秦二廠RIC堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)升級(jí)改造的策劃與實(shí)施

黃 靖，朱鵬飛，佟 潔

（中核核電運(yùn)行管理有限公司 維修三處，浙江 海鹽 314300）

圖1 技術(shù)改造范圍Fig.1 Scop of technical transformation

0 引言

中核運(yùn)行秦山第二核電廠1/2 號(hào)機(jī)組RIC 堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)原先采用的是法國(guó)AREVA 公司（現(xiàn)在是FRAMATOME 公司）的設(shè)備。系統(tǒng)所采用的DOS 6.22 操作系統(tǒng)過(guò)于老舊，人機(jī)界面極不友好，軟件時(shí)有卡死需重啟恢復(fù)。在電廠投運(yùn)的15 年間，經(jīng)過(guò)維修人員在日常及大修的故障檢修和預(yù)防性維護(hù)，系統(tǒng)基本保持穩(wěn)定，但隨著服役時(shí)間的推長(zhǎng)，由于元器件的損耗老化等原因造成系統(tǒng)可靠性下降的情況逐漸暴露，卡件故障率日漸上升[1]。

從庫(kù)存角度，目前中子注量率設(shè)備的備件數(shù)量極少，造成后續(xù)備件更換困難；從采購(gòu)角度，目前供貨商能夠提供同等設(shè)備進(jìn)行替換的備件只有3 種。由于中子注量率設(shè)備的多數(shù)原廠備件即將停產(chǎn)或已經(jīng)停產(chǎn)，且可供使用的庫(kù)存?zhèn)浼?shù)量有限，造成后續(xù)部分設(shè)備面臨無(wú)法替代的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，中核運(yùn)行秦二廠于2017 年初成立了RIC 堆芯中子通量系統(tǒng)改造專(zhuān)項(xiàng)小組，提出了變更升級(jí)改造申請(qǐng)。

1 策劃創(chuàng)新

中核運(yùn)行秦山第二核電廠1/2 號(hào)機(jī)組在系統(tǒng)升級(jí)改造的過(guò)程中，調(diào)研系統(tǒng)現(xiàn)狀，找準(zhǔn)改造方向，嚴(yán)密進(jìn)行工廠測(cè)試，創(chuàng)造性地制定了雙工作負(fù)責(zé)人模式。在項(xiàng)目技術(shù)管理上，創(chuàng)新性地開(kāi)辟了模擬操作方式，自制運(yùn)輸模型和開(kāi)發(fā)核實(shí)運(yùn)輸工具，設(shè)立質(zhì)量見(jiàn)證點(diǎn)嚴(yán)控項(xiàng)目質(zhì)量，并建立周、月和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)會(huì)制度，在大修窗口內(nèi)，僅用時(shí)20天就完成了升級(jí)改造工作。改造后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，預(yù)維管理方便；減少因系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，增加了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益；為后續(xù)在役核電站儀控系統(tǒng)改造提供寶貴經(jīng)驗(yàn)，具有良好的社會(huì)效益。

1.1 項(xiàng)目計(jì)劃制定

基于系統(tǒng)現(xiàn)狀，為解決系統(tǒng)技術(shù)上的缺陷、設(shè)備老化故障率高、備件缺乏、停產(chǎn)等問(wèn)題，公司決定對(duì)RIC 堆芯中子通量系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，嘗試在大修窗口對(duì)系統(tǒng)的控制機(jī)柜、分配機(jī)柜整體進(jìn)行升級(jí)更換，爭(zhēng)取新老系統(tǒng)平穩(wěn)切換，保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。項(xiàng)目成立專(zhuān)項(xiàng)小組后由項(xiàng)目經(jīng)理組織，從改造的方向、選擇的廠家和施工單位以及項(xiàng)目大修期間窗口計(jì)劃入手，經(jīng)過(guò)研討調(diào)查投標(biāo)為系統(tǒng)改造的可行性提供了保障。

1.1.1 產(chǎn)品調(diào)研選型，系統(tǒng)優(yōu)劣分析，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)反饋找準(zhǔn)合適方向

項(xiàng)目成立的專(zhuān)項(xiàng)小組由項(xiàng)目經(jīng)理組織，和技術(shù)處、物資采購(gòu)處與會(huì)討論，對(duì)其他電廠在用的RIC 堆芯中子通量系統(tǒng)的廠家進(jìn)行研討。法國(guó)FRAMATOME 公司（原為AREVA）具有最成熟的堆芯中子通量系統(tǒng)軟硬件，調(diào)研大亞灣和秦二廠3、4 號(hào)機(jī)組，其有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

一是老系統(tǒng)堆芯儀表間內(nèi)的設(shè)備未作升級(jí)改造計(jì)劃，新老系統(tǒng)均用一個(gè)廠家設(shè)備，兼容性好；FRAMATOME 對(duì)秦二廠1、2 號(hào)機(jī)組RIC 堆芯測(cè)量系統(tǒng)極為熟悉，有著大量的跟蹤維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，清楚系統(tǒng)利弊，能根據(jù)專(zhuān)項(xiàng)小組要求，給出合理的改造方案，交接方便。

二是秦二廠3、4 號(hào)機(jī)組建造當(dāng)初使用的正是FRAMATOME 新一代系統(tǒng)，備件兼容，經(jīng)驗(yàn)共享，便于后期的檢修維護(hù)工作。

三是調(diào)研大亞灣和秦二廠3、4 號(hào)機(jī)組的新一代RIC 堆芯測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)比與老系統(tǒng)有著人機(jī)界面友好，設(shè)備可靠，技術(shù)成熟等諸多優(yōu)點(diǎn)。

最終，公司決定秦二廠1、2 號(hào)機(jī)組RIC 堆芯測(cè)量系統(tǒng)改造項(xiàng)目仍然采用法國(guó)FRAMATOME 公司的產(chǎn)品。

1.1.2 根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施重要節(jié)點(diǎn)，倒排項(xiàng)目計(jì)劃

項(xiàng)目經(jīng)理組織研討，與中核運(yùn)行秦二廠生產(chǎn)技術(shù)委員會(huì)磋商確定，要求于2019 年2 月D213 大修和2019 年11月D114 大修分別實(shí)施1、2 號(hào)機(jī)組RIC 堆芯測(cè)量系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施工作。項(xiàng)目小組與廠家人員、施工單位溝通交流，確認(rèn)重要的項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)，倒排項(xiàng)目計(jì)劃。

1.2 出廠質(zhì)量控制

為嚴(yán)格監(jiān)控產(chǎn)品出廠質(zhì)量，確保新系統(tǒng)設(shè)備功能滿(mǎn)足項(xiàng)目組技術(shù)需求，需針對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行工廠測(cè)試。一個(gè)改造項(xiàng)目的實(shí)施效果受測(cè)試階段的細(xì)致程度影響巨大，項(xiàng)目小組針對(duì)新系統(tǒng)的工廠測(cè)試制定了詳細(xì)的測(cè)試大綱、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試用例和測(cè)試發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)的閉環(huán)處理流程。系統(tǒng)測(cè)試從2018 年7 月～2019 年1 月歷時(shí)6 個(gè)月，分為工廠測(cè)試FT 和出廠驗(yàn)收測(cè)試FAT 兩個(gè)部分。

1.2.1 工廠測(cè)試FT

工廠測(cè)試FT 主要以廠家為主，項(xiàng)目小組派出駐場(chǎng)代表人員配合。檢查出廠設(shè)備的質(zhì)量性能，監(jiān)督配合廠家人員進(jìn)行功能測(cè)試，確保設(shè)備功能的正常，滿(mǎn)足項(xiàng)目小組的需求。出廠測(cè)試分3 輪進(jìn)行：第1 輪主要以設(shè)備單體、性能、功能為主的全面測(cè)試；第2 輪包括了回歸設(shè)計(jì)問(wèn)題、平臺(tái)問(wèn)題等的測(cè)試；第3 輪為駐場(chǎng)代表參與的測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目按第1 輪的測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行。

整體測(cè)試大綱由廠家人員給出，駐場(chǎng)代表根據(jù)預(yù)先會(huì)議研討和現(xiàn)場(chǎng)勘查補(bǔ)充測(cè)試的合理化建議，協(xié)調(diào)項(xiàng)目資源把控工廠測(cè)試的整體進(jìn)度，并定期組織測(cè)試會(huì)議，整理測(cè)試日?qǐng)?bào)，監(jiān)管審核測(cè)試文件和程序，向項(xiàng)目經(jīng)理和上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)測(cè)試情況。

1.2.2 出廠驗(yàn)收測(cè)試FAT

出廠驗(yàn)收測(cè)試FAT 是設(shè)備出廠之前的最后一道測(cè)試操作，由業(yè)主主導(dǎo)，廠家配合。項(xiàng)目經(jīng)理組織與會(huì)討論，制定驗(yàn)收測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試的內(nèi)容包括了設(shè)備單體、性能、功能在內(nèi)的一套完整測(cè)試，派出驗(yàn)收代表人員按照已定方案進(jìn)行測(cè)試。出廠驗(yàn)收測(cè)試期間，測(cè)試人員在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)填寫(xiě)NCR 不符合項(xiàng)，當(dāng)天即由測(cè)試組長(zhǎng)組織和廠家人員與會(huì)討論，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的不符合項(xiàng)，要求廠家澄清，給出原因分析和解決方案，并制定設(shè)備處理完善的截止日期，待問(wèn)題處理完成后，測(cè)試人員回歸中斷的測(cè)試，確認(rèn)并關(guān)閉不符合項(xiàng)。

1.3 創(chuàng)用雙工作負(fù)責(zé)人模式

秦二廠1、2 號(hào)機(jī)組RIC 堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)的升級(jí)改造為秦山地區(qū)核電廠首次進(jìn)行的核島堆芯測(cè)量系統(tǒng)改造，也是秦山地區(qū)電廠規(guī)模最大的核島系統(tǒng)改造，所涉設(shè)備多區(qū)域廣，交接部門(mén)眾多，施工流程繁復(fù)。為此，開(kāi)創(chuàng)性地采用了雙工作負(fù)責(zé)人的模式，負(fù)責(zé)人分為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和施工負(fù)責(zé)人，分工明確，各有主次。

1.3.1 明確項(xiàng)目負(fù)責(zé)人職責(zé)

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是項(xiàng)目的責(zé)任主體，把控項(xiàng)目整體的實(shí)施和驗(yàn)收，編審施工方案，協(xié)調(diào)各方部門(mén)，制定實(shí)施計(jì)劃節(jié)點(diǎn)，推進(jìn)項(xiàng)目保質(zhì)保量的完成。

秦二廠1、2 號(hào)機(jī)組RIC 堆芯中子通量測(cè)量系統(tǒng)的升級(jí)改造需要在D213 和D114 大修內(nèi)進(jìn)行，由于涉及到島內(nèi)環(huán)廊、堆芯儀表間的工作，部分改造還需要在低低水位期間完成，在0 功率平臺(tái)還需要完成系統(tǒng)檢驗(yàn)，繪制出完整的功率分布圖。同時(shí)，大修主線(xiàn)眾多，如何合理地計(jì)劃大修實(shí)施窗口顯得尤為重要。

以項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為核心成立專(zhuān)項(xiàng)小組，確定各部門(mén)的接口人，受項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮和調(diào)度，與運(yùn)行及大修計(jì)劃處商討確定實(shí)施窗口，確認(rèn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的完成時(shí)間。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織項(xiàng)目成員一起編制審核項(xiàng)目的施工方案和調(diào)試方案，詳盡地給出了機(jī)柜的運(yùn)輸、電纜的拆除敷設(shè)、電動(dòng)閥和路選擇器的修改具體方案。同時(shí)，評(píng)估施工中的各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)，包括防異物風(fēng)險(xiǎn)、高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、動(dòng)火作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和輻射防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)試方案中，項(xiàng)目組成員從機(jī)柜性能測(cè)試、報(bào)警測(cè)試、機(jī)械通道檢查、A 值調(diào)整等方面編寫(xiě)調(diào)試方案，具體地對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行檢查，詳細(xì)的施工方案和調(diào)試方案加起來(lái)約10 余本[2]。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人持有調(diào)試工作票，施工完成后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人領(lǐng)導(dǎo)項(xiàng)目組成員對(duì)軟件系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，上電運(yùn)行系統(tǒng)以檢驗(yàn)系統(tǒng)功能。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警定位故障點(diǎn)，協(xié)調(diào)施工人員解決故障。系統(tǒng)功能正常后，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人執(zhí)行調(diào)試方案，對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試，不滿(mǎn)足性能需求的，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)施工單位、廠家人員、技術(shù)人員以解決性能缺陷。

1.3.2 完成項(xiàng)目施工工作，明確施工負(fù)責(zé)人職責(zé)

施工負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)項(xiàng)目的施工，持有項(xiàng)目實(shí)施的工作票，組織施工單位按照施工方案執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)的施工工作，包括機(jī)柜的拆除運(yùn)輸和安裝，電纜的拆除和敷設(shè)、電纜接頭的焊接、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的焊接等，保證施工按照計(jì)劃節(jié)點(diǎn)保質(zhì)保量地完成。

1.4 設(shè)立項(xiàng)目質(zhì)量見(jiàn)證點(diǎn)，把控項(xiàng)目質(zhì)量

整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量控制分為設(shè)計(jì)測(cè)試和實(shí)施兩個(gè)階段，均對(duì)其編制質(zhì)量計(jì)劃，設(shè)立質(zhì)量見(jiàn)證點(diǎn)，進(jìn)行質(zhì)量把控。在設(shè)計(jì)測(cè)試階段，業(yè)主派遣駐場(chǎng)人員對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試進(jìn)行監(jiān)管審查和放行；在項(xiàng)目實(shí)施階段，按照中核運(yùn)行質(zhì)量管理程序要求，在質(zhì)量計(jì)劃中設(shè)立停工待檢點(diǎn)H 點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證點(diǎn)W 點(diǎn)，由專(zhuān)職的QC、QA 人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)督，確保施工質(zhì)量。

2 實(shí)施創(chuàng)新

2.1 模擬島內(nèi)焊接訓(xùn)練

技術(shù)改造設(shè)計(jì)到島內(nèi)堆芯儀表間的焊接操作，堆芯儀表間內(nèi)需做好輻射防護(hù)措施，穿戴紙衣橡膠手套和全面罩，且焊接的微動(dòng)開(kāi)關(guān)所處位置狹小，四周燈光昏暗，工作環(huán)境惡劣，工作難度巨大。

為保證焊接質(zhì)量，避免人員島內(nèi)沾污，同時(shí)縮短工作時(shí)長(zhǎng)以減少劑量輻射，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人從工作效率著手，采用了模擬島內(nèi)焊接訓(xùn)練的方式，在實(shí)驗(yàn)室完全模擬島內(nèi)環(huán)境，操作人員穿戴橡膠手套紙衣和面罩，在組選器孔洞內(nèi)進(jìn)行模擬訓(xùn)練。模擬訓(xùn)練以一周4 次的頻率，持續(xù)了4 周，與現(xiàn)場(chǎng)操作一樣，每次均焊接4 個(gè)接頭，重復(fù)3 次。焊接完成后，由施工單位人員互查焊接效果和時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)項(xiàng)目小組人員定期進(jìn)行監(jiān)督。模擬島內(nèi)焊接訓(xùn)練的方式，大大提調(diào)高了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施質(zhì)量和效率。

2.2 開(kāi)創(chuàng)獨(dú)特的機(jī)柜運(yùn)輸施工模式

RIC002AR 機(jī)柜處于島內(nèi)環(huán)廊，環(huán)廊空間狹小，如何選取合適的運(yùn)輸路徑，選擇合適的運(yùn)輸方式，保證機(jī)柜順利安全地運(yùn)輸至正確位置，是機(jī)柜施工的重難點(diǎn)。

2.2.1 運(yùn)輸路徑開(kāi)發(fā)核實(shí)

為解決島內(nèi)機(jī)柜運(yùn)輸?shù)碾y點(diǎn)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人從運(yùn)輸路徑考慮，爭(zhēng)取找到一條最合適便捷的運(yùn)輸路徑。為此，項(xiàng)目小組查閱島內(nèi)圖紙，理論考量可能的路徑。在大修實(shí)施前，實(shí)地勘測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，測(cè)量機(jī)柜和現(xiàn)場(chǎng)高寬度，制作機(jī)柜框架模擬體，模擬運(yùn)輸，選擇最優(yōu)運(yùn)輸路徑，并記錄可能阻擋運(yùn)輸?shù)恼系K物，后續(xù)進(jìn)行切割處理，以確保施工時(shí)機(jī)柜運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行。

2.2.2 運(yùn)輸工具創(chuàng)新運(yùn)用

為解決機(jī)柜運(yùn)輸重量大，路徑長(zhǎng)，障礙多，確保運(yùn)輸過(guò)程中機(jī)柜完好，質(zhì)量不受損，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人從運(yùn)輸方式考慮，爭(zhēng)取找到合適的運(yùn)輸方式，減小運(yùn)輸工具的高度對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊懀ＷC運(yùn)輸?shù)目尚行院托实耐瑫r(shí)，保證運(yùn)輸方式對(duì)機(jī)柜質(zhì)量的影響最小。從倉(cāng)庫(kù)至現(xiàn)場(chǎng)貨梯門(mén)口，使用叉車(chē)；從貨梯至島內(nèi)環(huán)廊，使用液壓叉車(chē)；在環(huán)廊內(nèi)，使用滾杠，搭設(shè)過(guò)橋，小心運(yùn)輸至合適位置。

2.3 建立周、月關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)會(huì)制度

為解決RIC 堆芯測(cè)量系統(tǒng)的前期準(zhǔn)備、施工、驗(yàn)收工作中，與各部門(mén)的接口問(wèn)題，做好進(jìn)度把控匯報(bào)總結(jié)，有效協(xié)調(diào)疑難問(wèn)題，加強(qiáng)各單位部門(mén)的溝通交流，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制定周、月關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)會(huì)制度并按要求組織開(kāi)展。

從項(xiàng)目準(zhǔn)備工作開(kāi)始，項(xiàng)目負(fù)責(zé)小組與設(shè)計(jì)院、技術(shù)處人員、廠家人員以周月為周期定期開(kāi)展協(xié)調(diào)會(huì)，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試中的問(wèn)題；項(xiàng)目施工過(guò)程中，針對(duì)施工難點(diǎn)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在以周月為周期的基礎(chǔ)上，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)增設(shè)協(xié)調(diào)會(huì)，匯報(bào)施工進(jìn)度和下一步計(jì)劃，解決施工難點(diǎn)問(wèn)題；項(xiàng)目調(diào)試階段，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人定期召開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì)，匯報(bào)調(diào)試進(jìn)度，研討調(diào)試技術(shù)難題，確保調(diào)試驗(yàn)收順利完成。

3 總結(jié)

改造項(xiàng)目完成后，解決了人機(jī)界面不友好，系統(tǒng)故障率高，備件缺失停產(chǎn)，功能不完善等問(wèn)題。自D213 大修和D114 大修后，系統(tǒng)未出現(xiàn)過(guò)機(jī)柜控制的故障，整體運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性提升。集成式的控制抽屜，備件充足，更換維護(hù)方便，便于檢修人員的檢修和預(yù)防性維護(hù)。

新系統(tǒng)上線(xiàn)后，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性提升，故障率降低，能節(jié)省大額備品備件等維護(hù)成本，保證了在役機(jī)組的發(fā)電效益。項(xiàng)目涉及島內(nèi)島外，質(zhì)量要求高、實(shí)施工期短、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，對(duì)儀控的設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)、現(xiàn)場(chǎng)施工、調(diào)試能力有很高的要求。本項(xiàng)目的成功實(shí)施，在繼承原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積累核電站儀控系統(tǒng)改造經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)在役核電站儀控系統(tǒng)改造提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。