孤岛型650 MW核电机组大修规划和优化的技术研究

潘春娱，余 迎

（海南核电有限公司，海南  昌江  572733）

孤岛型650 MW核电机组大修规划和优化的技术研究

潘春娱，余 迎

（海南核电有限公司，海南  昌江  572733）

依据中国核电已发布的基于秦山二期M310型机组《标准大修计划》的工期要求，借鉴中国核电内部核电厂首次大修工期，根据孤岛型核电机组投入商业运行即进行调峰运行及周边核电配套能力差的特点，通过比较研究，提出了孤岛型核电机组调峰期内的大修规划及大修优化措施，为孤岛型核电机组大修计划的制订提供了充分的参考依据。

孤岛型；核电机组；大修；规划；优化

海南昌江核电站属于孤岛型核电机组，处于小容量的孤网，存在大机小网、先期需进行调峰运行、周边地区工业和机加工能力受限以及技术支持能力落后等问题，与中国核能电力股份有限公司（简称中国核电）已发布的基于秦山二期M310型机组的《标准大修计划》[1]进行比较，这些条件的存在制约了海南昌江核电站参照参考电站大修计划执行的可能性。因此，需要根据自身状况进行机组大修规划与优化，这不仅对提高孤岛型核电机组运行的经济性有重要意义，也是目前中国核电要求核电厂提升管理、创新工作方式的要求。

目前，海南昌江核电工程已进入调试阶段，根据各家运行核电厂的建设经验，需要在装料前启动首次换料大修工作。因此，为了做好首次大修，必须先制定五年大修规划。

文章以海南昌江核电站的大修规划和优化为例，根据孤岛型核电机组投入商业运行即进行调峰运行及周边核电配套能力差的特点，通过比较研究，提出了孤岛型核电机组调峰期内的大修规划及大修优化措施，为孤岛型核电机组大修计划的制订提供了充分的参考依据。

1 五年大修规划及优化策略

核电厂检修与常规火电厂相比存在显著差异，核电厂在燃料燃耗末期需进行换料，因此，核电厂一般利用此机会，根据预防性维修大纲，对部分核电厂的运行设备进行检查、定期试验、维修与维护，以确保这些设备在下一个运行周期内能稳定、可靠地运行，保证运行安全与核电厂的经济性[2]。

海南昌江核电站五年大修规划及优化通过燃料循环规划和优化确定了运行五年的大修次数和开始时间；通过关键路径预防性维修项目规划和优化大致明确五年期间每个循环大修的工期；通过物资优化，对专用工器具的改进，进行合理规划分布落实，对长周期备件制订合理采购计划；通过大修管理、大修技能和大修计划的优化，根据优化行动项制订实施计划，确保优化落实。

1.1 五年大修总体规划

1.1.1 工期设置

各核电厂商业运行初期，人员实力、周边核电基础相对薄弱，首台机组首次大修工期相对新建核电厂有一定的借鉴意义。同时，海南昌江核电站是以秦山二期1、2号机组为参考电站筹建，设计、设备方面存在一定的可比性。同时，通过将大修项目与各在运核电厂比对，海南昌江核电站历次大修项目与秦山二期接近，其大修工期设置具有较强的可参考性。

根据秦山二期的大修实践经验，首次大修和十年大修一般目标工期为65天左右，五年大修工期一般为50天左右，年度大修工期一般为35～40天左右，综合考虑海南全岛在人力、物资上的劣势，海南昌江核电站暂定首次大修目标工期为60～65天，五年大修目标工期为50～55天，年度大修目标工期为30～35天，后续随着人力配置的增强和当地工业水平的发展，对工期再进行修正。

1.1.2 首次大修时间确定

机组首次大修开始时间取决于工程建设进度和首个燃料循环长度。目前，海南昌江核电站1号机组首次大修开始时间按照工程建设工期为60个月，首次燃料循环周期由于调峰方案而无法确定，暂按两套方案分别规划。方案一：有效满功率天（EFPD）按406天计算，考虑第一循环75%FP运行，可以推算出1号机组在2016年6月18日开始首次换料大修；方案二：有效满功率天按410天计算，考虑第一循环前两个月75%FP运行，其余满功率运行，可以推算出1号机组在2016年2月29日开始首次换料大修。如果工程建设进度有变化，根据工程进度顺序调整。2号机组首次大修开始时间计算方法相同。

1.1.3 五年大修规划

（1）调峰方案一的五年大修规划

第一循环75%FP运行，有效满功率天按406天计算，推算出海南昌江核电站1号机组2016年6月18日开始首次换料大修；第二循环、第三循环满功率运行，2018年后进行4.45%富集度18个月换料；大修工期按中核运行推荐的标准，可以推算出时间规划表。

（2）调峰方案二的五年大修规划

第一循环75%FP运行，有效满功率天按410天计算，推算出海南昌江核电站1号机组2016年2月29日开始首次换料大修；第二循环75%FP运行；第三循环满功率，2018年后进行4.45%富集度18个月换料；大修工期按中核运行推荐的标准，可以推算出时间规划表。

由于是调峰运行，该规划以牺牲调峰阶段的用电高峰为代价，力争确保18个月换料大修时间在电网负荷低峰时段，以确保机组有较好的运行经济性。

1.2 五年大修优化策略

大修优化即在确保核电厂安全性、可靠性、可用性，兼顾经济性指标条件下，充分吸取同类型核电厂的运行与维修经验反馈，同时考虑电网对核电厂的要求，通过优化大修计划，合理布局大修项目，使大修流程优化、工器具优化、人员优化，提高工作效率，缩短大修工期，提高核电厂的经济效益；其策略是减少纠正性维修活动，增加预防性维修活动，特别是需要开展预防性维修中的预测性维修活动，即以可靠性为中心的维修活动（RCM），解决预防性维修大纲中维修项目与周期不易准确确定的问题。

海南昌江核电站五年大修优化需综合考虑自身设备特点、海南全岛周边核电产业基础、首修工期设置、燃料循环时间，并充分借鉴运行核电厂实际经验；通过梳理重要设备的预防性维修/定期试验项目，整理出未来五年大修的重要项目，为编排关键路径提供依据。

2 五年大修优化内容研究

海南昌江核电站大修优化参照中国核电发布的基于秦山二期M310型机组的《标准大修计划》，按其所列的标准窗口节点和工期作为标杆，进行大修工期优化，通过专用工器具、关键路径设备、人员操作技能、管理及计划优化等手段，尽量达到标准化工期要求。

2.1 大修专用工器具优化

维修设施、工具器有效地支持了维修活动和维修培训的开展，维修设施的质量直接影响了维修人员维护保养核电厂设备处于最佳待用状态的能力[3]，经过对大修专用工器具的比较研究，需优化的专用工器具如下：

（1）低压缸螺栓加热装置优化

经比较加热装置的性能，目前国内核电厂广泛使用电加热棒式加热装置，采用电加热棒将螺栓加热至300 ℃需要40 min；而螺栓高频感应加热装置是一种新型的加热装置，将螺栓加热至300 ℃仅需10 min，该装置不仅成熟可靠，而且大大缩短加热时间，对检修工期优化有重要意义，海南昌江核电站计划用未来的2～3年时间完成工器具优化工作。

（2）应急柴油机工器具优化

经过梳理，海南昌江核电站第5台应急柴油机随机工器具中缺少内窥镜等重要工器具，计划在首次大修前采购柴油机专用工器具内窥镜，以满足大修工器具要求。

（3）SG螺栓拉伸机优化

海南昌江核电站蒸汽发生器（SG）螺栓拉伸机为德国ITH生产，与参考电站秦山二期相比，读数表与表座由磁力连接改为螺纹连接，拉伸量读数由人工读数改为电子读数，大大提高了设备可用性和检修效率，工器具的优化，缩短了检修工期。

（4）装卸料机优化

大修期间装卸料操作占用了大修较多时间，装卸料机的稳定、可靠、高效地运作，对缩短大修工期具有重要作用，而对其常见故障的维修与全水下操作环境配备专用工器具，可以有效缩短维修时间，从而缩短整个大修工期。经过调研与比较，拟配备以下专用工器具：

1）手动脱联扣工具：主要用于装卸料机抓具在无法开启或闭合抓爪时，用于手动操作伸缩套筒中的抓具，完成抓爪的开启或闭合，保证燃料组件的安全性与可靠性，防止抓具事故发生而拖延时间。

2）小靴帮（单边、双边）：用于燃料装料过程中辅助燃料组件就位，缩短组件在堆芯就位时间。

3）标尺模型：用于提供抓具和组件高度上的参考，辅助判断故障，防止造成燃料组件碰撞等事故，提高了装卸效率。

2.2 长周期备件优化

备品、备件的储存对核电厂的经济运行有极其重要的作用，但过度储存又会造成资源的巨大浪费，怎样合理地储存备品、备件是目前整个核电系统面临的棘手问题。备品、备件的储备不仅涉及系统设备本身质量，而且涉及系统设备的运行环境、维修、维护水平，因此很难评价备件的储备量是否合理。针对海南昌江核电站是孤岛电站，且周边工业加工能力不足，环境高温，台风多的特点，本次优化研究调研了参考电站备件需求与储备情况，重点梳理了长生产周期备件的需求量及库存，由生产处室提出了具体需求时间及需求量，此次共梳理出长周期备件较为合理的储备项1 772项，在保障机组安全运行的同时，也优化了备件储备，减少了资源的浪费。

2.3 大修管理优化

（1）承包商管理

提前考虑大修期间的外委项目，将大修外委承包商与日常承包商统筹考虑，拟与承包商签订框架协议，提前进行大修人员准备，优化管理。

与此同时，提前启动大修承包商营地建设规划。由于孤岛型核电机组的特殊地理位置，周边可利用资源较少，给大修承包商常驻现场带来不便。提前统筹考虑建安施工单位撤厂与大修承包商进驻进度，综合对比承包商营地代建方案和自建方案，开展经济性分析，初步制定承包商营地建设方案。

（2）设备跟踪

对制造、安装和运行期间的设备问题进行管理，并定期汇总形成设备遗留问题清单来跟踪管理。截至目前，除了汽轮机叶片问题外，尚未收到其他部门上报的可能影响大修工期的设备问题。对于汽轮机叶片问题，成立专项小组，制订专项计划来进行后续的跟踪处理。

2.4 大修技能优化

大修工期是否可以有效缩短，不仅与上述优化项目有关，而且还与维修人员技能密切相关，满足熟练的大修技术要求的维修人员可以有效进行相应维修工作，减少因技能不足而引起的人因失误，从而缩短大修工期。本次优化根据维修工作负责人的学历、经历及技术水平，选派关键技术人员前往成熟核电基地技能培训中心进行技能培训，主要培训内容包括PMC实际操作，关键仪控系统维修，关键泵、阀解体实习，电源系统培训等，为大修开展提供合格熟练的维修人才。

2.5 预防性维修的优化

1）合理地采用“在线维修”，即在正常运行期间，安排不影响核电厂安全和可用率的维修活动，通过减少大修期间的维修活动，达到缩短大修工期的目的；如果涉及核安全相关的系统和设备，应进行风险分析，分析确认停运这些系统和设备，不会造成核安全水平的下降或仍然满足运行技术规范要求。

2）应减少整套设备的不可用性，同时尽量执行对整套设备的机械、电气、仪表等的预防性维修活动。

3）连续几年按预防性维修实施大纲要求，进行相同的维修活动，将能提高技术熟练程度，减小风险，弱化工作强度。

4）标准更换将减少设备的不可用性和维修队伍的压力，但要与增加备用设备的费用综合考虑。

5）对于因预防性维修产生的费用相对比较昂贵，而不进行预防性维修的设备，只要其故障率能够控制和/或可接受，或设备不具有重要功能，可对其进行纠正性维修。

3 结束语

大修规划及优化必须与核电厂中长期规划的目标一致。要有助于维修管理，并给维修执行者提供帮助，更加有利于提高维修大纲的指标。海南昌江核电站依据孤岛小容量电网特点及调峰运行实际情况，充分借鉴国内核电厂首次换料大修计划及工期，吸取参考电站首次换料大修的经验，对1号机组首次换料大修及五年调峰运行期内的维修进行了规划，并对大修计划的实施进行了优化。为孤岛型核电机组大修计划的制订及优化提供了决策参考依据，大修规划的实施也将对孤岛型核电机组维修水平的提高起到积极促进作用。

[1] 中国核电《标准大修计划》管理程序[R]，2013.（China Nuclear Power“Standard Overhaul Plan”Management Procedure[R], 2013）

[2] 昝云龙. 核电站生产管理[M].北京: 原子能出版社，2000.（ZAN Yun-long, Nuclear Power Plant Production Management[M]. Beijing: Atomic Energy Press, 2000.）

[3] 世界核电运营者协会. WANO导则2001-03.核电站维修导则[R]，2002.（WANO. WANO Guidance 2001-03. Guidance for Nuclear Power Plant Maintenance[R], 2002.）

The Research of Planning and Optimization of Outage for Isolated Island Type 650 MW Nuclear Power Units

PAN Chun-yu，YU Ying
(Hainan Nuclear Power Co.，Ltd.，Changjiang of Hainan Prov. 572733，China)

This paper is according to ‘Standard Planning of Outage’, which is based on the experience of M310 units. By learning form first outages of CNNP’s nuclear power plants and analyzing disadvantages in the prior operation stage of isolated island type nuclear power units, this paper presents outages’ planning and optimization measures for isolated island type nuclear power units. It provides a reference to outages planning of isolated island type nuclear power units.

isolated island；nuclear power units；outage；planning；optimization

TL94  Article character：A  Article ID：1674-1617(2014)02-0177-05

TL94

A

1674-1617(2014)02-0177-05

2014-05-15

潘春娱（1975—），女，黑龙江哈尔滨人，工程师，本科，从事核电厂维修计划管理工作。