“華龍一號”首堆工程核島主回路設(shè)備安裝順序優(yōu)化研究

□邢 輝 孫傳藝

一、引言

福建福清核電廠項目規(guī)劃建設(shè)6臺機組，1～4號機組為M310改進型核電機組，5、6號機組采用三代堆型即“華龍一號”核電機組。福清核電5號機組是“華龍一號”首堆示范工程，采用單機組布置、雙層安全殼，計劃建設(shè)總工期為62個月(土建計劃工期25個月，安裝計劃工期24個月，調(diào)試計劃工期14個月)。福清5號機組2015年5月7日開始核島第一罐混凝土澆筑，2017年5月25日實現(xiàn)了內(nèi)穹頂?shù)跹b。

經(jīng)統(tǒng)計國內(nèi)27個核電機組實際的工期，土建階段平均工期為22.3個月，安裝階段平均工期為31.8個月，調(diào)試階段平均工期為14.1個月，總工期平均為68.2個月。國內(nèi)27個核電機組的計劃總工期在52至62個月之間，土建計劃工期19.5至23個月，安裝計劃工期為20.5至25個月，調(diào)試計劃工期12至14個月?？梢园l(fā)現(xiàn)土建、調(diào)試階段的實際工期與計劃工期基本一致，安裝階段的實際工期與計劃工期偏差較大。

從進度控制角度來說，安裝階段應(yīng)為核電建造階段重點控制階段。核島主設(shè)備安裝一般均在安裝階段的關(guān)鍵路徑上。本文將詳細分析研究核島主設(shè)備安裝順序的優(yōu)化。

二、核島主設(shè)備安裝順序在進度計劃中的優(yōu)化分析

(一)核島主設(shè)備安裝介紹。核島主設(shè)備主要包括反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵泵殼、穩(wěn)壓器，由于穩(wěn)壓器的安裝一般不在關(guān)鍵路徑上，本文的分析不包含穩(wěn)壓器。

從“華龍一號”工程反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵泵殼安裝主要的先決條件分析，各個主設(shè)備的引入安裝沒有先后順序的硬性要求。只是由于主設(shè)備運輸通道、吊車資源不能同時引入多個主設(shè)備。

(二)核島主設(shè)備安裝順序在進度計劃中的優(yōu)化研究。

1.核島主設(shè)備安裝順序優(yōu)化前進度計劃安排。福清核電項目1～5號機組核島主設(shè)備安裝進度計劃安排的順序：3臺泵殼→反應(yīng)堆壓力容器→3臺蒸汽發(fā)生器，具體時間安排詳見表1。

表1 福清1～5號機組核島主設(shè)備安裝進度計劃安排

從表1可以看出，3臺主泵泵殼安裝計劃工期為1.5個月，反應(yīng)堆壓力容器安裝計劃工期為1個月，3臺蒸汽發(fā)生器安裝計劃工期為1.5個月。主設(shè)備安裝在進度計劃中的安排為連續(xù)的，即3臺主泵泵殼安裝、反應(yīng)堆壓力容器安裝和3臺蒸汽發(fā)生器安裝共需4個月。

2.核島主設(shè)備安裝順序優(yōu)化前主管道焊接進度計劃安排。主設(shè)備安裝完成后，將開始進行主管道的焊接工作。每個環(huán)路由主管道的冷段、熱段和過渡段組成：熱段連接壓力容器和蒸汽發(fā)生器；冷段連接反應(yīng)堆壓力容器和主泵泵殼；過渡段連接蒸汽發(fā)生器和主泵泵殼。

典型主回路管道環(huán)路焊口焊接順序為：第一，主管道冷段、熱段焊接順序:F4(C4)→F1(C1)；第二，蒸汽發(fā)生器就位，主管道過渡段40°彎頭U1焊口即可進行現(xiàn)場焊接；第三，主管道冷段、熱段以及過渡段40°彎頭全部焊接完成之后，進行主管道過渡段水平段、過渡段垂直段的焊接，焊接順序：U4→U2、U6；第四，主管道冷段、熱段不能與過渡段40°彎頭同時焊接。

每個環(huán)路共8個焊口，其中冷段2個焊口(F1、F4)、熱段兩個焊口(C1、C4)、過渡段4個焊口(40度彎頭U1、U2、U4、U6)。三個環(huán)路共24個焊口。

一般主管道冷熱段焊接計劃工期1.5個月，過渡段40度彎頭U1焊口1個月，一個環(huán)路的過渡段(U2、U4、U6)2個月。首次焊接前準備工作7天。

3.核島主設(shè)備安裝順序優(yōu)化后主管道焊接進度計劃安排。以福清5號機組為例，A版計劃引入順序為3臺泵殼→反應(yīng)堆壓力容器→3臺蒸汽發(fā)生器，B版計劃引入順序為3臺蒸汽發(fā)生器→反應(yīng)堆壓力容器→3臺泵殼。

福清5號機組A、B版計劃核島主設(shè)備安裝進度安排，見表2。

表2 福清5號機組A、B版計劃核島主設(shè)備安裝進度安排

A版計劃主設(shè)備引入順序為3臺泵殼→反應(yīng)堆壓力容器→3臺蒸汽發(fā)生器。A版計劃這種主設(shè)備引入順序，蒸汽發(fā)生器安裝完成后，可以焊接過渡段40度彎頭U1焊口或者熱段，由于主管道冷熱段焊接處在安裝階段主關(guān)鍵路徑，一般安排先行焊接。由于主管道冷熱段與過渡段40度彎頭U1口焊接不能同時進行，待主管道冷熱段焊接完成后，按照硬性邏輯，需要接著進行過渡段40度彎頭U1口焊接，過渡段40度彎頭U1口焊接完成后進行過渡段(U2、U4、U6)焊接。

因此，A版計劃其主管道焊接順序和工期為：冷熱段焊接工期1.5個月→過渡段40度彎頭U1焊接工期1個月→過渡段(U2、U4、U6)焊接工期2個月，單環(huán)路三段工期串行共4.5個月。

B版計劃主設(shè)備引入順序為3臺蒸汽發(fā)生器→反應(yīng)堆壓力容器→3臺泵殼。B版計劃中由于先引入蒸汽發(fā)生器，過渡段40度彎頭U1焊接在反應(yīng)堆壓力容器安裝(1個月工期)的同時進行，反應(yīng)堆壓力容器安裝和主泵泵殼安裝完成后，即可進行冷熱段的焊接，過渡段40度彎頭U1焊接工期1個月不占主管道焊接的關(guān)鍵路徑。

B版計劃其主管道焊接工期為冷熱段焊接工期1.5個月→過渡段(U2、U4、U6)焊接工期2個月，單環(huán)路三段工期串行共3.5個月。

圖1 福清A、B計劃主設(shè)備安裝及主管道焊接工期

福清5號機組A、B版計劃主管道焊接進度安排可以看出，主設(shè)備安裝順序的調(diào)整對主管道冷熱段焊接完成時間無貢獻(B版計劃主設(shè)備安裝開始前比A版計劃提前一個月)，但是對主管道過渡段焊接完成有1個月的貢獻。

福清5號機組(B版計劃)核島主設(shè)備安裝順序調(diào)整是基于其對主管道過渡段焊接有1個月的貢獻而做出的。主管道過渡段焊接完成后緊后工作主要有：主泵阻尼器安裝/主泵安裝、主輔系統(tǒng)核回路沖洗相關(guān)管線與主管道的連接等，是僅次于“主管道冷熱段焊接完成→堆腔鋼結(jié)構(gòu)施工/密封環(huán)安裝/換料水池池底鋼覆面安裝→堆內(nèi)構(gòu)件安裝等工作→冷試開始”這條主關(guān)鍵路徑的工作。因此，主設(shè)備引入順序的調(diào)整是必要的。

三、結(jié)語

通過分析，將核島原主設(shè)備引入順序“3臺泵殼→反應(yīng)堆壓力容器→3臺蒸汽發(fā)生器”調(diào)整為“3臺蒸汽發(fā)生器→反應(yīng)堆壓力容器→3臺泵殼”，調(diào)整后的主管道焊接過渡段40度彎頭U1焊接工期1個月不占主管道焊接的關(guān)鍵路徑，對主管道焊接完成有一個月的工期貢獻。

與主設(shè)備安裝相關(guān)的任何因素的變化都將直接或者間接影響主設(shè)備安裝的進度[1]。當(dāng)出現(xiàn)與進度計劃安排不一致情況時，及時進行分析優(yōu)化設(shè)備安裝順序，分析時需要對所有未安裝主設(shè)備的各項先決條件進行分析，使得主設(shè)備及支撐引入工期最短，最大程度減少工期損失。為進一步科學(xué)合理壓縮華龍一號項目建設(shè)的總工期，進而降低工程造價，提高其經(jīng)濟性指標及市場競爭力提供了可能。