間不足，影響以后檢修樹脂捕捉器濾芯更換。DWST除氧單元樹脂罐上方為電纜橋架，根據(jù)廠家運行維護手冊，樹脂捕捉器上方應(yīng)有1米的空間，便于以后取出樹脂捕捉器濾芯，清理碎樹脂，但是現(xiàn)場實測距離不足0.9米。

第二，DWST除氧單元電控柜，與廠房構(gòu)筑物干擾，電控柜柜門無法開啟90度。國標要求所有電氣柜柜門后方需留有足夠的空間，以保證柜門能開啟90度，便于日常運行及檢修。由于模塊在廠家設(shè)計、安裝，并未考慮現(xiàn)場安裝后的實際情況，導(dǎo)致模塊在現(xiàn)場安裝后，電控柜柜門與旁邊CVS系統(tǒng)（化學(xué)和容積控制系統(tǒng)）支架相互干擾，電控柜柜門無法開啟90度。

3.2.2 設(shè)備安裝不規(guī)范，影響操作和觀察。閥門手輪指向模塊內(nèi)部，不便操作。

第一，壓力表表頭水平安裝，不便觀察。

第二，配電箱及控制箱內(nèi)多跟接地線共用一個線鼻子，電氣和儀控電纜共用同一個接地銅牌。

核島內(nèi)禁止使用生料帶，但MS08模塊內(nèi)多處使用生料帶。

3.2.3 模塊施工不完整或存在缺陷。

第一，閥門缺少設(shè)備銘牌，缺少必要的設(shè)備制造信息。

第二，風(fēng)機、電磁閥、電機等電氣設(shè)備未安裝接地線，無接地保護。

第三，MS08控制柜外部電纜需采用EMC屏蔽戈蘭，但是廠家僅使用普通戈蘭頭，無電磁抗干擾功能。

配電柜、儀控柜內(nèi)接線無電纜編號，接線端子排無端子號。

3.3 接口施工問題

模塊化施工必然帶來現(xiàn)場模塊廠家與建安商接口施工，三門核電核島采用EPC總承包管理模式，設(shè)備采購（包括模塊）屬于JPMO（聯(lián)合項目管理機構(gòu)）管理，現(xiàn)場建安屬于SPMO（現(xiàn)場項目管理機構(gòu)）管理，這樣就會出現(xiàn)模塊廠和現(xiàn)場建安商接口部分工作職責(zé)范圍不清，雙方理解分歧，導(dǎo)致部分現(xiàn)場工作無人實施。

3.3.1 模塊內(nèi)部電纜無人敷設(shè)和端接。模塊內(nèi)部電纜需在現(xiàn)場進行敷設(shè)和端接，但廠家認為他們只提供電纜，不負責(zé)現(xiàn)場施工，現(xiàn)場電纜敷設(shè)不在模塊廠供貨合同范圍之內(nèi)。另外，該部分電纜不屬于西屋設(shè)計范圍，故西屋也不會出相應(yīng)的敷設(shè)、端接票，建安商認為該工作也不屬于他們建安合同內(nèi)。

3.3.2 泵基座排水管未安裝。根據(jù)傳統(tǒng)核電建造經(jīng)驗，在泵現(xiàn)場安裝后，由建安商安裝基座排水管，但建安商認為除鹽水輸送泵是模塊內(nèi)設(shè)備，不屬于其安裝職責(zé)范圍。

3.3.3 泵未對中，泵加熱器未投用。在系統(tǒng)移交前，泵需由建安商進行初次對中，建安商應(yīng)接臨時電源至電機加熱器接線盒，將電機加熱器投入使用，以防止電機受潮，但建安商認為泵是模塊內(nèi)設(shè)備，不屬于他們的建安范圍，并未對泵進行對中，也不同意接臨時電源將電機加熱器投用。

3.4 模塊廠家處理問題進展緩慢

在處理模塊內(nèi)缺陷時，廠家響應(yīng)卻很遲緩，總是推三阻四，要么否認這些缺陷，拒絕來現(xiàn)場處理問題，要么索要高額的現(xiàn)場服務(wù)費，不能有效地處理模塊內(nèi)的問題。

3.5 廠家設(shè)備文件缺失

由于模塊內(nèi)設(shè)備均為模塊廠家自主采購，所以模塊內(nèi)設(shè)備大多都沒有單設(shè)備圖紙及相關(guān)資料，廠家認為這些文件并不屬于合同范圍，廠家提交的文件大部分質(zhì)量較差，也滿足不了現(xiàn)場調(diào)試及運行需求，可見模塊廠家設(shè)備文件的規(guī)范化還需進一步提高。

4 結(jié)語

模塊化建造技術(shù)是未來核電廠建設(shè)的趨勢，模塊化施工節(jié)約時間、空間，設(shè)備集中，便于操作和管理，它的優(yōu)越性不勝枚舉，但是由于AP1000模塊化施工缺乏經(jīng)驗，國內(nèi)許多設(shè)備模塊廠家還不成熟，模塊化施工會遇到很多問題和困難。只要優(yōu)化設(shè)計，增強各方溝通，加強施工管理，模塊化施工將更加高效地運用于AP1000核電機組建設(shè)。本文通過介紹除鹽水輸送和儲存系統(tǒng)催化除氧單元設(shè)備模塊在建安、調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)的問題，對AP1000模塊化建造積累了一些經(jīng)驗，將為后續(xù)AP1000建設(shè)提供一定的參考。

參考文獻

[1] 顧軍，等.AP1000核電廠系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京：原子能出版社，2010.

[2] 電力建設(shè)施工及驗收規(guī)范（DL 5031-94）[S].

[3] APP-EM01-Z0-010 Rev2，Design Specification for Non-Class 1E Low Voltage Induction Motors 250 HP（185kW）and Smaller，Westinghouse Electric Company.

[4] 魏俊明，等.第三代壓水堆核電機組AP1000的模塊化施工分析[J].電力建設(shè)，2008，29（4）.

[5] 方小朋，沈文榮，等.AP1000核電項目模塊化施工建造管理研究中國核科學(xué)技術(shù)進展報告（第一卷）[R].2009.

作者簡介：林圣（1987-），男，陜西南鄭人，三門核電有限公司助理工程師，研究方向：核電工藝系統(tǒng)調(diào)試。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）