核电厂通用机械设备现场安装问题分析及对策

核电厂通用机械设备现场安装问题分析及对策

徐红卫

上海核工程研究设计院有限公司，上海 200233

摘要：核电厂建设工程是庞杂、系统、精密的工程。其中机械设备种类繁多，其在建造阶段的各类问题将会不同程度制约电厂建设的质量、进度、成本的有效实现。因而，如何高效合规地处理通用机械设备各类问题显得尤为重要。本文通过某在建三代百万千瓦核电厂EPC总包方的实际施工管理经验，梳理了通用机械设备现场安装过程中的各类问题以及处理方式，为类似电厂的通用机械设备安装工程管理提供借鉴和指导。

关键词：核电厂，EPC，机械设备，现场安装，分析和对策

1. 绪论

核电是国家现代化、工业化的重要标志产业之一，是战略性高新技术产业，在构建清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系中发挥重要作用以外，对相关产业的辐射作用也非常明显，可以带动新材料、新工艺、精密仪器等先进制造技术的创新升级。目前，核电已成为我国高端技术装备“走出去”、“一带一路”发展战略的排头兵、国家名片。

某采用三代核电技术的核电厂建造成本保守估计高达200亿人民币，耗资如此巨大工程项目的“四大控制”即安全、质量、进度、成本至关重要，核电厂如期建设完成尽早并网发电也是各核电厂运营方的共同愿望。核电厂建设进度的少量偏差都将导致巨额成本的增加。因而，在保证安全质量的前提下，及时化解施工进度制约因素，是核电厂建设工程项目管理的关键。

然而，核电厂的建设又是一项系统工程，整个电站系统繁杂，设备多样，据统计，一座核电厂的机械设备套件约6000件，机械设备的安装是核电厂建安阶段的主要工作之一。然而，机械设备在现场安装过程中，会遇到各类问题。这些问题如处理不当、不及时将影响整个核电厂的建造进度，造成建造成本增加。所以，在设备安装时，特别是设备集中安装的高峰期，如何快速解决遇到的问题并保证施工进度，对核电厂的建造周期和工程节点的控制非常重要。

核电厂机械设备按照所在工艺系统的核心重要程度分为主设备和通用机械设备。一般来说，一回路在线设备均属于主设备，其余属于通用机械设备。主设备包括反应堆压力容器及堆内构件、主泵、主管道、蒸汽发生器、稳压器等，一般各设备均有单独的安装技术文件，在技术上没有很强的共通性。而通用机械设备包括泵、塔、箱、罐、换热器、成套设备、起重运输机械等标准及非标类设备，与建筑构件、系统及其他设备和专业物项之间接口多，相应的问题也比较多。

本文主要对通用机械设备对制约核电厂建造进度的通用机械设备问题进行梳理分类、总结归纳，对各类问题的处理方式、流程进行经验反馈并提出处理建议，为后续核电工程建设的机械设备安装问题处理提供参考。

2. 通用机械设备安装常见问题

根据通用机械设备在现场遇到的各种问题，汇总梳理分类列出了通用机械设备现场安装的几类常见问题，共5类。如表1。

3. 问题分析及对策

通用机械设备现场安装过程中遇到以上各类问题，如何有针对性的高效解决，需要进行必要的原因分析，再提出针对性的解决方案。下文将对上文总结梳理出的各类问题逐一进行探究。

问题1: 设备缺陷

1. 问题描述：设备应功能完好并符合设计要求，但有时特别是建安末期移交联合检查时会经常发现部分设备存在各种各样的自身缺陷或者缺少相关配件。

2. 原因分析：技术规格书信息有误，导致设备供应商采用了错误的设计输入； 设备供应商设计输入错误；设备供应商生产错误； 设备出厂装卸、运输维护不当；设备到场仓储维护不当； 设备安装操作不当或安装后成品保护不当；设备采购流程出现问题，导致缺件。

3. 解决方案：对于功能性缺陷或较复杂问题，建议开启不符合项报告，由供应商到场返修或返厂返修，至少供应商应提供返修方案，由安装单位进行处理。对于非功能性的且较简单的问题，可由安装单位处理，并做好记录。对于设备缺件，请及时联系采购方和供应商进行补供。具体可参照流程如图1。

发现设备缺陷

非功能性缺陷或简单问题

开启不符合项报告，供应商判断是否返厂处理

否

是

安装单位拆除设备并退库返厂

是

设备缺件

否

否

供应商到场处理

供应商返修并重新发运到场

供应商提供返修方案

安装单位处理

开启不符合项报告，供应商补供

设计文件验证关闭，问题解决

安装单位回装设备

到货后现场安装

图1

问题2：设计问题

(1) 问题描述：设备安装前的技术准备或实际施工过程中，会发现有些设计规范或图纸内的位置、标高、尺寸等信息标注错误，信息缺失、不全面，或其他关于设计上的疑问，安装单位没有全面的技术依据完成安装工作。

(2) 原因分析： 设计人员笔误或设计经验不足，导致设计信息错误或不全面，或者提资遗漏，导致设计信息缺失； 设计进度滞后，导致设计信息暂时缺失。

(3) 解决方案：发现设计信息错误、不全面、缺失或有设计疑问，应发起文件向设计方澄清。设计方收到澄清文件后，全面评估问题所在，对于安装单位的疑问，可回复澄清文件以做解释。对于设计信息缺失、错误或不全的情况，可通过设计变更或升版规范、图纸将错误更正，信息补全。具体可参照流程如图2。

发现设计信息错误、不全、缺失或有疑问

发起澄清文件

发起设计变更或不符合项报告

安装单位再次发起澄清

设计方回复

设计方直接回复

问题有效澄清

否

否

是

是

是

否

安装单位按照设计执行相关工作

设计方再次回复

设计方出具变更文件或升版规范、图纸

设计文件验证关闭，问题解决

图2

问题3: 基础问题

1. 问题描述：设备安装的土建接口，即设备基础如果处理不好，将直接影响设备安装质量。设备的安装形式一般分为焊接和螺栓连接两种。焊接多为设备底座和预埋板焊接，螺栓连接多为预埋地脚螺栓，也有现打膨胀螺栓的情况。而在设备基础施工过程中，可能遇到几种情况，如基础地面和墙面平整度或标高超差，预埋板和地脚螺栓缺失或位置超差，设备底座二次灌浆不实等。

2. 原因分析: 设计遗漏或设计信息错误； 土建施工质量差或防变形控制不到位； 厂房结构超差间接所致； 安装和土建公差差异；

3. 解决方案：如果设计遗漏或设计信息错误导致设备无法安装，可参照问题2的解决方式。土建施工单位应切实保证人员的技术水平满足施工需要，严格按照设计文件要求进行施工，确保土建施工质量合格。因为土建公差比安装公差大很多，一般土建公差为厘米级，而安装公差为毫米级，所以应尽可能的控制土建公差，以最大程度的便于设备安装。但即使这样，设备安装后仍有可能位置或标高超差。此外，基础施工阶段必须采取相应的地脚螺栓防变形控制措施。以上安装紧前工作做好将极大减少基础问题的出现。如果发现较复杂的基础问题，应开启不符合项报告，提请设计方给出处理意见。一般设计方会根据设备的重要程度，评估修改设备安装信息（位置、标高、公差）或本体和基础返工的难易程度，来选择相对保守、改动较小的处理方案。具体可参照流程如图3。

施工缺陷导致

否

厂房结构超差间接导致

土建和安装公差差异导致

否

发现设备基础问题

否

设计遗漏或错误导致

是

否

是

是

是

否

发起不符合项报告，请设计方给出处理意见

返工改动小

否

否

是

是

土建单位按照原设计对缺陷问题返工

参照流程图2

是

意见1：土建基础返工

设计文件验证关闭，问题解决

安装单位按照新的安装设计信息安装设备

意见2：土建基础原样照用，修改设备安装信息（位置、标高、公差）

意见3：土建基础原样照用，修改设备本体

参照流程图1

图3

问题4：干涉问题

1. 问题描述：设备安装过程中，可能会发现和其他已安装的设备、管道、风管、支架或厂房结构等物项干涉。这类问题在核电厂建设过程中，发生率特别高。

2. 原因分析：设计上考虑不全面，未核实各物项间干涉情况，同时各专业设计接口做的不到位；建安单位未按照设计要求进行施工；施工逻辑不合理；基础或临近厂房结构位置超差。

3. 解决方案：如果是设计原因导致，参照流程图2进行处理。如果现场建安单位未按照设计要求进行施工导致干涉问题出现，则应尽可能进行返工或者拆除和设备干涉的物项（必须是设计上允许建安单位自行布置的物项，如某些电缆导管），如果返工对区域施工影响较大，应发出不符合项报告，请设计方评估原样照用并修改其他干涉物项的可行性。最终按照设计方意见执行相关工作。如果由于施工逻辑安排不合理导致物项间干涉，则应进行返工，按照合理的施工逻辑进行施工，避免干涉情况出现。同时，做好经验反馈，避免类似问题重复出现。处理流程参照图4。

否

施工逻辑不合理

基础或临近厂房结构超差

否

施工缺陷导致

发现干涉问题

否

是

设计干涉

是

否

否

是

参照流程图3

按照合理施工逻辑进行返工

参照流程图3

是

参照流程图2

设计文件验证关闭，问题解决

图4

问题5. 施工问题

1. 问题描述：核电厂建设过程中，由于现场建安单位人员技术能力欠缺、不认真或经验主义，对于图纸、技术文件理解有偏差，导致实际施工结果与设计不符。

2. 原因分析：(1) 建安人员能力不足，图纸消化不彻底；(2) 建安人员经验主义，凭借以往经验施工；(3) 施工人员马虎大意，施工错误；管理漏洞，接口工作不到位。

3. 解决方案：发现施工缺陷，在改动较小，对设备功能、工期无影响的情况下，建安单位可自行进行返工处理。如果返工将影响设备功能或有其他不确定性因素，必须提交上游单位协调处理。

发现施工问题

施工质量缺陷

否

施工逻辑不合理

基础或临近厂房结构超差

否

否

是

是

按照合理施工逻辑进行返工

参照流程图3

参照流程图3

设计文件验证关闭，问题解决

图5

4. 总结

核电厂设备种类多，安装要求高，在建造安装过程中容易出现各种问题，如果处理不当或不及时，将造成工期延误和成本增加。本文对核电厂通用机械设备在建造安装阶段常见的问题梳理归纳总结出五类问题，针对每类问题进行了原因分析并提出了对应的解决方案，具有较强的可操作性，后续核电工程建设的机械设备安装问题处理可参考应用，以加快问题的处理效率。

参考文献

1. 林诚格，郁祖盛，非能动安全先进核电厂AP1000[M].原子能出版社，2008.

2. 孙汉虹，第三代核电技术AP1000[M]，中国电力出版社，2010.

3. HAF003-1991,核电厂质量保证安全规定[S].