核電工程臨時特殊裝置的設計優(yōu)化

倪誠，劉城

（中國核工業(yè)二三建設有限公司防城港項目部，廣西 防城港 538003）

1 臨時特殊裝置基礎知識

1.1 TSD 定義

臨時特殊裝置，英文縮略語為TSD，即Temporary Special Device，調(diào)試特殊要求的系統(tǒng)臨時專用設施（臨時特殊裝置），因機組/系統(tǒng)/設備的調(diào)試（運行、維修、變更）需要，而在系統(tǒng)安裝期間或EESR 之后由調(diào)試要求或根據(jù)程序規(guī)定在系統(tǒng)/設備上設置一個臨時特殊裝置，其主要功能是通過新裝、取消、修改部件來替代設備/回路的功能。

1.2 TSD 的形成來源

因施工特殊需要（包括維護、試壓）按施工文件實施的臨時物項，主要包括：設備維護保養(yǎng)用的臨時軟管、臨時風管、臨時盲板、壓力表、排氣閥、臨時電纜、接線箱、加熱/干燥裝置等?；芈吩噳核璧某?排水臨時軟管、臨時增壓泵、壓力表、排氣閥、安全閥、溫度指示器、臨時堵頭、臨時邊界盲板等。

因正式物項未到貨/損壞等原因，系統(tǒng)移交或水壓試驗需要按變更文件后NCR 實施的臨時安裝物項，如臨時栓接、臨時焊口、臨時端接、暫替設備等。

因調(diào)試要求在系統(tǒng)移交保留項設置的需要，按系統(tǒng)ESP文件實施的臨時物項，如臨時盲板、臨時孔板、臨時堵頭、臨時電纜等。

1.3 TSD 設計原則

臨時特殊裝置TSD 設計應確保施工隊按照設計出的圖紙進行施工時，管件便于安裝，易于預制和現(xiàn)場調(diào)整工作。對于重新設計的管線，應現(xiàn)場測量以避免與其他專業(yè)物項發(fā)生碰撞。管材及管件均按照國標選用。管道配件連接應根據(jù)管徑選用合適的連接形式。為便于現(xiàn)場的安裝和調(diào)節(jié)，部分焊縫在預制車間焊接。連接管段的現(xiàn)場焊縫，應由現(xiàn)場吊裝、安裝和焊接的操作空間來確定。管線上應有焊縫標識，但無需編號，通常情況下臨時特殊裝置等軸圖無需劃分管段[1]。

TSD 管線可以利用BIM 技術在預制車間進行模塊化預制，依據(jù)現(xiàn)場實際合理布置TSD 管線，將管線分為數(shù)個標準段和末端非標準段，同時也可以與調(diào)試溝通合理安排TSD 管線需求，實現(xiàn)同一管線多次利用，進行遷移時標準段可以依據(jù)現(xiàn)場實際需求進行重復利用，進而優(yōu)化連接方式盡量避免現(xiàn)場焊接，管道之間可以采用卡箍連接，卡箍連接操作非常容易，無需特殊專業(yè)技術，普通工人經(jīng)過簡單的培訓即可操作，現(xiàn)場所需的操作空間小，可以真正地實現(xiàn)靠墻靠角安裝，管道原有的特性不受影響，非常適用TSD 臨時管線連接。這樣可以減少現(xiàn)場施工量，提高施工效率，也可以減少材料的需求，提高勞動效率。

臨時特殊裝置TSD 文件中需明確拆除的正式物項。TSD 文件應包含臨時管道、設備的材料清單，至少包含材料名稱、規(guī)格、材質(zhì)、數(shù)量等。TSD 文件設計時應考慮臨時金屬管和軟管的承壓能力。金屬管與黑膠軟管連接處應設計為魚鱗扣等形式以防松脫。TSD 文件中應盡可能明確臨時管道、設備的安裝尺寸及支架的布置要求，對于需現(xiàn)場安裝時確定具體尺寸的，應在TSD 文件中說明布置的總體原則（如盡可能貼地/貼墻布置、避讓主通道等），并在安裝前進行技術交底。

TSD 設計需嚴格按照核電正式管道設計要求執(zhí)行，需要在滿足現(xiàn)場使用功能的基礎上，根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行管線和支架的合理布置，設計圖紙上需對管道、閥門、部件材料信息進行明確要求，明確管道介質(zhì)、使用溫度等，最終完成管線設計。設計完成后，需要按照標準核電管道設計流程，進行編制審核、編制批準，最終送至業(yè)主進行最終確認。在設計通過審核后，項目按照設計圖紙進行材料的精準采購，避免使用不合格材料造成安裝缺陷。

如需現(xiàn)場焊接管道焊口也需要進行嚴格的控制，按照核島管道安裝程序要求進行焊接施工。焊口焊接必須要有相應資格的焊工進行施焊，焊接過程中焊口號、焊工號、焊接工藝選用、焊材領用等均需進行記錄；焊接前焊口及清潔度也要進行嚴格管控，需要質(zhì)量檢查人員進行驗證；焊接完成后，需要有資格的質(zhì)量檢查人員進行目視檢查，并進行焊口的PT驗證，保證焊口質(zhì)量。

如需現(xiàn)場栓接TSD 管線上的法蘭栓接也按照核島管道安裝程序要求執(zhí)行，法蘭栓接需進行栓接信息記錄栓接焊口號、栓接人員、栓接日期、力矩扳手號、力矩值等信息。栓接完成后由質(zhì)量檢查人員進行力矩驗證并進行簽字確認。在保障質(zhì)量的同時也解決了以往跑、冒、漏的問題，管線安裝實用美觀的同時也滿足了安質(zhì)環(huán)要求[2]。

TSD 管線完成上述要求后依據(jù)排水壓力必要時可以進行一次壓力試驗，按照核島管道壓力試驗程序要求執(zhí)行，壓力試驗有班組及質(zhì)量檢查人員參加，記錄試驗相關信息并出具壓力試驗報告，從而徹底解決TSD 管線跑、冒、滴的現(xiàn)象，提升管路系統(tǒng)運行的穩(wěn)定可靠性。

1.4 TSD 材料驗收標準

臨時物項使用的材料除按變更文件及NCR 等文件明確規(guī)定進行采購外，其余臨時物項所使用的材料到貨后，應檢查以下內(nèi)容：

①對制造的質(zhì)量證明文件進行檢查，確保所采購材料各項性能參數(shù)滿足技術部門文件的要求。

②軟管無硬折彎，無皸裂，無明顯損傷。

③緊固件無銹蝕，螺紋無銹蝕。

④法蘭密封面無貫穿性劃痕。

⑤不銹鋼管道無銹蝕。

2 臨時特殊裝置設計安裝中的常見問題

臨時特殊裝置，受“臨時”二字冠名的影響，不論從設計管理還是施工管理角度，都不曾得到足夠重視，控制的標準低了，臨時特殊裝置的成品質(zhì)量自然就不會高，通過對歷年核建項目TSD 設計的工作回顧，可以歸結出以下不足之處。

2.1 各系統(tǒng)TSD 布置設計凌亂無規(guī)劃

臨時特殊裝置在初設階段沒有考慮布置上的美觀要求，完全由施工隊根據(jù)現(xiàn)場實際情況自由布置安裝，往往安裝完畢后布置凌亂無規(guī)劃。同一位置有數(shù)根TSD 臨時管線同時存在，未做到合理有效的利用，且考慮不周還存在與其他專業(yè)之間相互干擾的現(xiàn)象，導致現(xiàn)場需要安排施工人員進行修改，這無形中增加了施工人員、安裝材料、施工機械的投入，不利于節(jié)約施工成本，從而加大了現(xiàn)場安質(zhì)環(huán)管理難度。

2.2 焊接質(zhì)量難以保障

既然布置的美觀性被忽略，那么臨時管道的焊接質(zhì)量自然也不會受到重視[3]。施工人員在安裝TSD 的過程中，授權范圍很大，可以靈活布置臨時管道，但并不會過多考慮臨時管道的穩(wěn)固性，即不會太考慮支架的數(shù)量是否足夠，再加上臨時管道的焊接施工要求不高，這樣臨時管道的焊接質(zhì)量就很難得以保障，這樣就會特別容易出現(xiàn)跑、冒、滴等現(xiàn)象，以及觀感質(zhì)量差，這就埋下了安全質(zhì)量隱患。

2.3 軟管使用較多

以往臨時特殊裝置的設計中，使用了大量的橡膠軟管材料，由于缺少必要的外殼保護，橡膠軟管自身耐久性差，橡膠軟管很易損壞，損壞后無法繼續(xù)使用，需要重新的采購、制作、連接，這就需要項目不斷地補充采購，造成大量浪費。同時，橡膠軟管在自然狀態(tài)下會塌癟再加上大量重疊擺放，整體視覺效果就給人臟、亂、差的感覺，不利于施工標準化管理。

3 某核電站項目TSD 改進設計

3.1 設計方案

按照某核電站項目對TSD 設計的總體要求，現(xiàn)場設計室對32 份集中排水的系統(tǒng)分項TSD 進行了分析和整理，結合現(xiàn)場管道專業(yè)TSD 分隊一線施工技術人員適應性改進提議，在上游設計院的總體布置要求指導下，最終確定改進設計方案如表1 所示。

表1 核島廠區(qū)集中排水裝置明細

同時，根據(jù)工程公司技術要求，為達到安質(zhì)環(huán)的既定驗收標準，對于改進后的集中排水裝置，計算出最大排水量，排水壓力選擇合理管徑，再利用BIM 技術規(guī)劃出最佳的排水裝置位置、管線布置線路避免與其他專業(yè)相互干擾。最后統(tǒng)一按照核島管道施工圖的設計標準進行出圖，一并采用正式核島安裝施工材料進行安裝，按照核島管道安裝程序要求進行焊接施工。利用BIM 技術將是解決TSD 管線布置及現(xiàn)場標準化模塊化施工的新方向。

3.2 工作量對比

某核電站項目TSD 改進設計的最大亮點，就是大大減少了TSD 的數(shù)量。不論從設計管理還是從施工管理角度，都產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益，相關項目的TSD 數(shù)量對比如表2所示。

表2 核電項目TSD 數(shù)量統(tǒng)計表

通過上述對比不難看出，通過AZ 項目在有針對性地對TSD 進行改進設計后，TSD 的制作和使用數(shù)量大幅下降，有效節(jié)約了材料的使用，在滿足了施工功能需求的前提下，減少臨時特殊裝置的制作數(shù)量，也在一定程度上節(jié)約了人力的投入，同時通過設計優(yōu)化在現(xiàn)場的布置保證了整體的美觀性，提高了施工的觀感質(zhì)量。

4 某核電站項目對TSD 設計安裝后的效果

4.1 滿足核電建造高標準要求

在傳統(tǒng)核電項目積累的TSD 經(jīng)驗反饋基礎上，采用整體集中排水替代零星分散排水、正式管道安裝材料替代橡膠軟管的設計理念，通過對某核電項目的臨時特殊裝置設計改進，在系統(tǒng)調(diào)試階段，達到集中排水裝置的功能替代，減少了臨時特殊裝置的數(shù)量，取得了一定的經(jīng)濟效益，滿足了核電建設高質(zhì)量、高標準的要求。

4.2 滿足系統(tǒng)TSD 調(diào)試需要

對比以往項目凌亂復雜的系統(tǒng)分項TSD，出于方便使用需要，調(diào)試更需要對TSD 進行集中整合，進而提高調(diào)試期間的工作效率。新項目加強現(xiàn)場TSD 管理，項目和調(diào)試進行TSD 梳理，盡量集中地安排系統(tǒng)調(diào)試工作。根據(jù)系統(tǒng)TSD 使用需求時間，安排現(xiàn)場TSD 的安裝和拆除時間，避免了以往調(diào)試TSD 安裝后長期未使用未拆除的問題，有效提高了TSD安裝使用效率，做到有計劃地施工和拆除，既滿足了現(xiàn)場使用需求，也提高了項目TSD 的整體管理，也可在多次需要TSD 臨時排放設施的區(qū)域位置，設置一處固定的收集裝置，由需要排放的系統(tǒng)通過臨時管道引至排放收集裝置，再經(jīng)過臨時TSD 管線引至排水點，這樣可以避免安裝多條TSD 管線，提升整體質(zhì)量。

4.3 提升安質(zhì)環(huán)考評等級

自日本福島事件之后，高標準的安質(zhì)環(huán)要求已成為每個核電項目的重要考核標準。在以往項目中，TSD 在安質(zhì)環(huán)方面的缺陷被列為重點整治內(nèi)容。

在安全質(zhì)量方面，項目按照上游需求編制了TSD 專項施工方案，方案對以往忽略的問題作了明確要求，從現(xiàn)場TSD總體設計出發(fā)，吸取以往TSD 經(jīng)驗反饋，改進TSD 安裝工藝，以往多采用橡膠管進行安裝，由于黑膠管多是整根到貨，現(xiàn)場實際安裝時出于成本考慮，無論安裝需求長短，都不會切割管道，會出現(xiàn)安裝后管道扭曲擺放、多根堆疊等情況，造成現(xiàn)場混亂。臨時鋼管直接在現(xiàn)場進行安裝，管線走向及支架的安裝隨意性大，主要由現(xiàn)場管理人員的經(jīng)驗及能力決定。由于現(xiàn)場沒有設計TSD 臨時管線專用通道，TSD 臨時管線管道一般會安裝在人員通道上，堆疊的膠管不僅影響視覺感觀，還會影響人員通行，影響現(xiàn)場物項運輸及與其他專業(yè)相互干涉的情況，導致需整改的地方多，在接頭處經(jīng)常出現(xiàn)滴漏情況，堆疊的管道影響排查維修。

TSD 臨時管線的標準化管理是走向核電智慧建造必經(jīng)之路，要做到標準化管理應對TSD 臨時管線進行統(tǒng)一管理，利用BIM 技術進行管線走向設計避免相互有影響，將多根TSD 管道匯集一處采用一根主排水管道排出核島的方式，減少管道使用量，管道設計盡量靠邊設計，保證通道暢通，在必要時采用地面下預埋，或者增加過橋的方式，解決人員通行物資運輸問題。最后按照核島管道施工圖的設計標準進行出圖，且采用正式核島安裝施工材料進行安裝。TSD 材料更換后統(tǒng)一采用焊接加法蘭栓接的方式進行連接，按照相應的核電標準管道安裝要求進行管理，保證施工后的臨時管道的安全和質(zhì)量，也能夠滿足現(xiàn)場文明施工和安質(zhì)環(huán)的要求。

5 結論

某核電站項目對系統(tǒng)分項排水零散TSD 的整合改進設計，滿足調(diào)試工作要求以及對零散TSD 所肩負功能全面覆蓋的要求。該項改進設計在一定程度上啟發(fā)了臨時特殊裝置設計的思路，為后續(xù)現(xiàn)場設計思路如何更好貫徹核電項目安質(zhì)環(huán)要求指明了方向。