非能動安全先進(jìn)AP1000核電廠模塊進(jìn)度控制

郭鵬飛 彭福銀 郭洪濤

中電投電力工程有限公司，江西 九江 332719

非能動安全先進(jìn)AP1000核電廠模塊進(jìn)度控制

郭鵬飛1彭福銀2郭洪濤3

中電投電力工程有限公司，江西 九江 332719

非能動安全先進(jìn)AP1000核電廠采用模塊化施工，模塊的進(jìn)度控制是AP1000核電廠總體進(jìn)度控制的關(guān)鍵之一，本文簡要介紹了非能動安全先進(jìn)AP1000核電廠的模塊及模塊化施工特點(diǎn)，闡述了模塊進(jìn)度控制的內(nèi)容和方法，以期為后續(xù)AP1000核電廠模塊進(jìn)度控制提供借鑒。

AP1000；核電廠；模塊進(jìn)度；控制

引言

當(dāng)前，我國已確定了“積極推進(jìn)核電建設(shè)”的電力發(fā)展基本方針，明確了核電發(fā)展的技術(shù)路線，決定走引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新的道路，并引進(jìn)了世界上先進(jìn)的第三代核電技術(shù)AP1000。非能動安全先進(jìn)AP1000核電技術(shù)作為世界第三代核電技術(shù)的典型代表，是由美國西屋公司運(yùn)用非能動核安全理念開發(fā)的，模塊化施工是其不同于EPR等其他第三代核電技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。模塊進(jìn)度控制是總體進(jìn)度控制的關(guān)鍵，如何有效的控制模塊進(jìn)度、進(jìn)而控制總體進(jìn)度是值得我們研究的一個(gè)課題。本文主要介紹了非能動安全先進(jìn)AP1000核電廠的模塊種類及數(shù)量、解釋了各類模塊的含義并說明了其功能，介紹了模塊化施工的特點(diǎn)，闡述了模塊進(jìn)度控制的重點(diǎn)和方法。

1 非能動安全先進(jìn)AP1000核電廠的模塊介紹

模塊是指具有一定的結(jié)構(gòu)/功能完整性與獨(dú)立性，具有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造和清晰邊界的軟件程序塊或硬件組件單元。諸如：一段程序，電腦的一個(gè)板卡，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，都可以稱之為一個(gè)模塊。模塊化是指通過模塊分割的方式來進(jìn)行生產(chǎn)制造的工程模式。目前模塊化的概念已在不同的工程領(lǐng)域被廣泛使用：造船、大型系統(tǒng)程序的編寫、石油化工、航天航空。模塊化技術(shù)一直隨著信息技術(shù)和管理科學(xué)的發(fā)展而不斷發(fā)展，導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)思想、建造工藝及管理上的重大變革。模塊化必然帶來工程生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化和批量化，從而達(dá)到提高工程生產(chǎn)效率的最終目的。核電廠引進(jìn)模塊化施工的理念是科技發(fā)展必然，同時(shí)也是工業(yè)化的必然趨勢，非能動安全先進(jìn)AP1000核電廠順應(yīng)這種發(fā)展變化，引進(jìn)了模塊的概念，施工過程是一種模塊化的積木搭接過程，模塊化施工帶來了施工工藝、施工組織上的巨大變革，為縮短核電廠建造工期提供了可能。

非能動安全先進(jìn)AP1000核電廠的模塊是指一個(gè)由材料和部件組裝而成的組合件。根據(jù)功能分為結(jié)構(gòu)模塊、機(jī)械設(shè)備模塊、管道模塊和電氣模塊等；結(jié)構(gòu)模塊包括CA、CB、CG、CH、CR和CS模塊，機(jī)械設(shè)備、管道、電氣模塊包括KB、KQ、KT、Q、R和W模塊。CA模塊也叫M模塊，是內(nèi)部用混凝土澆筑的鋼結(jié)構(gòu)模塊，其功能是取代傳統(tǒng)的棒式鋼筋綁扎和模板材料支設(shè)；CB模塊也叫L模塊，是周圍用混凝土澆筑的鋼結(jié)構(gòu)模塊，其功能是在電廠廠房擁擠的區(qū)域取代結(jié)構(gòu)模板工作，并且提供支架和設(shè)備的錨固件；CG模塊為廠房結(jié)構(gòu)模塊，內(nèi)部只含有結(jié)構(gòu)元件；CH模塊也為廠房結(jié)構(gòu)模塊，內(nèi)部既有結(jié)構(gòu)元件，又有非結(jié)構(gòu)元件，外部與機(jī)械設(shè)備配合；CS模塊為樓梯模塊。就江西彭澤廠址AP1000核電廠而言，共計(jì)約237個(gè)模塊，其中結(jié)構(gòu)模塊約152個(gè)、機(jī)械設(shè)備模塊約85個(gè)。少數(shù)重型結(jié)構(gòu)模塊（如CA01、CA02、CA03、CA04、CA05和CA20等）在模塊廠預(yù)制完成后需要在現(xiàn)場進(jìn)行組裝，待組裝完成后方能進(jìn)行就位安裝，絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)模塊和設(shè)備模塊在制造廠預(yù)制完成運(yùn)到現(xiàn)場后即可進(jìn)行安裝。

2 模塊化施工

AP1000核電廠模塊化施工是一種先進(jìn)的施工理念，它是將相對密集布置的鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣和儀表等組裝成一體，形成一個(gè)整體單元，即模塊。它的先進(jìn)在于它引入了平行作業(yè)，依靠當(dāng)今發(fā)達(dá)的先進(jìn)技術(shù)，將土建、安裝、調(diào)試等工序進(jìn)行了深度的交叉，從而縮短了建造工期、減少了成本，同時(shí)也不會沖擊電站的可維護(hù)性或可利用性。模塊在制造廠里進(jìn)行預(yù)制，在可控制的環(huán)境里最大化地制造，與現(xiàn)場施工平行進(jìn)行模塊的預(yù)制和整體組裝，完成后將此模塊運(yùn)至現(xiàn)場一定區(qū)域，將其整體吊運(yùn)進(jìn)入廠房安裝位置，最終整體調(diào)整就位進(jìn)行安裝。

模塊預(yù)制包括模塊的下料、組對、焊接、除銹、油漆、包裝等工序。其中組對和焊接對模塊的預(yù)制進(jìn)度影響很大。模塊的組裝連接采用焊接，焊接過程中焊縫多、涉及的材質(zhì)多，焊接工作量大。同時(shí)，相對焊縫長度，母材厚度小，且存在不同材質(zhì)、不同厚度子模塊之間的焊接。例如，僅CA20模塊焊縫總長就超過3000米，單條焊縫最長達(dá)21米，焊接材質(zhì)包括A36、A240S32101、A276T304L，厚度范圍為3.2mm～38.1mm，且存在大量焊縫需要進(jìn)行高難度的仰焊。這些特點(diǎn)不僅給模塊焊接防變形提出了更高的要求以保證模塊在焊接期間的平面度在控制范圍內(nèi)，同時(shí)高質(zhì)量的要求也對進(jìn)度控制帶來壓力和困難。

CA01、CA20和CV下封頭等模塊從預(yù)制場運(yùn)輸至核島指定區(qū)域時(shí)的重量均超過800噸，外形尺寸大，迎風(fēng)面積大。如何將大型模塊安全順利地運(yùn)輸至目的地，對運(yùn)輸方案都提出很高的要求。模塊吊裝時(shí)，模塊起吊后的水平度控制、側(cè)向穩(wěn)定性控制、模塊防變形、模塊準(zhǔn)確就位等都是重點(diǎn)考慮內(nèi)容。模塊的運(yùn)輸和吊裝不僅影響安全、質(zhì)量，同時(shí)也制約著模塊施工進(jìn)度，模塊進(jìn)度的控制要充分考慮模塊組裝場地的選擇及運(yùn)輸，模塊的吊裝方案等。

大型模塊在墻體澆筑上面臨的困難是混凝土從模塊頂部注入時(shí)，如何保證混凝土順利到達(dá)模塊底部，且如何避免由于其高落差而產(chǎn)生的離析現(xiàn)象；如何保證混凝土充滿門洞空間；何如保證高流動性的自密實(shí)性混凝土不從錨固鋼筋和模塊墻體之間的縫隙滲漏；如何在提高自密實(shí)性混凝土澆筑速度的同時(shí)而不影響對模塊墻體的壓力；上層樓板模塊就位后，如何對下層樓板模塊進(jìn)行澆注；澆筑完成后，如何對模塊內(nèi)的混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢查等。這些問題都對施工技術(shù)提出了考驗(yàn)，同時(shí)這些施工技術(shù)的選擇也對施工進(jìn)度產(chǎn)生很大的影響。

縮短工期的方式有快速跟進(jìn)和趕工兩種方式，模塊化施工很大程度地組織平行施工，屬于快速跟進(jìn)模式，可有效克服趕工帶來的返工，同時(shí)模塊化施工將大部分預(yù)制和組裝等工作安排在專業(yè)化的制造廠，有助于提高效率、控制質(zhì)量，分擔(dān)現(xiàn)場工作面。

3 模塊進(jìn)度控制

3.1 進(jìn)度控制的對象、內(nèi)容和目的

模塊進(jìn)度控制的對象就是文提到的所有結(jié)構(gòu)和設(shè)備模塊，而內(nèi)容就是每一個(gè)模塊的預(yù)制、組裝（若有）和安裝，目的是使模塊的預(yù)制、組裝進(jìn)度能夠滿足安裝進(jìn)度的要求，模塊安裝進(jìn)度能夠滿足設(shè)備的就位及安裝要求、滿足局部范圍內(nèi)的混凝土澆筑要求，進(jìn)而使模塊進(jìn)度能夠滿足核電廠總體進(jìn)度的要求。

3.2 進(jìn)度控制的方法

3.2.1 編制科學(xué)、合理的模塊專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃

要編制一個(gè)科學(xué)、合理的模塊專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃首先需要理出一條準(zhǔn)確的關(guān)鍵路徑。各類模塊有大有小，有輕有重、有復(fù)雜有簡單，對我們準(zhǔn)確的了解和把握它們、控制其進(jìn)度帶來了很大困難。筆者認(rèn)為將這些模塊的安裝廠房進(jìn)行區(qū)分，在廠房內(nèi)再將模塊按層劃分，由于AP1000核電廠的施工邏輯是“由低標(biāo)高 高標(biāo)高”，這樣我們就針對各個(gè)廠房內(nèi)的模塊進(jìn)度理出了一條關(guān)鍵路徑，再依據(jù)各廠房之間的施工邏輯順序，就可以基本理出一條模塊進(jìn)度控制的關(guān)鍵路徑。抓住像CA20、CA01等重量和體積大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模塊，分別評估其預(yù)制、組裝和安裝的工期，評估各模塊之間邏輯關(guān)系的正確與否，并評估模塊與設(shè)備及局部區(qū)域混凝土澆筑的邏輯關(guān)系，同時(shí)結(jié)合總體進(jìn)度計(jì)劃（工程二級進(jìn)度計(jì)劃）要求，綜合這些因素就能夠基本編制出一份基本科學(xué)、合理的模塊專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃。

3.2.2 編制大型重要模塊專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃

針對像CA20、CA01、CVBH、CV#1、CV#2、CV#3、CV#4和CVTH等編制單個(gè)大型模塊專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃，通過這些簡單的特別的專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃來控制這些大型重要模塊的進(jìn)度，將復(fù)雜的問題簡單化，使每個(gè)模塊的進(jìn)度可控、在控，進(jìn)而使整個(gè)電廠模塊進(jìn)度可控、在控，保證總體進(jìn)度。

3.2.3 重視依托項(xiàng)目在模塊進(jìn)度控制方面的經(jīng)驗(yàn)

根據(jù)依托項(xiàng)目工程進(jìn)度計(jì)劃的資料和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析對方進(jìn)度執(zhí)行情況，學(xué)習(xí)其先進(jìn)的進(jìn)度控制經(jīng)驗(yàn)并找出其進(jìn)度滯后的原因，調(diào)整模塊專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃，并及時(shí)提出進(jìn)度預(yù)警。如依托項(xiàng)目海陽核電廠的模塊專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃中對CA20和CA01安排的組裝工期均是6個(gè)月，實(shí)際組裝工期是174天和196天，而依托項(xiàng)目三門核電廠的實(shí)際組裝工期分別是152天和201天，我們可以分析得到CA20模塊的組裝工期6個(gè)月是富裕的，CA01模塊組裝過程可能會遇到嚴(yán)重影響進(jìn)度的問題，當(dāng)我們在制定模塊專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃時(shí)就可以充分的借鑒這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并在計(jì)劃執(zhí)行過程中避免重復(fù)的問題再次出現(xiàn)影響進(jìn)度，使進(jìn)度可控、在控。

3.2.4 借鑒國外成熟經(jīng)驗(yàn)，并積極探索新工藝，新技術(shù)

AP1000模塊化施工在國內(nèi)核電廠施工中尚屬首例，而模塊化施工技術(shù)的應(yīng)用在美國和日本相對趨于成熟。國內(nèi)建造AP1000核電廠遇到的一些施工難點(diǎn)時(shí)，可積極對國外類似問題進(jìn)行調(diào)研，充分借鑒國外經(jīng)驗(yàn)成果，解決困難，確保進(jìn)度。如日本泊核電站3#機(jī)組CV的規(guī)格尺寸、材料等均與AP1000相類似，在CV焊接技術(shù)上、熱處理方式上，AP1000機(jī)組可借鑒。

3.2.5 模塊進(jìn)度控制的特殊之處

模塊進(jìn)度控制給出了一個(gè)不同空間卻要同時(shí)協(xié)調(diào)控制的難題，要求我們不但要抓好現(xiàn)場的組裝和安裝進(jìn)度，更要抓好制造廠的預(yù)制進(jìn)度，同時(shí)根據(jù)進(jìn)度要求積極協(xié)調(diào)制造廠和現(xiàn)場的工作界面（這一點(diǎn)也是進(jìn)度控制的難點(diǎn)），筆者認(rèn)為對小模塊的工作界面不會劃分的特別清楚，在保證質(zhì)量的前提下，若是能根據(jù)進(jìn)度要求對工作界面劃分掌握一定的機(jī)動權(quán)，可能會對模塊進(jìn)度控制更為有利。同時(shí)將預(yù)制廠的工作移到施工現(xiàn)場來完成是爭取工期機(jī)動的一個(gè)重要方面。

3.2.6 跟蹤模塊進(jìn)度、全面分析、及時(shí)預(yù)警

必須不斷的跟蹤模塊預(yù)制、組裝和安裝進(jìn)度，全面分析進(jìn)度執(zhí)行情況，編寫進(jìn)度分析報(bào)告，及時(shí)的暴露各種影響模塊進(jìn)度的問題，及時(shí)向相關(guān)責(zé)任方提出預(yù)警報(bào)告，協(xié)調(diào)有關(guān)責(zé)任方盡快解決影響進(jìn)度的問題，使模塊進(jìn)度可控、在控，進(jìn)而確保核電廠總體進(jìn)度。

4 結(jié)語

運(yùn)用進(jìn)度管理的相關(guān)理論和知識，運(yùn)用其他項(xiàng)目先進(jìn)的進(jìn)度管理經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合模塊自身的特點(diǎn)來控制其進(jìn)度。筆者認(rèn)為只要我們理清關(guān)鍵路徑，編制科學(xué)、合理的專項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃，借鑒依托項(xiàng)目在預(yù)制、組裝和安裝過程中的成功經(jīng)驗(yàn)，提高進(jìn)度執(zhí)行的嚴(yán)肅性，一定會使模塊進(jìn)度可控、在控，進(jìn)而保證AP1000核電廠總體進(jìn)度，并為后續(xù)AP1000核電廠模塊進(jìn)度控制提供借鑒。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.040