核電站主線計(jì)劃編制過程分析及優(yōu)化

趙京京

摘 要：當(dāng)今，隨著2011年日本福島核電站核事故的發(fā)生，世界核電的發(fā)展越發(fā)趨向于保證核安全。某核電站有著“90-30-00”的遠(yuǎn)景規(guī)劃，其中“30”是指實(shí)現(xiàn)大修工期控制在30天內(nèi)的管理目標(biāo)?，F(xiàn)在某核電站的兩臺機(jī)組自商運(yùn)以來成功實(shí)施了十余次次大修，圍繞“30”目標(biāo)，從大修計(jì)劃編制過程研究出發(fā)，結(jié)合電站自身的大修優(yōu)化實(shí)踐，提出大修工期優(yōu)化方面的建議和改進(jìn)措施，為進(jìn)一步的推動大修工期的縮短提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大修檢修窗口 關(guān)鍵路徑 工期優(yōu)化 建議和改進(jìn)措施

中圖分類號：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0206-02當(dāng)今，隨著2011年日本福島核電站核事故的發(fā)生，世界核電的發(fā)展越發(fā)趨向于保證核安全。那么在安全的前提下，提高核電站的經(jīng)濟(jì)效益就取決于電站的能力因子，而提高能力因子就必須提高大修管理水平，大修的質(zhì)量將直接影響到電站機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

大修工期的優(yōu)化與縮短是目前世界各核電站所追求的目標(biāo)，而這一切的優(yōu)化都要從大修的源頭—計(jì)劃編制開始。

1 核電站大修計(jì)劃簡介

一般大修計(jì)劃分為以下的三級實(shí)施控制。

1.1 一級計(jì)劃（里程碑節(jié)點(diǎn)計(jì)劃）

大修總工期來自于各個檢修里程碑窗口之和，里程碑節(jié)點(diǎn)計(jì)劃是大的框架計(jì)劃，它給出了大修關(guān)鍵工作窗口起始點(diǎn)。

1.2 二級計(jì)劃（關(guān)鍵路徑計(jì)劃）

關(guān)鍵路徑計(jì)劃主要給出大修重大項(xiàng)目、潛在影響大修的工作，大修中各個檢修時間窗口起始點(diǎn)、大修各項(xiàng)工作間的邏輯關(guān)系、為大修三級計(jì)劃的編制確定相應(yīng)的窗口。

1.3 三級計(jì)劃（主線計(jì)劃和項(xiàng)目計(jì)劃）

大修三級計(jì)劃根據(jù)大修二級計(jì)劃進(jìn)行編制。大修三級計(jì)劃主要包括大修主線計(jì)劃和大修項(xiàng)目計(jì)劃。

大修主線計(jì)劃目的是讓計(jì)劃的執(zhí)行部門清楚、迅速地了解到本部門即將要開始的工作，同時對邏輯關(guān)聯(lián)很強(qiáng)的主要大修工作給出前后關(guān)系限制，是指導(dǎo)具體大修工作執(zhí)行時間窗口的總體性計(jì)劃。

2 大修計(jì)劃的編制過程及分析

某核電站年度大修關(guān)鍵路徑分為12個檢修里程碑窗口：M0解列、M1進(jìn)入正常冷停堆、M2進(jìn)入維修冷停堆、M3反應(yīng)堆開蓋結(jié)束、M4堆芯倒料開始、M5堆芯倒料結(jié)束、M6反應(yīng)堆扣蓋結(jié)束、M7離開維修冷停堆、M8離開正常冷停堆、M9進(jìn)入熱態(tài)、M10臨界、M11并網(wǎng)。

所謂關(guān)鍵路徑，其定義是：“是計(jì)劃項(xiàng)目中的最長的路徑，即使有很小的變動也可能影響整個大修計(jì)劃的完成時間”。按照此定義，我們在編制大修主線計(jì)劃時，一般參照反應(yīng)堆的進(jìn)度為關(guān)鍵路徑。

2.1 M0：解列-M1：進(jìn)入正常冷停堆

此階段是大修開始階段，主要為機(jī)組冷卻的運(yùn)行操作，包括機(jī)組將功率前的其它準(zhǔn)備。運(yùn)行人員嚴(yán)格按照運(yùn)行規(guī)程的要求來執(zhí)行操作。計(jì)劃編制過程中，計(jì)劃人員通過分析以往大修的執(zhí)行情況，結(jié)合運(yùn)行部門的運(yùn)行操作單，來編排該階段的計(jì)劃。

2.2 M1：進(jìn)入正常冷停堆-M2：進(jìn)入維修冷停堆

大修從此階段起由維修部門接手，開始涉及到反應(yīng)堆的拆卸工作，各個核電站的堆型結(jié)構(gòu)不同，開堆的方式亦各不相同。某核電站采用的是壓水堆型的核電站，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，無法一體化吊裝。

當(dāng)一回路通過主泵及余熱導(dǎo)出將溫度降至達(dá)到70 ℃，進(jìn)入正常冷停堆，此時二回路充水冷卻蒸汽發(fā)生器使其集流管頂部溫度低于45 ℃，停運(yùn)最后2臺主泵，控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)斷電，開始壓力容器開蓋前的準(zhǔn)備工作。

此時主要關(guān)鍵路徑是：（1）拆卸冷卻控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的冷卻風(fēng)機(jī)。（2）拆除上部組件橫梁。（3）拆除堆內(nèi)傳感器系統(tǒng)上的保護(hù)裝置。（4）解除3個驅(qū)動機(jī)構(gòu)的密封面進(jìn)入維修冷停堆。

分析：此階段的關(guān)鍵路徑編輯要根據(jù)維修部門的實(shí)際工時來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為此需要合理安排計(jì)劃順序。

優(yōu)化及建議措施：（1）對冷卻控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的冷卻風(fēng)機(jī)的風(fēng)管進(jìn)行技改，將鉚釘式連接方式改為搭扣式連接方式，縮短拆卸和安裝時間。（2）運(yùn)行人員熟悉機(jī)組冷卻操作規(guī)程，提前做好在線準(zhǔn)備，無縫銜接。

2.3 M2：進(jìn)入維修冷停堆-M3：反應(yīng)堆開蓋結(jié)束

此階段主要關(guān)鍵路徑是：（1）排反應(yīng)堆液位至主結(jié)合面以下。（2）解除其余控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)密封。（3）驅(qū)動桿和控制棒組件脫鉤。（4）拆除保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。（5）溫度與中子測量通道接管和探頭解除密封。（6）上部組件保溫層的拆卸。（7）螺栓拉伸機(jī)安裝在壓力容器頂蓋螺栓拉伸機(jī)安裝在壓力容器頂蓋上解除密封。（8）從反應(yīng)堆上拆除上部組件，并吊至到上部組件檢查井。

分析：從該階段反應(yīng)堆檢修工作開始頻繁使用大型環(huán)吊，檢修場地布置工作工作量加大，與此同時其他主要設(shè)備的檢修工作也在此時開始鋪開，因此在計(jì)劃編制時要注意各個項(xiàng)目的先后順序、前后邏輯關(guān)系，要合理的安排環(huán)吊的使用。

優(yōu)化及建議措施：（1）一回路氮?dú)獯祾叻绞絻?yōu)化。（2）反應(yīng)堆主螺栓拉伸機(jī)改造。

2.4 M3：反應(yīng)堆開蓋結(jié)束-M4：堆芯倒料開始

此階段主要關(guān)鍵路徑是：（1）從上部組件上拆下橫梁并安裝在保護(hù)管組件運(yùn)輸平臺上。（2）把保護(hù)管組件運(yùn)輸平臺安裝到保護(hù)管組件之上，并拆除人員過橋。（3）將保護(hù)管組件從堆芯吊至保護(hù)管組件檢查井，吊運(yùn)過程中同步升降水位。（4）反應(yīng)堆上方調(diào)試換料機(jī)5堆芯卸料先決條件檢查。

分析：該窗口主要是吊出保護(hù)管組件，進(jìn)行堆芯倒料前的準(zhǔn)備工作。環(huán)吊使用情況與前一階段類似，都是頻繁使用，場地內(nèi)需要有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場協(xié)調(diào)人員協(xié)調(diào)好環(huán)吊的使用，計(jì)劃編制時要對工序安排更合理，盡量不要出現(xiàn)穿插使用環(huán)吊的現(xiàn)象。

優(yōu)化及建議措施：（1）論證保護(hù)管組件干式吊裝可行性。（2）已取消壓力容器內(nèi)安裝換料監(jiān)測系統(tǒng)，節(jié)省關(guān)鍵時間。

2.5 M4：堆芯倒料開始-M5：堆芯倒料結(jié)束

關(guān)鍵路徑：（1）控制棒配插。（2）燃料組件倒換及變形檢查。（3）堆芯裝載正確性檢查和堆芯異物檢查。

分析：該窗口主要是倒料工作，由換料機(jī)完成，工作步驟固定，主要取決于換料機(jī)的可靠性和換料機(jī)工作桿速度。換料的方式一般有2種：“全進(jìn)全出”和“堆芯倒料”。（1）“全進(jìn)全出”一般是4年全面大修時會采取或者堆芯組件出現(xiàn)問題需要進(jìn)行排查時使用。（2）“堆芯倒料”一般情況是將需倒換的燃料棒及控制棒啟吊至乏燃料水池后，在乏燃料水池進(jìn)行配插換料。

優(yōu)化及建議措施：結(jié)合大修換料模式和燃料組件的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，分析研究換料機(jī)操作流程和運(yùn)行速度優(yōu)化（需進(jìn)行控制系統(tǒng)改造）。

2.6 M5：堆芯倒料結(jié)束-M6：反應(yīng)堆扣蓋結(jié)束

關(guān)鍵路徑：（1）安裝靠乏燃料水池側(cè)的水閘門，并密封。（2）反應(yīng)堆豎井排水至主結(jié)合面下300 mm。（3）安裝靠堆芯側(cè)的水閘門，并密封。（4）測量吊籃在堆芯中的位置。（5）回蓋壓力容器工藝蓋板。（6）壓力容器主結(jié)合面及其螺紋孔的清潔。（7）制作鎳墊圈。（8）反應(yīng)堆豎井充水至29 m水。（9）回裝保護(hù)管組件。（10）一回路降水位至主結(jié)合面下150 mm。（11）安裝反應(yīng)堆主密封面鎳墊圈，檢查鎳墊圈在密封槽中的位置。（12）回裝上部組件。

分析：該階段鎳墊圈制作安裝，保護(hù)管組件和上部組件回裝工作。此階段除反應(yīng)堆外的其他主設(shè)備工作基本也結(jié)束，要合理的利用環(huán)吊，主泵可抽出部件拆卸窗口要安排合理。

優(yōu)化及建議措施：反應(yīng)堆主螺栓拉伸機(jī)改造，提高上部組件頂蓋密封的速度和穩(wěn)定性。

2.7 M6：反應(yīng)堆扣蓋結(jié)束-M7：離開維修冷停堆

關(guān)鍵路徑：1回裝上部組件熱屏蔽2進(jìn)行驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動桿和控制棒的咬合3安裝和密封除中間3個外的驅(qū)動機(jī)構(gòu)位置指示器4溫度與中子測量探頭的密封和18個堆內(nèi)測量通道管的密封5安裝中子溫度測量通道套筒6回裝排氣彎管、冷卻空氣引風(fēng)管和擋風(fēng)板7一回路充注至28.7 m水位8安裝和密封中間3根控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)，離開維修冷停堆。

分析：該窗口主要為反應(yīng)堆回裝工作，與拆堆過程相似，工時基本固定目前。由于結(jié)構(gòu)的限制，所有工作基本都是串接完成。

優(yōu)化及建議措施：開展逐步減少反應(yīng)堆控制棒組件數(shù)量的可行性論證。

2.8 M7：離開維修冷停堆-M8：離開正常冷停堆

關(guān)鍵路徑：（1）一回路充注。（2）一、二回路低壓密封性水壓試驗(yàn)。（3）啟動兩臺主泵加熱一回路到70 ℃，離開正常冷停堆。

分析：該窗口主要為運(yùn)行操作，進(jìn)行一回路充水、低壓密封性試驗(yàn)和主泵動態(tài)排氣，計(jì)劃上安排時要注意控制檢修項(xiàng)目完成情況，保證打壓邊界的閥門能夠提早完成，加強(qiáng)維修質(zhì)量控制，爭取打壓一次成。

優(yōu)化及建議措施：嚴(yán)格控制水壓邊界閥門的檢修質(zhì)量，確保打壓一次成功。

2.9 M8：離開正常冷停堆-M9：進(jìn)入熱態(tài)

關(guān)鍵路徑：（1）繼續(xù)加熱一回路到水壓試驗(yàn)溫度，期間調(diào)整水化學(xué)工況。（2）一、二回路強(qiáng)度密封性水壓試驗(yàn)。（3）啟動主泵加熱一回路至熱態(tài)。

分析：該窗口主要為運(yùn)行操作，易受水化學(xué)工況調(diào)整、打壓缺陷處理及二回路凝汽器建立真空等條件影響。

優(yōu)化及建議措施：（1）加強(qiáng)維修質(zhì)量控制，爭取打壓一次成功。（2）組織開展一、二回路水壓試驗(yàn)優(yōu)化研究。

2.10 M9：進(jìn)入熱態(tài)-M10：臨界-M11：并網(wǎng)

關(guān)鍵路徑：（1）繼續(xù)加熱一回路。（2）控制棒組提至工作位置。（3）通過一回路換水進(jìn)入最低可控水平，達(dá)臨界。（4）物理試驗(yàn)。（5）按照一定速率升反應(yīng)堆的核功率。（6）穩(wěn)定反應(yīng)堆的核功率40%左右，汽機(jī)開始沖轉(zhuǎn)。（7）汽機(jī)到額定轉(zhuǎn)速，動平衡調(diào)整8發(fā)電機(jī)同步并入電網(wǎng)。

分析：該階段計(jì)劃編制時要關(guān)注一些物理試驗(yàn)窗口的優(yōu)化問題，有一些窗口已取消，換水達(dá)臨界的時間可以考慮優(yōu)化。M10～M11主要為低功率物理試驗(yàn)和汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，易受振動調(diào)整及啟機(jī)試驗(yàn)和沖轉(zhuǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的缺陷影響。

優(yōu)化及建議措施：（1）開展反應(yīng)堆臨界優(yōu)化研究。（2）開展低功率物理試驗(yàn)優(yōu)化。

3 結(jié)論

目前計(jì)劃管理和優(yōu)化是一個動態(tài)的過程，現(xiàn)有的方法都是通過累積歷次大修的經(jīng)驗(yàn)，積累和內(nèi)外部經(jīng)驗(yàn)反饋不斷進(jìn)行優(yōu)化和完善。必須充分利用各種可能的資源，充分借鑒國內(nèi)外電站大修的經(jīng)驗(yàn)，開拓進(jìn)取、不斷創(chuàng)新，在保證大修安全和質(zhì)量的前提下，盡可能縮短大修工期，降低大修成本，開拓進(jìn)取、不斷創(chuàng)新，在保證大修安全和質(zhì)量的前提下，盡可能縮短大修工期，降低大修成本，為提高機(jī)組的負(fù)荷因子創(chuàng)造條件，為電站生產(chǎn)運(yùn)行業(yè)績提高做出貢獻(xiàn)。

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