BOP工程防冻伴热施工管理

王立宁，李景民，马　丁，涂海涛

（中广核工程有限公司，广东　深圳　518124）

BOP工程防冻伴热施工管理

王立宁，李景民，马丁，涂海涛

（中广核工程有限公司，广东深圳518124）

文章以辽宁红沿河核电项目为例，研究了核电项目BOP工程防冻伴热工作的技术方案及施工过程。通过比较分析，确定了选用电伴热方案技术的优势和工程适用性。在此基础上，给出了BOP工程防冻伴热工作的施工范围，施工计划和施工工艺流程。从施工安全、质量和进度管理等方面，指出了BOP防冻伴热施工中需要关注的若干问题及应对方案。

核电站；BOP；防冻；电伴热；施工管理

辽宁红沿河核电站以CPR1000为技术路线，由核岛、常规岛和BOP（Balance of Plant）三个主要部分构成［1］。作为核电厂的重要组成部分，BOP主要为核电厂提供运行所需要的水、气（汽）、电、热等工作介质，以及外围安全的工作环境和电力输出，是核电厂安全稳定运行的基础［2］。红沿河核电站是国内首个在北方寒冷地区建设的核电项目，与之相应的防冻伴热工作，成为保障核电厂冬季运行的必要条件。因此，BOP工程防冻伴热施工，不仅关系到BOP自身在冬季的有效运转，也直接影响到整个核电厂的安全稳定运行。

1　防冻伴热技术比较及方案确定

1.1防冻伴热技术比较

目前常用的防冻伴热技术包括：以蒸汽管道散热作为热源的技术方案，以热水管道作为热源的技术方案和以伴热电缆通电加热提供热源的技术方案［3］。

从方案的技术特点角度出发，并考虑现场实际条件、施工难度及运维成本等因素，对上述3种防冻伴热方案进行了比较分析，见表1。

从表1的结果可以看出，以伴热电缆为基础的防冻伴热技术方案，无论从自身技术优势角度，还是现场适用性、实施难度、复杂性以及施工成本，乃至后续运行维护成本等因素考虑，都是最适合的防冻伴热方案。

表1　防冻伴热技术方案的比较Table 1　Comparison of anti-freeze heat tracing technology schemes

1.2以电伴热为基础的防冻伴热技术方案

按照设计方案，红沿河核电项目BOP工程采用以伴热电缆为基础的防冻技术方案。所使用的伴热电缆外形为金属套管，内含MgO绝缘粉包裹的电阻丝，电阻丝通电产生的热量通过MgO和金属套管壁传导给伴热管道，以补偿管道设备的热损失。这种伴热电缆也称为铠装伴热电缆，已被应用于石油化工等行业的防冻伴热工作中。

该方案以铠装伴热电缆为热源，将其敷设于需要伴热的管道设备表面，通过伴热控制柜向伴热电缆送电，伴热电缆通电发热，补充管道的热损失。在伴热管道表面，安装铠装双支热电偶，测量管道表面温度，并将测量结果反馈至上游伴热控制柜。伴热控制柜在比对热电偶反馈的测量温度和预设温度参数后，根据比对结果，控制伴热电缆电源的通断。为了减少伴热电缆热量损失，管道、伴热电缆和热电偶外层均采用保温结构覆盖。

2　电伴热系统的工程实施

2.1施工范围

根据BOP工程各子项和系统冬季运行的工艺需求，确定防冻伴热工作的施工范围。范围基本涵盖了BOP工程各主要水、气（汽）生产厂房和系统的室外布置管道、仪表设备等。

电伴热系统的安装工作内容主要包括：伴热电缆的敷设安装、热电偶安装、热电偶接线盒及伴热电缆连接器安装，同时包括上游伴热控制柜和电源柜的安装、电缆敷设端接、电缆桥架安装以及外部保温结构等的安装工作。

按照对施工设计文件的统计结果，电伴热系统施工范围及主要工程量见表2。

2.2施工进度计划

电伴热系统施工进度计划，主要根据被伴热的工艺系统冬季调试运行需求确定。参照红沿河项目所在地区的气候特点，冬季一般在11月中旬开始进入冰冻期，在此前需保证伴热系统投用运行。预留调试工期1个月左右，一般需伴热系统完工时间安排在10月中旬以前。

表2　BOP工程防冻伴热施工范围及主要工程量Table 2　The construction scope and main work amount of BOP anti-freeze heating project

按照被伴热的工艺系统冬季运行需求和完工时间，结合伴热系统设计图纸出版情况和设备材料到货时间等上游条件因素，来计划安排BOP项目各子项的伴热系统施工进度。

2.3安装施工流程

（1）开工条件检查

开工条件检查包括：审阅施工图纸，核对到货设备与设计文件一致性；检查被伴热设备管道是否满足施工条件，如管道设备安装完成，水压试验合格，管道外层防腐涂漆工作完成等条件；检查伴热电缆绝缘性能是否满足要求，并对需安装的热电偶进行校准试验。

（2）伴热电缆和热电偶安装

伴热电缆安装前需先做好管道表面清洁工作，除去油污，锈蚀和残留的腐蚀性介质等。安装时，伴热电缆沿直管道外壁平行敷设，宜安装在管道下方，与管道横截面的水平轴线呈45°角位置。当经过阀门、支架、法兰等管道附件设备时，则把伴热电缆按照相应管道附件的形状折弯，成曲线敷设在上述设备的两侧或上面。

在管道直管段和弯曲处，伴热电缆需用特殊的导热胶泥覆盖，上面再覆盖一层不锈钢制刚性保护罩，最后用不锈钢管卡和扣件把它们一起固定在管道上。有些不规则形状部位伴热电缆不能用导热胶泥和不锈钢保护罩进行保护，则使用不锈钢的编织网带来固定和保护加热元件。

伴热电缆的敷设，既要考虑满足伴热电缆使用要求和便于后续维修，也要考虑便于管道阀门和仪表等可拆部件的维修和更换。

热电偶安装应在伴热电缆在管道上敷设后进行。所选择的测温点应置于管道直管段中间，距离伴热电缆较近的位置，并保持与管道良好接触，尽量不要安装在管道支架、阀门和法兰等附近。热电偶安装后，用不锈钢管卡扣件将热电偶测温端固定于管道表面，在测温端覆盖导热胶泥。

（3）伴热回路安装完工检查

在伴热电缆和热电偶组成的伴热回路安装完毕后，在进行保温结构施工前，需要进行安装完工检查。检查的主要工作包括：比对图纸，核对伴热回路位号，安装设备型号是否正确；检查伴热回路的安装工艺，特别是阀门、法兰和弯头等位置的安装工艺是否满足技术要求等。完工检查通过后，方可进行外层保温结构安装。

（4）保温结构安装

室外管道保温结构由保温层和保护层两部分组成。保温层材料选用防水岩棉，以铝合金板作为外部保护层，可以保持内部干燥，并具有可靠的防水性。在伴热回路安装完工检查后，应及时开始保温结构安装施工，并在安装过程中小心施工，避免损伤已经安装的伴热电缆。设备管线的接缝处应密封保温层，防止雨水渗入。

保温层安装完毕后，应再次测量所有电伴热回路的绝缘电阻，以确定伴热电缆在安装过程中没有损坏，满足后续通电调试条件。

3　防冻伴热施工管理中需要关注的问题

3.1施工质量管理

安装质量是决定伴热系统后续能否长期稳定运行的关键，是施工管理中需要重点关注的问题。安装质量管理需要控制多方面要素，如保温层厚度，盘柜安装误差，电缆端接工艺等，其中最能影响系统整体安装及后续调试运行的质量因素，还在于伴热系统的绝缘性能。

首先，通过采用因果分析图的质量分析方法，对可能影响伴热系统绝缘性能的相关因素进行分析，如图1所示。

针对伴热系统绝缘不足问题的分析结果，从人、机、料、法、环5个方面，得出了导致绝缘质量问题发生的原因。后续现场的质量管理工作，需围绕分析结果开展有针对性的工作。如针对施工人员因素的影响，采取了技术交底检查，施工人员培训和施工结果考评等措施，降低人员因素导致质量问题的概率；针对环境因素可能的影响，施工前严格落实开工条件检查，确认施工现场环境条件和施工期间的天气条件满足安装工艺要求后方可开工；针对施工方法因素的影响，一方面加强施工人员的技术培训，另一方面要做好安装过程中，各项工艺环节的现场检查，对存在的问题及时发现并提出整改意见，落实后方可进行后续施工。

通过对影响质量结果的因素进行全面有效的分析，掌握质量管理工作的关键点，在影响质量的关键因素上重点控制，落实相关安装工艺要求和施工管理规定，可以有效保障伴热系统取得良好的施工质量结果。

图1　影响伴热系统绝缘性能质量的因素分析Fig.1　The influencing factors on the quality of the heat tracing insulation performance analysis

3.2施工安全管理

通过安全风险分析，伴热系统现场施工风险主要包括：高空作业风险、有限空间作业风险、触电风险等。施工过程中的安全管理工作也需要对上述主要风险点，有重点地开展风险防范工作。

高空作业风险主要集中在大型罐体高处输水管道的伴热保温施工过程中。在作业前必须落实安全技术交底工作，检查脚手架作业平台是否符合安全规范；施工中落实各项安全防范措施，必须使用安全带防坠器等保护工具；施工中，遇大风雨雪等恶劣天气，应暂停施工工作。

有限空间作业风险主要集中在封闭或狭小管沟内的伴热保温施工过程中。有限空间作业需重点防范人员窒息风险。在开工前安全交底制度的基础上，要针对有限空间的工作内容，施工风险和防范措施进行专项检查审批。施工中，重点关注有限空间内的含氧量检测（测氧仪测量），并严格落实监护制度，做好通风措施，加强现场监督巡视，降低作业安全风险。

触电风险主要集中在伴热系统送电调试阶段。需在调试前发布相应的调试送电通告，并在现场安装伴热电缆位置设置相应的警示标示；在调试过程中，严格执行工作票制度，落实开工前验电等检查措施，防范触电风险。

3.3施工进度计划管理

系统施工进度计划的制订，要充分考虑被伴热系统冬季运行的刚性需求，伴热系统完工时间必须保证其冬季可以投用，上游设计文件出版时间，系统设备材料采购到货时间均需根据伴热系统投用时间倒排。

按照施工逻辑顺序，作为伴热系统开工的先决条件，进度计划还需考虑被伴热工艺系统，特别是管道系统的完工时间。

结合电伴热系统自身的施工特点，为保证系统安装质量，尤其是绝缘性能，施工应尽量避免在雨季进行。另外，部分伴热材料对施工环境也有一定要求，如不规则设备外形伴热使用的糊状导热胶泥，需要在0 ℃以上温度环境才能使用，相应伴热系统施工应尽量避免在冬季进行。

进度计划在执行过程中，不仅要实时跟踪现场施工进展，比对计划，及时纠偏，还应根据被伴热工艺系统的重要性，对伴热工作需求的紧急程度，对原定计划适当调整，有所侧重。如部分工艺系统作为项目重大里程碑节点的关键系统，相应的伴热系统需要从项目主线计划角度统筹安排，倾斜资源，优先保证完成，以避免项目关键路径进度受到影响。

4　结束语

红沿河核电项目BOP工程电伴热系统施工，是电伴热技术在核电项目应用的一次有益探索，同时也证明了以铠装伴热电缆为基础的电伴热技术方案，在核电项目BOP工程中的适用性。电伴热系统的技术方案、施工过程和施工管理要点等，也已通过实践得到了工程应用验证，可为后续寒冷地区建设的核电项目BOP工程防冻伴热施工提供良好借鉴。

［1］ 王巍. 浅谈红沿河核电一期工程进度管理［J］. 项目管理技术，2011（9）： 77-79.（WANG Wei. Brief introduction to the schedule control for Hongyanhe NPP Phase I ［J］. Project Management Technology， 2011（9）：77-79.）

［2］ 中国广东核电集团核电学院，中广核工程有限公司工程培训中心. 核电工程总成包与项目管理［M］. 北京：中国电力出版社，2010.（Nuclear Power College of China Guangdong Nuclear Power Corp.， Ltd.，Engineering Training Center of China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd. General contracting and project management ［M］. Beijing：China Electric Power Press， 2010.）

［3］ 张继伟. 电伴热在核电站仪表及测量管道保温中的应用［J］. 仪器仪表用户，2007，14（1）： 42-43.（ZHANG Ji-wei. The application of electro companion in I&C pipe insulation in nuclear power plant ［J］. Instrumentation Users， 2007，14（1）： 42-43.）

The Research of Electrical Tracing System Construction Management and Related Questions of BOP Project

WANG Li-ning，LI Jing-min，MA Ding，TU Hai-tao
（China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Shenzhen of Guangdong Prov. 518124，China）

Based on Hongyanhe nuclear power plant in Laoning province， the paper studies the anti-freeze and heat tracing work of BOP project. It compares several different heat tracing solutions in terms of technicality and applicability， and gave the most suitable scheme by using electrical tracing. It also presents the construction details of the electrical tracing system， analyzes the key points of the construction management from quantity， safety and schedule aspects， and gave the improvement suggestions.

nuclear power plant；BOP；anti-freeze；electrical tracing；construction management

TL37Article character：AArticle ID：1674-1617（2015）01-0042-05

TL37

A

1674-1617（2015）01-0042-05

2014-10-27

王立宁（1984—），男，工程师，2009年毕业于哈尔滨工程大学自动化专业，现从事核电工程项目管理工作。