海阳核电厂设备监造管理实践

2021-05-11刘新利

核安全 2021年2期

刘新利

（国核示范电站有限公司，山东荣成 264300）

海阳核电厂位于山东省海阳市留格庄镇，厂址规划容量为6×1 000 MWe 级核电机组，厂区一次规划，分期建设。一期工程作为中国第三代核电自主化依托项目，采用两台美国西屋公司开发的第三代先进压水堆核电机组（AP1000），每台机组的额定功率为1250 MWe［1，2］。

1号机组于2009年9月浇灌核岛第一罐混凝土，两台机组建造间隔为10个月，1、2号机组分别于2018年10月和2019年1月投入商运。

山东核电有限公司作为海阳核电厂的营运单位，对核电厂的设计、采购、建造和运营管理负全面责任，对国核工程公司及中国电能成套公司的监造活动进行监督、检查和考核并对核安全相关设备、对电厂可用率有重大影响的设备进行质量控制［3，4］。

1 监造管理组织机构

设备采购部是公司设备采购与监造管理的职能部门，部门下设采购计划处、采购一处、采购二处、监造处和物资管理处。设备采购与监造管理组织机构如图1所示。

图1 设备采购与监造管理组织机构Fig.1 The organization of equipment procurement and surveillance management

1.1 采购计划处

采购计划处负责工程设备采购进度计划、生产物资采购计划、年度计划和月度计划的编制及管理。

1.2 采购一处

采购一处负责甲供设备与材料的采购及管理；负责合同执行管理及设备催交。

1.3 监造处

监造处负责监造体系的建立、监造信息系统平台的建设、监造人员培训、监造文件与记录管理；负责重要设备的驻厂监造及见证点出席；负责对监造单位的监造活动进行监督、检查及考核。

1.4 采购二处

采购二处负责调试和生产备件、工器具等物资采购。

1.5 物资管理处

物资管理处负责进口设备的报关及商检管理；负责设备运输管理及5000 吨码头管理；负责设备仓储管理及出入库管理。

2 监造人员的培训与授权

海阳AP1000 核电项目的监造人员在执行设备监造任务之前，必须按照培训计划进行相应的业务知识培训和岗位授权培训，并经考试合格方可上岗［5，6］。

2.1 监造人员培训

监造人员培训主要包括理论培训、现场实习和岗位授权培训。理论培训以课堂教学为主，同时辅以实验室和车间演示。对于缺乏实践经验的监造人员，应安排现场监造实习；根据监造人员受教育的程度和未来的工作内容，安排不同类型的现场实习；现场实习通常由有经验的监造工程师现场指导。

营运单位的监造人员培训按照公司培训管理体系统一组织实施，设备采购部门负责课程设置、教材编制、教员联系和考核评定等工作。培训在公司年度培训计划和设备采购部的年度监造工作计划中制定。

监造人员的岗位技能培训和专业知识培训根据具体情况自行组织或外委有资质的培训机构举办。海阳核电在项目建设过程中共计完成218人次的监造人员培训授权工作。

2.2 监造人员分级

设备的特点和重要性不同，对从事监造活动的人员要求也不同。人员评定主要根据监造人员的学历、专业、工作经历、培训经历、资质和健康状况等方面实施。监造人员授权分级包括助理监造工程师、监造工程师和高级监造工程师。我们定期组织对监造人员培训、评定和考核，根据考评结果，确定监造人员的授权等级，报公司分管领导批准，并颁发授权证书。

经过海阳AP1000 依托项目建设的实践，海阳核电厂共有117 人取得了设备监造人员相应授权。

3 监造文件体系

3.1 监造管理程序体系

在海阳AP1000 核电厂设备监造活动开展之前，营运单位和监造单位建立了各自的监造管理程序体系，营运单位的监造管理程序体系分为以下三个层级，如图2所示。

第一层：大纲类（公司级），即《设备监造管理大纲》；

第二层：监造管理手册（公司级），包括各种监造管理程序；

第三层：监造实施手册（部门级），包括各种监造工作程序和监造专用技术指导文件（监督导则、专用监督细则和监督检验大纲）。

图2 程序体系示意图Fig.2 Schematic diagram of program system

3.2 监造专用技术指导文件

在具体的设备监造活动开展前，设备采购部门编制监造专用技术指导文件，包括：监督导则、专用监督细则和监督检验大纲。

3.2.1 监督导则

“监督导则”指导监造人员对设备制造各阶段的活动实施质量监督，确保设备制造活动符合法规、标准及合同要求。“监督导则”分为4 个系列，共52份，具体如表1所示：

表1 监督导则分类Table 1 The classification of surveillance guidelines

3.2.2 专用监督细则

“专用监督细则”规定了某一设备制造过程中需要进行质量监督的重要工艺及所适用的“监督导则”，用于指导、规范对重要设备制造活动的质量监督，以及指导对这些设备质量计划的审查和选点。

海阳AP1000 核电厂QS1 监造等级和部分QS2 监造等级的设备编制了“专用监督细则”，共16份。在设备正式开展监造工作之前，该设备的“专用监督细则”必须发布生效，从事该设备监造活动的人员应熟悉“专用监督细则”的内容，在“专用监督细则”的指导下开展监造工作。

3.2.3 监督检验大纲

“监督检验大纲”是监造人员对非重要设备进行质量监督的技术指导性文件，“监督检验大纲”明确了设备监造活动实施的具体内容、要求，以确保设备监造活动及时、有效地开展。

海阳AP1000 核电项目未编制“专用监督细则”的QS2 监造等级的设备必须编制“监督检验大纲”，QS3监造等级的设备根据实际需要确定是否编制“监督检验大纲”，海阳项目编制的“监督检验大纲”共30份。

设备采购部门根据设备采购合同、设备技术规范和有关的技术要求以及设备监造等级，分批编制了“监督检验大纲”，内容包括该设备监造各个阶段监督检查的主要内容及验收条件和抽查比例等。

3.3 监造适用的法规、标准、规范和设计文件

海阳AP1000 核电项目注重对海阳AP1000核电设备监造工作中使用的法规、规范、技术标准和设计文件（含变更）的管理，建立了适用的法规、规范、技术标准和设计文件（含变更）清单，收集了与监造有关的法规、规范、技术标准和设计文件（含变更），跟踪并及时发布这些文件的最新状态，以使监造人员使用有效版本的文件。

3.4 监造工作文件和报告

设备监造过程中，设备采购部门和监造单位需编制相应的工作文件和报告，海阳AP1000 核电项目编制的设备监造工作文件类型及数量如表2所示。

假设有一个数据集D={（xi，yi|i=1，2，…，N）}，其中xi∈Rn，yi∈Rm分别作为特征向量和样本标签。含有M个隐层节点的单隐层神经网络的输出可表示为：

表2 监造工作文件和报告清单Table 2 List of surveillance documents and reports

4 监造分级管理

为合理分配、使用监造资源并充分发挥监造单位的作用，将公司的监造力量集中有效地投入到重要设备的监造工作中，同时也兼顾到次要设备的质量监督，在监造活动开展前，我们对全厂设备进行了科学的监造分级，针对不同监造等级的设备，采用不同的监造方式和配备不同等级的监造人员［7，8］。海阳AP1000核电厂设备监造等级共分为以下三级：

QS1级设备：采用长期驻厂、全过程质量监督的方式监造；

QS2 级设备：采用阶段性驻厂、控制点见证（W、H点）和过程巡视的方式监造；

QS3 级设备：采用阶段性验收或出厂前检验的方式监造。

在监造工作实施过程中，根据制造厂的设计能力、制造经验、生产工艺成熟性及监造单位的工作经验和表现等实际情况，相关人员可以对设备监造等级进行调整；在某设备制造过程中，如果质量问题频繁发生且得不到及时有效地纠正或制造进度严重滞后时，相关人员应将该设备的监造等级提高。

海阳 AP1000 核电厂 NI、CI 及 BOP 设备监造分级如表3、4所示。

表3 核岛设备监造分级表Table 3 The classification table of NI equipment surveillance

表4 常规岛及BOP设备监造分级表Table 4 The classification table of CI and BOP equipment surveillance

5 监造经验反馈与信息化建设

5.1 监造工作经验反馈

公司充分利用国内其他核电厂设备监造及大修监理过程中积累的经验［9，10］，分析重要设备的制造工艺，重点关注关键工艺及曾经产生不符合项的工艺，以使监造人员在今后实施监造时有预判性和针对性。公司在相关技术文件以及培训过程中，对曾经出现和容易出现质量问题的关键工艺作出提示，要求监造人员对这些工艺加强监督力度，对重大设备制造过程中的一些关键工序，必要时邀请国内专家参与先决条件检查、技术交底及制造质量监督，以加强相应设备的监造力度。

监造人员在AP1000 设备采购制造过程中及时将制造和管理方面的问题进行整理，汇编成经验反馈手册和清单，相关数据如表5所示：

表5 设备经验反馈数据Table 5 Equipment experience feedback data

5.2 监造管理信息化建设

鉴于计算机和网络技术的高速发展，为了将现代信息化管理技术应用于海阳AP1000核电厂设备监造管理，公司开发了含有监造管理功能模块的工程信息管理系统平台（CIMS），实现监造工作的信息化管理。一方面可以使公司管理层及时、全面、准确地掌握各设备监造点的情况，现场监造人员也可通过系统网络及时得到公司的技术支持，实现驻点监造与公司整体监造技术支持体系的动态联系；另一方面便于进行大量的资料查找、报表编制、统计、分析等工作，大大提高了整体监造管理的工作效率。

6 维修人员的监造参与

作为核电厂设备的最终用户，维修人员提前参与到设备监造工作有利于其掌握设备的制造历史和基础状态，为做好设备预防性维修方案和设备全寿期管理打好基础。同时，维修人员加入到监造团队，能够很好地缓解设备采购部门的监造人力短缺问题，是对电厂建设期和生产期人力资源配置优化的有效措施。

海阳AP1000 核电项目建设过程中，维修人员共计有384 人·月加入到监造团队的设备监造工作中，相关人员已成为公司设备维修领域的技术骨干，在预防性维修、维修策略、维修实施、设备可靠性管理及备件管理等生产领域发挥着重要作用。

7 监造人员的派驻

7.1 A1类设备监造

对于西屋联合体供货的核岛A1类设备，该类设备对核安全有重大影响，如1#机组反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、一体化堆顶、控制棒驱动机构、爆破阀、主蒸汽隔离阀、稳压器安全阀和1、2#机组反应堆冷却剂泵等，在不减轻西屋联合体供货责任和国核工程公司监造责任的前提下，营运单位采取驻厂监造、控制点见证和过程巡视方式控制设备制造质量，项目建设期间共实施了134人·月的驻厂监造工作。

为解决护照、签证办理的难题，并降低成本，在设备制造相对集中的国家，如美国和韩国，营运单位设立长期监造点，派遣专业人员驻厂监造，并对国核工程公司的监造工作进行监督和考核。

7.2 非A1类设备监造

对于国核工程公司供货的核岛非A1类设备，在不减轻其供货责任的前提下，对国内首次制造、难度大且周期长的AP1000 设备，如2#机组反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、一体化堆顶、控制棒驱动机构和1、2#机组稳压器及堆芯补水箱等，营运单位实施长期驻厂监造；对反应堆冷却剂系统主管道及波动管、安注箱、非能动余热排出热交换器、环吊、装卸料机等，营运单位实施阶段性驻厂监造；对主蒸汽隔离阀、主给水隔离阀、稳压器安全阀、核级风机等，营运单位以控制点见证、过程巡检的方式实施监造。为降低成本及有效利用资源，在设备制造相对集中的地区（上海、广州、大连、秦皇岛、太原和哈尔滨），营运单位设立长期的监造点，派遣专业人员监造，项目建设期间共实施了592人·月的驻厂监造工作。

7.3 CI、BOP及送出工程设备监造

对于采购的CI、BOP 及送出工程的设备，营运单位委托中国电能成套公司进行设备监造，其共投入了214 人·年开展监造工作。对核电厂可用率有重大影响的设备，如汽轮发电机组、高压加热器、低压加热器、除氧器、主给水泵组、循环水泵组、凝结水泵组和主变压器等，在不减轻中国电能成套公司监造责任的前提下，营运单位采取控制点见证、过程巡视和组织出厂检验/验收三种方式控制设备质量，并对监造单位的监造工作进行监督和考核。