侯刚连,李春跃
(福建福清核电有限公司,福建 福清 350318)
核电厂调试工期的优化方案
侯刚连,李春跃
(福建福清核电有限公司,福建 福清 350318)
目前,国内核电建设受设备产能和建设经验等因素影响,调试工作往往不能如期开展,可能导致总工期拖延。合理规划调试工期和逻辑,根据实际情况对调试工期进行优化,是消减部分工期拖延的有效手段之一。文章通过研究百万千瓦级核电机组建设时遇到的常规情况,在以往参加核电机组调试工期优化实践的基础上,分析和探讨了调试计划制订特点、计划执行中的困难和调试工期优化的对策,提出从项目全局的角度实施动态调整优化的方案,将向调试本身要时间、向接口要时间、向管理要时间三条途径相结合,论述了活动工期压缩和调试逻辑调整、调试内外部接口优化以及管理方式优化的具体方法和重点举措,对调试工期优化的效果和方向、提高工程管理能力和控制优化原则进行了总结。
核电;调试;计划;进度优化
核电厂由于设备产能和建设经验等原因,往往出现主体设备拖期和施工拖延等累积效应,系统移交情况往往不能达到调试总体要求,造成调试工作不能如期开展,甚至导致总工期的拖延,鉴于此,对调试工期优化将是消减部分工期拖延的有效手段之一,探讨调试工期优化途经对指导后续调试工作将很有裨益。
本文以百万千瓦级核电机组建设时常规碰到的情况为例,对可采取的调试工期优化途径进行分析。
核电调试整体来看包括单系统调试(初步试验)和总体试验(包括功能试验和初始启动试验),通常所说的调试工期主要指总体试验的工期。根据工程特点分为核岛、常规岛、BOP三条线路,按序展开工作:
1)核岛线:为项目调试活动的主线,基本逻辑为一回路冲洗—冷试—热试—装料—商运(见图1)。根据一回路冲洗后工作逐步由单系统调试向多系统联调转化的特点,在单系统调试阶段,集中力量处理上游接口条件、完成各系统的调试,一回路冲洗后以试验逻辑关系和役前检查为主,交叉安装收尾、核清洁等工作。
2)常规岛线:调试按与核岛调试进度匹配的原则安排,在满足自身调试逻辑外,通常安排将热试作为与核岛的匹配点。
图1 调试工期划分Fig.1 Division of commissioning period
3)B O P线:该线为核岛、常规岛调试的前提,主要负责提供水、电、气源等,其中220 kV、泵房进水作为核辅等系统调试的先决条件,通常安排220 kV受电在冷试前12~14个月,泵房进水在冷试前约7~8个月。
百万千瓦级核电机组调试工期基于国内多个机组的实践,参照安排调试活动顺序和逻辑,总体工期基本相近,项目首堆合同工期大都为60个月,其中调试阶段工期为13个月左右,该调试工期是在成熟压水堆核电机组调试经验基础上开发的,通常建立适应项目特定的总承包模式管理,并在总承包合同框架下成立调试队,承担调试工作。
在充分考虑新建机组特点、工程管理模式和管理水平和风险因素的情况下,特别是进度编制时的外围环境条件(如500 kV电网建设情况等),在13个月调试目标工期下,为保证工期能顺利实现,可对冷试前部分活动时间进行调整。
可以看出,一回路冲洗到冷试开始的时间为2.5个月,比通常的要长一些(开盖冷试仍放在了冷试之后),而泵房进水至核回路冲洗的时间则相对短一些。这种安排在输电网络能否在预定的冷试开始时建成尚不确定,为了有充足时间进行系统完善,综合考虑设备供货和核岛主辅系统施工进度,有意将核回路冲洗的时间提前,既可推动核岛主辅系统施工进度紧凑安排,又能促进以500 kV、220 kV为代表的外界配套项目的整体协调,确保调试工作先决条件落到实处。下文将以此为基础进行分析和总结。
百万千瓦级核电机组项目执行过程中,往往出于种种原因,特别是主设备供货和局部土建进度的延误,将严重影响到安装进度,从而影响到调试工作如期开展。按计划逻辑和工期开展调试工作条件已改变的情况出现,将对如期完成调试工作产生巨大困难,很多项目碰到类似下列的情况。
1)主设备供货延误如表1所示。
2)部分土建延误如表2所示。
面对严峻的形势,对项目进度进行优化分析甚为必要,且须涵盖设备供货、安装逻辑调整和工期优化、调试逻辑调整和工期优化几个方面,其结果将作为应对措施的重要依据,由于设备、安装、赶工工期已基本确定,因此对调试工期的优化分析尤为重要,可作为重点。
表1 部分主设备延误情况Table1 Delays for some of the main equipment
表2 部分土建关键项延误情况Table2 Delays for some of the key project in civil construction
调试进度优化对策基于以下几点:
1) 通过安装施工消化掉主设备供货和土建的延误,缩短单系统调试工期(这部分工作大多由施工单位完成),尽早开始多系统联调。
2) 对严重延误的关键路径,实施安装/单系统调试优化和调试逻辑/工期全面调整双重措施。如拖延设备周边条件先行具备等措施分阶段消化设备延误影响,合并一些条件相近的试验,部分实验交叉进行,以缩短调试试验的时间等。
3) 将安全壳密封和强度试验、燃料运输储存系统水下试验等调整至冷试前等措施,缩短冷试后工期,从而缩短调试工期。
4) 做好热试、装料、临界试验和提升功率几个阶段工期压缩的准备,提前做好因DCS带来的后续消缺工作等因素的方案和资源准备。
随着项目进展,情况不断发生变化,问题将逐步暴露,供货、安装、调试逻辑调整和工期优化的调整工作是动态的,作为工期的后端,调试工期的调整优化又显得尤为重要。执行过程的决策基于到货和现场实际进展这两个条件,分析对后续调试工作的影响和可能的调整途径,再反过来对上游提出条件。
根据执行过程中可采取的对策,在设备供货和安装赶工方案的基础上,提出调试工期优化方案。
4.1 向调试本身要时间
向调试本身要时间是基于调试工期的优化,即经活动工期压缩和逻辑调整,缩短调试实际工期。重点阶段为一回路冲洗至商运期间的工期优化。主要调整举措包括:
1)基于DCS到场过晚,将导致核辅系统调试上游条件和自身调试延后的现实,通过采取临时措施等方法,先行打通工艺系统,为工艺系统消缺留出时间,缩短后续系统联调的时间。
2)基于DCS、主泵到场过晚,将导致冷试大幅延后的现实,为缩短冷试后的工期,将安全壳强度和密封试验、开盖冷试、燃料运输储存系统水下试压等工作提前。
3)考虑到DCS到场过晚的现实和必需的消缺工作,尽量提前做好消缺和变更准备,减小DCS消缺对主线进度的影响。
4)做好调试准备的各项工作,保证试验一次成功率,缩短各项调试活动的工期。
4.2 向接口要时间
向接口要时间即提升管理水平,实现各领域的无缝链接。接口管理包括调试队内部接口,也包括外部接口,重点是安装移交管理,建立移交办理归口组织,准备详尽分工作步骤的移交清单,建立专门的消缺队伍,提前介入安装过程,应对系统和子项移交过程中出现的问题,处理调试活动与土建安装工作遗留项。通过接口管理,可大大节省管理性时间,提前开展一些关键调试活动,紧凑调试时间。
(1)系统移交调整和管理
安装向调试移交是调试活动开展的前提,系统移交率长期偏低,将严重影响调试活动顺利实施。为有效平衡关键线路和非关键线路的关系,提升整体工作效果,针对移交计划的调整和管理,采取的主要举措包括:
1)系统移交计划作为关键性文件,需确保执行力。根据实际进展情况,可按主次分开—全面赶工—主次分开阶段管理,制订专项激励计划,以指导、激励安装工作。
2)通过高层协调,包括高层领导参加的协调会、上级部门组织的系统移交专题会等方式,促使安装单位按要求转变工作重点,减少重抢量而忽视系统移交的现象。
3)按个体系统进行制约因素的详细分析和处理方法,通过移交协调会解决日常问题;对制约因素予以归类,列明解决措施建议,通过各领域的专题会、综合协调会落实解决方法;进行经验反馈,设立行动项,对管理系统产生的问题通过优化流程、建立制度的方法予以改进。以往项目在一定时期内,系统移交制约因素通常为设计占22%,物项占30%,施工逻辑占30%,土建占13%,安装延误和其他占5%,而其关键子因素,即材料应急采购和设计变更处理,加速其流程将极大提高各类问题的解决。
4)分清主次,合理调配资源。资源调配做到有针对性,按系统移交计划规划方向合理分配资源,对关键活动,需按实际情况机动配置资源的机制。为保障关键线路进度,通过对计划进行必要的微调、资源倾斜等手段实现。实践证明,经过实施该方法,可陆续实现泵房进水、电气厂房送冷风、核回路冲洗、安全壳密封性试验等重要节点。
5)灵活处理遗留项问题,原则问题不让步,小问题限定时间予以解决,通过灵活的处理方式形成了积极配合的氛围,对工作的开展创造了有利的环境。
6)通过改进安装技术和管理手段(如主管道自动焊、堆内构件安装优化等)在压力容器、蒸汽发生器供货延误的情况下,将原计划的主系统安装工期大幅予以压缩,同时调试、安装一起研究、实施部分临时措施,尽力保障主系统移交和试验进度。
(2)局部土建安装调试活动顺序调整
由于打破了计划安排,部分调试工作需提前,这就要求施工和调试原定的顺序需进行相应的调整,充分利用安装和调试活动的交叉作业,节约关键线路的工期。这些项目主要包括:
1)在海水循环泵供货、泵房和常规岛土建进度延误的情况下,采取临时封堵至汽轮机凝汽器管道的方式,在循环泵尚未安装完毕的情况下,先行实现泵房进水,调试重要厂用水系统、核岛设冷水系统,为核辅系统调试开始创造条件。
2)主泵尚未到货,堆内构件无法按期安装完成的情况下,先行实施核回路冲洗,并将水池盛水试验与燃料运输储存系统水下试验时间窗口合并。
3)在蒸汽发生器二次侧水压不具备条件的情况下,先行实施主给水部分的水压试验,之后再实施蒸汽发生器二次侧水压试验,为常规岛侧系统完善和后续调试开始提供尽早开始的基础。
4)在DCS到货无法满足调试需求的情况下,通过采用临时机柜等举措先行调试相关系统,后续再替换为正式机柜,虽然增加了工作量,但这种预演为调试活动赢得了时间。
5)在确认冷试将大幅延后的情况下,综合堆内构件安装和二回路水压安排等进度,安排土建、安装赶工,先行实施安全壳强调和密封性试验。
4.3 向管理要时间
管理是效率的生命线,管理不到位,即使局部工作有实效,但对整体而言,其抢工效能将大打折扣。为此,应重点加强下列方面的工作。
1)业主和工程公司共同组建联合调试队,以项目特点和资源实际情况出发,不拘泥于总包合同规定责任,分工协作、发挥特长,形成分岛分系统的管理模式,以程序、规程为框架整合资源,促进调试工作的开展。
2)制订有挑战的进度计划,区分关键线路活动和非关键线路,集中有效资源打攻坚战,对计划的合理性定期检查和分析,对发现的问题及早做出决策。
3)关键节点制定激励方案,坚定执行计划,将各种外部条件纳入统一的管理、协调体系,通过日、周协调会等形式动态检查,尽量避免单项作业影响其他活动的执行,提高效率。
4)调试队提前介入移交接口,提早明确调试需求,及时确定调整目标,减少“扯皮”现象。成立多个重大子项/系统专项组,系统梳理、跟踪、推动安装甚至土建工作的开展,促进系统移交。
5)对于安全壳密封性试验提前等事项,提前与外部监督部门沟通,按“早决策、早准备、早落实”的原则,做好各种文件、方案准备,以免错失实施的时间窗口。
6)对安装尾项和调试过程中出现的设计确认、应急采购这两个难点问题,除通过调试会签、应急委托等方式解决一部分问题,重点通过高层协调等方式,推动现场设代授权、应急采购流程缩短、快速决策几个方面的改进。
百万千瓦级核电机组在上游进度严重滞后的情况下,通过逐步落实前述优化方案和各种举措,泵房进水、核回路冲洗、500 kV受电、安全壳强度和密封性试验等众多关键节点可先期实现,冷试至商运调试计划工期可优化为11个月,项目整体进度延误趋势缩小(见图2):
为了煤炭矿区的可持续发展,在矿区规划编制和决策过程中充分考虑矿区开发可能涉及的环境问题,预防规划实施后可能造成的不良环境影响[1],协调经济与环境保护之间的可持续发展关系,必须进行煤矿区总体开发规划环境影响评价。
主泵、DCS按前述延误时间,在核回路冲洗后6~8个月到场。
显然该调整仍受制于主泵和DCS严重延误的条件,如主泵、DCS可在一回路冲洗前4~6个月到场,则一回路冲洗至冷试开始可控制在4个月左右,冷试至商运仍为11个月,则对总工期的贡献将更为显著。
可见向调试本身要时间、向接口要时间、向管理要时间这三条途径,是调试工期优化的可行方向:
1) 系统移交管理、设计变更快速处理、调试备件应急采购是缩短调试工期的基本支撑。
2) 适合项目特点和要求的调试管理模式对调试工期影响显著,电厂作为今后的运营单位,参与甚至主导调试工作从各方面来看均较为有利,有经验的人员和合理的进度计划则是有效推动进度的基础。
3) 单系统调试和总体调试工期相互影响且各有侧重点,提早明确调试需求,合理调配资源,制定方法保障关键点的实现,可产生非常好的效果。
5) 从冷试到临时验收的优化,借鉴已有的成功经验,相对固定的调整项目包括开盖冷试在冷试前全部完成、燃料运输储存系统试验前移,非固定的项目为安全壳密封性试验。
对于安全壳强度和密封性试验如考虑提前,需提前做好相关子项加快施工的措施,提早确定一回路冲洗和冷试的间隔,如果由于安排该试验使得冷试不得不延后,则不建议该试验提前。
燃料运输储存系统试验如需前移需要提早予以考虑,最好在主管道焊接的窗口内完成相应的安装工作,再视核回路冲洗后的窗口时间和冷试后至热试期间工作项目的工期确定。
工程管理能力提高非常重要,如果管理不力,现场工作就如一团乱麻,到处是问题,工作效果和效率下降,因此,为保证工期优化调整效果,务必下决心提高工程管理能力:
图2 调试工期划分调整Fig.2 Adjustment for the division of commissioning period
1) 避免以往对于诸如DCS制造和供货、BOP子项完工要求安排出现与主线需求不匹配的现象。以后续工作倒排上游条件的要求应更加准确、合理,根据进度主线分出轻重缓急,由权威部门统一发布,使关键线路处于控制。
2) 合格足额的技术人员永远是最重要的资源。人员在调试活动中起着重要作用,向接口要时间、向管理要时间过程中,是通过人员的努力才能获得成果。同时,要为全体参与者创造良好的整体环境和工作氛围,激发人的创造性,提高工作效率,充分调动人员的主观能动性,如果调度有方,关键时候能够完成看似不可能完成的任务。
3) 调试工期对整个项目工期来说大概占1/5,各种调试活动又相互交叉,问题处理和决策的时间余量少,信息化的运用就更为重要,特别是在接口管理和软件处理时间上要求尽少占用有效时间。通过信息化的运用和有效管理,可极大减少软件对实体工作进度的影响。
从目前国内设备制造、工程管理水平看,现阶段及未来一段时期内,核电厂施工的“赶工”是不可避免的。对调试进度逻辑的局部调整应动态地进行,调试工期优化不是单纯考虑对冷试后工期的缩短,而是以是否对项目进度有最终贡献为标准。
对高层计划合理调度,随着进展情况予以动态控制,全过程平衡风险并多举措优化工期,是调试进度控制和优化原则。在此原则指导下,需要深刻认识到关键路径和非关键路径动态变化的特点,改变所谓“工期确定后就只能倒排计划”的观念,方可在具体项目上,灵活运用向调试本身要时间、向接口要时间、向管理要时间这三条途径,最终达到优化调试工期目的。
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Optimization of the Commissioning Period of Nuclear Power Plant
HOU Gang-lian,LI Chun-yue
(Fujian Fuqing Nuclear Power Co.,Ltd.,Fuqing of Fujian Prov. 350318,China)
Due to current equipment manufacture capacity, construction experience and other factors, commissioning of nuclear power projects was used to be postponed, which could lead to delay of the whole project. Based on the actual situation, optimization of commissioning period and its logic could be an effective way to improve this situation to some extent. Based on previous practice and experience in the schedule management for the commissioning nuclear power projects, this paper analyzes and discusses the characteristics of make commissioning plan and the difficulties of program implementation and strategies of commissioning plan optimization, discusses and presents ways of dynamic plan adjustment and optimization at the vision of entire project, synthesizes the methods of time management through commissioning itself, interface and management, expounds measures for the timing and optimization of commissioning schedule and commissioning period, and sums up the ways of optimization of commissioning period, improving management capabilities and control of optimization principles.
nuclear power; commissioning; planning; schedule optimization
TM623 Article character:A Article ID:1674-1617(2014)02-0128-06
TM623
A
1674-1617(2014)02-0128-06
2014-01-08
侯刚连(1975—),男,河北人,工程师,管理学学士,从事工程管理工作。