关于M310二代改进堆型核电站一回路主设备安装关键路径的探讨

孙龙

江苏核电有限公司 江苏连云港 222042

在核电站建造期间，一回路主设备的安装处于整个工程建造的关键路径之上，大件设备多，安装施工逻辑性强，且耗时较长，多个核电机组均发生过因上游因素导致主设备安装工期滞后等现象。因此，对主设备安装关键路径进度的分析、探讨对核电工程建设有着一定程度上的意义。

1 压水堆机组一回路主设备安装关键路径

压水堆核电站建造期间，一回路主设备安装的典型关键路径为：环吊及龙门吊可用——主设备支撑安装——主管道和波动管的引入——主设备安装——一回路主管道焊接——堆内构件及主泵安装——核回路冲洗——冷试准备——冷试。其中环吊及龙门吊可用是主设

备吊装引入、安装的前提；首先是主管道和波动管引入，如主管道不先引入，后期将无进入的空间；而主设备支撑安装是主设备引入的前提，因此主设备支撑必须提前主设备到场，以满足主设备的引入安装需求。主管道焊接则需在主设备全部就位之后开始，以防错位及焊接产生应变。

根据某核电站一回路主设备采购的到场计划安排，结合主设备安装施工逻辑，该核电站一回路主设备安装关键路径示意图见图1。

图1 一回路主设备安装关键路径示意图

2 各主要部分的合理工期、安装逻辑及控制要点

2.1 主设备支撑安装

主设备支撑安装就位是主设备引入的前提，因此必须提前到场，以满足主设备的引入安装需求。主设备支撑本身结构和安装工艺并不复杂，但其安装和土建的接口较多，需采取措施控制。

同时，主设备支撑的设计和制造进度应加强控制，多个核电机组都曾在设备支撑的设计或制造阶段出现较大失误，影响现场安装需求和进度，其中，如某核电站曾因垂直支撑严重滞后，蒸发器的安装就位均受到不同程度影响，导致3台蒸发器到场后平均存放时间超过3个月才引入厂房。又如发生过因蒸汽发生器（1环路）下部横向支撑未到货，导致蒸汽发生器本体到货不能够直接引入，需要临时存储，不仅增加了成本，也存在存储相应的风险。

结合安装技术要求及以往机组经验，主泵、蒸汽发生器垂直支撑安装及养护合理工期2.5个月。采购、工程部门必须密切配合，合理安排各支撑的到货时间。

2.2 主设备就位及安装

根据以往电站的实际进度，压力容器安装工期通常为1个月，1台蒸发器则为10天至15天，泵壳安装时间较短，通常在10天左右。

由于反应堆厂房环吊及龙门吊的唯一性，且受反应堆大厅平台空间的限制，压力容器、主泵和蒸汽发生器三大主设备的引入无固定的先后逻辑关系，往往根据设备到货的时间而决定引入的顺序。但单一主设备安装的逻辑施工顺序非常强，环环相扣，如果某主设备相关配件不能及时供货，势必导致该设备的下游工序无法进行为了避免此类事情的发生，必须提前梳理并严格按照供货逻辑关系安排供货计划。如反应堆压力容器到货后，紧接着是堆内构件、上部构件、控制棒驱动机构到货，不能先将控制棒驱动机构供货。各主设备相应的专用吊装运输专用工具需与主设备一同到货，反应堆压力容器、主泵和蒸汽发生器安装螺栓用螺栓拉伸机至少需在密封前提一个月到货。

2.3 主管道焊接

现阶段一回路主管道焊接一般采用自动焊，三个环路各管段焊接的合理工期为3-4个月。

一回路主管道焊接的焊接质量直接影响主设备安装关键路径工期，一直是核电站建设过程中技术难度最大也是最受关注的焊接活动。一回路主管道焊接逻辑：主管道自动焊工艺评定完成——压力容器、主泵泵壳、蒸发器可用——主管道焊接。每环路的主管道（冷段、热段、过度段）的安装焊接顺序及技术要求必须完全按照施工方案和相关程序规定开展组对和焊接施工，以防止焊接应力和变形，确保焊接质量。

为提高主管道组对和焊接速度，通常的措施有：制定完善的施工方案和详细的操作流程，并严格执行，确保施工质量和安全；加强焊工技能的培训和考核，提高组对和焊接工作效率。可以增加焊工、焊接设备等资源投入，并适当延长作业时间和采取倒班施工；提前启动部分焊口的组对、焊接，如主泵泵壳和蒸发器安装就位后，即可先开展主管道过渡段部分焊口的组对、焊接，以节省其占据关键路径的时间[1]。

2.4 堆内构件的安装

参考以往经验，堆内构件安装实际平均工期约5个月。M310二代改进型机组反应堆堆内构件安装通常在主管道冷热段焊接全部完成后开始，主要包括下部构件第一次引入——下部构件与压力容器的对中——管嘴、径向支撑块与径向键的间隙测量——U型嵌入件的加工——上下部构件的对中复测——嵌入件的安装——吊篮内部组件的安装——上部堆内构件的控制棒导向筒安装等主要工序，堆内构件安装是一回路主设备安装中过程最复杂，精度要求最高的一部分。

堆内构件安装过程的特点是“慢工出细活”，其中有大量工作与各种间隙、长度的测量密切相关，其工作难点是上下部构件的对中复测及嵌入件的加工和安装，堆内构件安装过程中的风险和难度是核电工程建设过程中最大和最难控制的，做好RVI安装的质量控制和风险防范尤为重要，而嵌入件的加工和安装是重之关键，需重点关注和提前采取合理的措施（测量人员培训，专用工器具加工，）保证安装质量进而确保安装进度。

2.5 主泵安装及试验

主泵的安装和堆内构件安装可以平行施工，正常安装工期通常短于堆内构件安装，合理的工期设置为4-5个月。主泵的安装通常不在关键路径上，但常遇到主泵到货严重滞后的情况，导致其上升为关键路径。M310改进堆型主泵的安装过程主要包括主泵水力部件/电机拼装完成——水力部件本体吊装——主法兰/主螺栓的安装——电机支撑安装——主泵电机的安装等工作。主泵安装的前提是主泵水力部件的拼装、主泵电机的拼装，主泵电机和水力部件拼装的质量和进度往往决定整台主泵安装的进度和工期，因此主泵国产化后的设备到场时间和电机/水力部件的拼装/安装是关注重点[2]。

2.6 工期裕量设置

合理的计划安排大都会为抵抗工程实施过程中遇到的各种风险而设置一定的工期裕量。工期裕量的设置通常遵循合理设置、集中使用和放置于关键路径的关键位置等基本原则。

3 采取措施的建议

3.1 必须确保一回路主设备的制造进度和制造质量

为避免一回路主设备发生供货滞后的情况，需采取以下措施：

（1）严格控制设计变更。较大的设计变更会带来制造费用的增加和交货期的延长，给设备按时供货和整个项目工期带来风险，因此，须从源头严格控制可能出现的变更，督促设计人员根据专业知识和经验反馈，指出可能出现变更的问题，提醒设计部门、制造部门注意；并在设计合同中增加约束条款，由设计承包商承担部分的变更后果，可以激励其尽快完成技术规格书，减少变更次数，降低变更的影响。

同时，通过定期组织设计部门和制造商之间的技术交流，可减少设计和实际制造间可能出现的矛盾，为设备制造提供有力条件。

（2）加强驻厂监造和设备的检验。为保证制造商严格按照生产节点生产，必须要委派有资质、经验的监造人员进行现场设备监造工作，提前发现问题，确保制造商严格按照已承诺的制造节点生产，遇到问题及时沟通，解决问题，保持生产的连贯。

同时制造过程中，加强设备制造过程质量，避免返工。对设备原材料复检、半成品控制、成品检验严格控制；制造完毕后，必须要重视出厂检验组装工作，检查设备是否满足使用要求，是否达到设计要求；在出厂检验阶段发现问题并进行解决要比设备到达现场后发现问题既省时又省力。

（3）协调制造厂家加快制造进度。发现主设备制造偏离计划时，积极督促制造厂家进行根本原因分析，并制定有效的解决措施，同时向其他主设备的制造厂家进行经验反馈。通过积极协调制造厂增加制造人员和工作时间等方式制定赶工计划，确保设备制造进度符合计划的需求[3]。

3.2 制定合理的安装计划

根据其他电厂的建设经验反馈和电站的实际情况，制定合理的主设备安装专项计划，避免不必要的工期浪费和施工延误，确保安装关键路径紧凑合理。

3.3 做好接口控制

做好设备到货和设备安装之间的接口控制，提前开展主设备安装的施工准备工作。主设备到场后，一旦具备安装条件，可以立即开展引入就位和安装工作，以便节约施工准备所占安装关键路径的时间。

3.4 主设备滞后时施工计划优化思路

当一回路主设备制造进度滞后时，应提前进行计划分析，必须采取主动措施争取在安装阶段进行滞后工期的消化，否则将对后续冷试等关键目标产生严重影响。采取措施时，需注意环吊的唯一性以及反应堆竖井、换料水池、反应堆大厅平台等重要操作区域的空间限制，必须经过充分的论证，制定考虑周密、技术可行的调整方案和计划，进而确保质量、安全和进度。

根据其他电站建设经验，上游进度延误主要按以下措施进行逐级消化。

3.4.1 调整主设备引入/安装顺序

当某一主设备无法按原计划到货时，由于受到环吊、龙门吊唯一性的限制，可以打破原计划引入安装顺序，对已到货的主设备提前引入安装，从而确保总体进度。主要通过以下方式实现。

（1）调整同种设备间的引入安装顺序，如各主泵间、蒸发器之间。采用该方式，主设备安装逻辑顺序相对变化较小。

（2）调整不同种设备之间引入安装顺序，如某台主泵与某台蒸汽发生器之间、某台主泵（蒸汽发生器）与压力容器之间等。采用该方式，主设备安装逻辑顺序变化非常大，必须慎重。

必须注意的是，调整过程中原关键路径直接发生变化，同时部分相关的原未处在关键路径的作业有可能上升为关键路径，必须对计划重新审定，确认新的关键路径。

3.4.2 调整主设备安装技术逻辑

该措施必须征得设计的同意，或者需要论证是正确的，同时存在一定不可遇见的潜在风险。通过正确调整部分安装技术逻辑把原来紧前、紧后类型作业变成可以全部或部分并行的作业，从而减少整个工作的持续工期。该措施在堆内构件、控制棒驱动机构组装部分工作中可以使用，同样也可以在主泵滞后时使用——与厂家和设计人员沟通，主泵提前到场，在现场进行拼装工作。

3.4.3 主管道同步焊接

主管道安装焊接处在主关键路径上，技术要求非常高，只有在以上几种措施无法消化上游延误的严重情况下，才考虑采用主管道各环路同步焊接措施，减少主管道安装焊接持续工期，以达到继续消化上游进度延误的目的。

必须注意的是：采用该措施时，必须提前做好相关准备工作（如增加主管道焊接、探伤等人员及焊接设备。）

3.4.4 压缩安装作业持续工期

这是一种常用、风险较小的消化工期延误的应对措施，不必改变原计划中的主设备安装施工逻辑顺序，主要通过以下三种方式实现。

（1）增加每日工作时间，压缩安装作业总体持续工期。

（2）在安装作业空间许可的情况下，增加人力投入，压缩安装作业总体持续工期；

（3）以上两种方式综合使用，压缩安装作业总体持续工期。

4 结语

通过分析一回路主设备安装合理工期及逻辑关系，一回路主设备的安装工期属于关键路径，需采取有效的措施保证主设备安装工作的进度；如果主设备供货发生滞后的情况，需经过充分的论证，制定逻辑周密、技术可行的调整方案和计划，争取在安装阶段消化掉滞后的工期，避免对下游的核岛冷试节点产生影响。