浅析AP1000核电站主设备安装质量管理论文_毛剑锋,,卢喜杰

毛剑锋 卢喜杰

(中国能源建设集团浙江火电建设有限公司,浙江杭州310016)

摘要:APl000核电站主设备包括压力容器、蒸汽发生器、主管道、主泵等位于安全壳厂房的关键设备。其安装质量是决定日后核电站安全运行的重要保障,因此如何做好主设备安装质量管理,是APl000核电站建造中重要的研究内容。着重介绍三代核电APIO(O)依托项目主设备安装质量管理过程实践。

关键词:APl000;主设备安装;质量管理

前言

APl000核电技术是中国引进世界先进三代压水堆核电技术,在已成熟的传统压水堆核电技术基础上采用非能动安全系统。“非能动”理念的引入使核电厂安全系统设计发生了革命性变化,简化了安全系统配置、减少了安全支持系统、大大降低了人因错误,最终使APl000安全性能得到显著提高。目前APl000核电站于2009年先后在中国浙江三门、山东海阳开工建设,目前已全面进入调试移交阶段。

1 APl000核电站主设备简介

主设备在APl000机械设计技术规格书中,也称关键部件(Critical Component),其主要包含一回路压力边界及核燃料等相关设备,主要为核裂变反应安全进行、核蒸汽安全持续供应提供压力安全边界、反应性控制、事故紧急停堆、核辐射包容等安全保障。因此主设备对核电站建成后安全运行起着至关重要的作用,一旦其发生故障,可能会造成核电厂停堆、放射性泄露等严重事件。

2 APl000主设备安装质量控制关键内容

在APl000核电主设备现场安装过程中,主要施工活动包括设备卸船、设备场内运输、设备临时储存、吊装、设备安装、设备成品保护等工作环节。而在各个环节质量控制中,必须把握各个设备质量控制要点,才可保证主设备安装施工又快又好进行。为此对APl000主设备安装阶段质量控制要点进行了归纳总结,作为安装质量检查中的严控和必检项目加以控制。

3主设备安装质量控制主要方法

APl000核电站由美国西屋公司设计完成,其设计标准及质量验收标准均采用美国ASME(美国机械工程师协会)、AWS(美国焊接协会)、IEEE(美国电气工程师协会)等美国行业协会标准。在其质量保证技术规格书中提出,质量保证与质量控制体系需满足美国ASME NQA-1 Qualification Assurance Requirementsfor Nuclear Facility Application 1 994及美国联邦法规10CFR 50附录B要求,而在中国本土建造核电站,同样受中国核电监管当局—国家核安全局及地方监督站的监督管理,因此同样需满足中国核电质量保证法规《HAF003核电厂质量保证安全规定》要求。鉴于上述原因,通过研究、分析、对比上述体系要求,建立了同时满足上述要求的核电质量保证体系。在该体系覆盖下的主设备安装质量控制大纲程序主要有:检查与试验计划程序、质量监督程序、不符合项管理程序、纠正行动管理程序等。目前核电站建造项目管理具体质量控制措施主要有检查与实验计划、质量监督、专项检查等,对于主设备质量管理,按照质量保证分级控制的原则,其为质保一类,必须对其施以最严格的质量保证措施,按照上述质量保证体系要求结合主设备本身,对主设备质量管理形成了以检查与试验计划为主线,日常质量监督为补充,达到人、机、料、法、环全方位控制。

4设备国产化情况

在AP1000J 技术转让中,西屋公司转让核岛工艺与系统设计,提供主要设备的技术规格书和指导图,以及核蒸汽关于系统的主设备基础设计。根据国家核电技术有限公司与西屋电气公司商定,其他设备的设计与制造技术由西屋(分包方)联队提供。目前,对主设备的设计、制造技术转让谈判已基本结束(包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机杆、反应堆冷却剂水泵和环型吊车、装卸料机等)。AP1000 设备自主化总体目标是: 通过引进技术的消化吸收以及依托工程四台机组的建设,全面掌握AP1000设备设计和制造技术,基本具备自主生产制造后续机组关键设备的能力。AP1000 自主化依托项目4台机组国产化比例分别约为:30%、50%、60%和70%~80%,4台机组的国产化统计平均比例约为50%。其中三门2台机组的国产化比例分别为30%和60%; 山东海阳2台机组国产化比例分别为50%和70%~80%。

5主设备安装典型质量问题与对策

5.1主设备安装典型质量问题

在APl000核岛工程建安施工中,虽然各方对主设备安装过程加大了质量管理力度,但过程中还是不可避免地遇见了一些施工质量问题。因此对于依托项目主设备安装过程中的质量问题进行分析、归纳、总结,找出问题的根本原因,并提出今后的纠正措施,为避免或减少后续项目中同类问题的发生,可起到良好借鉴意义。APl000工程核岛压力容器、蒸汽发生器安装过程中发生的质量问题汇总,详见表1、表2。

从表1、表2可看出在压力容器、蒸汽发生器安装过程中,其安装特点为机加工较多,有法兰面的铣削、螺纹孔加工、螺栓安装、吊装螺栓拆卸等工作,其主要质量问题均与螺纹相关,8个问题中有3个与螺纹相关。对不符合项从不符合项发生阶段、不符合项实体分类、不符合项发生直接原因进行统计分析,安装过程中发现的不符合项,其发生阶段主要集中在制造阶段和安装阶段,其中制造阶段的不符合项数量超过半数。该部分不符合项一部分是通过对到场物项接受检查时发现,如蒸汽发生器外观划伤、管嘴缺陷、MT漏做等;另一部分则是在后续现场安装施工时发现,如拆卸压力容器临时顶盖受阻等。所有不符合项的处理,均需停下现场工作,等待设计方评审、制造商到场修复等工作,给现场主设备安装进度和费用造成了一定影响。

从不符合项根本原因分类统计可看出,主设备安装阶段发现、发生的不符合项主要集中在焊接与NDE、螺栓安装与拆卸、机械划伤、凹坑等缺陷,占到总数的68.8%,其它还有于膜润滑剂使用错误、充N2保护、油漆、销轴孔尺寸等。而发生不符合项的主要原因为螺栓安装前检查、清理不彻底、焊接NDE缺陷及返修、相关模块制造偏差、设备运输保护不力、润滑剂领用使用错误等。

5.2建议后续对策

鉴于APl000主设备安装过程发现、发生不符合项的分析,建议在后续项目主设备制造过程的监造过程中,将上述属于制造阶段的问题进行反馈学习,加强如下几方面的监督、检查力度:(1)螺纹孔制造后、使用前对每个螺栓、每个螺纹、每个丝扣进行100%目视检查;(2)在螺栓使用前,必须按照技术规格书要求,涂抹正确的润滑剂。螺栓拆卸后,必须对其进行防锈保护;(3)主设备制作过程中,应加强焊接工艺、无损探伤检查技术学习,防止技术规格书规定内容漏项;(4)主设备焊接过程应加强过程监督检查,确保人、机、料、法、环均为正确状态,提高焊缝一次合格率;(5)主设备厂内、现场吊运、设备加工过程中,加强监督,在设备包装前,对其进行外观符合性检查;(6)现场使用的润滑剂、防锈剂、清洗剂必须保证有标识、有批号、可追溯;曲设备模块制造、拼装、安装偏差较大,在主设备设计、安装时,要考虑到该类偏差可能会导致的影响,提前做好预防措施。

6结语

综上所述,本文主要就APl000核电站主设备安装过程中发现的质量问题进行了梳理和分析,分析了问题发生的根本原因,并对原因进行了归类。基于上述分析结果,得出了APl000三代压水堆核电站主设备安装过程中的质量控制要点及措施,可有效防止质量问题发生。

参考文献:

[1]林诚格.非能动安全先进压水堆核电技术[M].北京:原子能出版社,2010

[2]孙汉虹.第三代核电技术[M].北京:中国电力出版社,2010

论文作者:毛剑锋,,卢喜杰

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月上

论文发表时间:2016/9/1

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