TES水泥固化線設計改進項目管理策略

胡俊杰+許振盛

摘要：本文結合海南昌江核電項目TES設計制造的階段性進展情況，介紹了業(yè)主單位在工程總承包模式下參與TES項目設計審查的必要性，結合國內(nèi)TES運行情況，對CNPE的設計提出了改進要求并落實到了設備制造中。以作者親身的體驗過程闡述了業(yè)主單位參與TES項目設計改進的內(nèi)容和過程，并對整個過程中遇到的技術問題進行總結。

關鍵詞：TES； 固化線； 總承包模式； 設備質量管理； 設計改進

1.引言

核電站的運行與維護會產(chǎn)生相應的廢液與固體放射性廢物，這些放射性廢物部分采用TES水泥固化線處理。由于放射性廢物處理的特殊性，根據(jù)國家核安全局的要求，三廢系統(tǒng)建成投運是核電廠申請裝料的前提條件，所以放射性固體廢物處理（即TES）系統(tǒng)能否按時投運，會直接影響到裝料計劃的執(zhí)行。因此TES系統(tǒng)受到核營運單位的重點關注。

目前EPC工程總承包模式是中核集團核電建設主要管理模式。核電EPC模式主要是總承包企業(yè)照合同約定對核電工程項目的選址、勘察、設計、采購、施工、調(diào)試等實行全過程或若干階段的承包，對承包工程的質量、安全、進度、投資全面負責。業(yè)主如何在核電EPC模式下開展設計管理、設備質量管理是核電企業(yè)所面臨的一項課題。本文將以TES水泥固化線為例，對核電EPC模式下業(yè)主如何參與系統(tǒng)、設備的設計改進、質量管理進行探討。

2. TES系統(tǒng)設計改進原因

在核電站廢物處理過程中，在相同的運行和管理水平下，通過控制廢物源頭，合理可行的分類，嚴格、有效的監(jiān)督管理，能夠減少廢物的產(chǎn)生量，降低廢物的處置費用。海南項目的參考電站的固體廢物處理工藝與國內(nèi)在建的同類核電站相比有如下不足：

1）濕廢物采用混凝土容器：濕廢物固化和廢過濾器芯子固定的增容比大；

2）濕廢物固化采用的水泥固化配方包容率低，濕廢物固化的增容比大。

針對以上不足，CNPE對TES系統(tǒng)進行技術改進，以期減少其EPC模式下的放射性廢物包的產(chǎn)生量。

3. 改進描述

海南項目中，在通過嚴格的監(jiān)督管理實現(xiàn)上游系統(tǒng)合理的操作和廢物合理的分類減少TES系統(tǒng)的輸入的同時，TES系統(tǒng)對濕廢物將采用桶外攪拌的固化工藝、采用400L鋼桶作為廢物包裝容器和改進水泥固化配方的措施，對干廢物采用壓實的處理工藝。由于固化工藝的改變，導致TES水泥固化線設備設計也相應出現(xiàn)大的變動。海南核電針對TES的工藝改進，先后3次召開處內(nèi)技術討論會，2次召開公司技術討論會，結合方家山出廠測試中存在的問題及改進要求，向CNPE設計部門提出了海南TES技術改進要求，通過多次函件協(xié)商與據(jù)理力爭，CNPE設計部門同意在制造廠家現(xiàn)場進行設計改進討論會。

隨后，海南核電有限公司（HNPC）與中國核電工程有限公司（CNPE）在大連召開了海南項目TES水泥固化線設備技術討論會，HNPC在討論會上提出了業(yè)主的需求和建議，CNPE逐一對文件條目進行解答和討論。在雙方的共同努力下，CNPE對同意海南核電提出的下述技術改進。

3.1混合器沖洗裝置改進

a.高壓沖洗泵設計壓力為21MPa，卻沒有壓力監(jiān)測裝置，無法了解沖洗壓力，也無法監(jiān)測沖洗泵的運行狀態(tài)。HNPC建議在泵出口處增設一個壓力表，并將壓力信號送到控制室對沖洗壓力進行實時監(jiān)測；

b.在方家山聯(lián)調(diào)中，混合器內(nèi)部未得到及時沖洗，曾出現(xiàn)水泥板結現(xiàn)象，因此在高壓沖洗泵故障下有必要增加應急沖洗備用措施。HNPC建議在高壓沖洗泵出口管線分三路之前預留沖洗接口（包括水源預留接口），同時請設計方兼顧考慮增設防回流的隔離措施；

c.混合器沖洗用水為循環(huán)利用的澄清水，在方家山TES項目出廠聯(lián)調(diào)中混合器沖洗過程有噴頭堵塞現(xiàn)象。如何降低沖洗過程中堵塞的幾率，HNPC建議在澄清水回收源頭增設過濾裝置，同時請設計方兼顧考慮過濾裝置后期更換的可達性和方便性.

3.2混合器下料和沖洗改進

a.錐形混合器出料口為一電動球閥，柱形混合器出料口為汽缸，考慮增加下料口的手動裝置，若汽缸或球閥失靈，可以采用手動模式打開下料口閥門（待現(xiàn)場確認）；

b.混合器頂蓋預留觀察口，可以安裝攝像頭，需給出008TV具體安裝在什么位置，并且混合器內(nèi)部環(huán)境多粉塵、有水還要進行濕料攪拌，在這種情況下如何完成混合器下料及混合器沖洗效果的監(jiān)測，如混合器清洗效果得不到好的監(jiān)測，混合器內(nèi)板結水泥的清理將給維修人員帶來額外的輻照。建議采取相應的措施提高此攝像頭的可靠性；攝像頭效果的檢驗應納入出廠驗收大綱。

c.混合器是經(jīng)過高壓沖洗泵出來后分三路進行沖洗的，沖洗噴頭是否為360度沖洗有待現(xiàn)場檢驗，特別是混合器頂部如何保證沖洗干凈？混合器內(nèi)部沖洗效果的檢驗應納入出廠驗收大綱。

d.沖洗水在沉積后，上部澄清液不能被全部回收再利用，沉淀物達到多少時進行處理，剩余的澄清液和沉淀物用什么方法處理？如何保證沉積物性能滿足國標GB14569.1中的各項相關規(guī)定。

3.3下料結束后的沖洗水

在設備聯(lián)調(diào)中發(fā)現(xiàn)每一次混合器下料結束后都需要對下料口的密封面進行沖洗，沖洗水將直接排入固化桶，排入的水量約為3～4L，產(chǎn)生的固化體是否能滿足GB14569.1《低、中水平放射性廢物固化體性能要求 水泥固化體》的相關要求。HNPC建議CNPE配方研制單位檢測中心參考實際情況進行相應的試驗，進行驗證；

3.4廢樹脂下料

廢樹脂與濃縮液的固化過程是依靠計量槽進行計量體積，而計量槽每次計量的有效體積是固定的，在固化配方還未確定的情況下，如何保證最終的裝桶率。

4. TES設計改進討論結果

1） HNPC提出在高壓沖洗裝置增加一個壓力開關及預留備用沖洗接口、澄清液回收裝置增加濾網(wǎng)，CNPE同意增加；

2） CNPE確認高壓沖洗裝置為360度沖洗，混合器頂部能夠沖洗到，沖洗效果檢查已包括在出廠試驗大綱中；

3） CNPE確認設計中已有出料口手動備用模式；

4） CNPE確認澄清液利用澄清液回收裝置回收，殘余少量澄清液靠自然蒸發(fā)，沉淀的泥漿作為特殊廢物儲存；

5） CNPE建議在冷試時驗證將下料口沖洗水直接排入廢物桶中，養(yǎng)護后固化體性能是否滿足GB14569.1；如不滿足可以將沖洗水排入到澄清桶中。

遺留項如下：

1） HNPC提議將攝像頭裝置增加到聯(lián)調(diào)試驗中檢驗效果，CNPE認為攝像頭裝置不在大連寶原承擔的水泥固化線裝置設備采購包中且是耐輻照鏡頭，價格昂貴，不宜在出廠試驗中檢驗；

2） HNPC會后核實是否收到水泥固化線處理廢物的設計源項計算報告，若無則發(fā)文索要。

3） HNPC提醒CNPE在水泥固化配方確定后應對計量槽設計進行審查，以保證固化線裝桶率。

5.結束語

海南項目業(yè)主單位在EPC模式下對TES系統(tǒng)設備進行設計改進參與工作，依據(jù)方家山TES出廠試驗發(fā)現(xiàn)的問題及結合海南核電TES系統(tǒng)、設備設計特點，提出了海南核電TES設計改進要求，經(jīng)過多次與CNPE協(xié)商，CNPE最終接受海南核電所提建議。這種模式是海南項目業(yè)主單位在EPC模式下主動參與工程建設的一次新的嘗試，也是一次良好的實踐，不僅解決了一些緊急技術問題，及時有效地補充完善設備在工藝上存在的不足，而且可以幫助業(yè)主單位增強設備技術能力，為后續(xù)對TES系統(tǒng)設備安裝調(diào)試工作積累好的經(jīng)驗。

作者簡介：

胡俊杰 1989年01月 科 員 助理工程師 服務支持管理

許振盛 1986年01月 科 員 助理工程師 服務支持管理endprint