核电工程建设期间防异物管理探讨

余腾昱，尹祥平

（中广核工程有限公司，深圳 518000）



核电工程建设期间防异物管理探讨

余腾昱，尹祥平

（中广核工程有限公司，深圳 518000）

摘要：异物是核电工程建设中重要质量隐患，防异物是改进项目质量管理水平的重要活动，异物控制不当会对后续运行核电厂产生灾难性的后果，以往案例说明由于建设阶段遗留异物引起的事件占到全部事件的一定比例。通过阳江核电工程项目在防异物方面的实践，对项目建设过程中出现的各类异物事件进行分析，指出目前核电工程建设防异物管理存在的共性的突出问题，提出了项目建设过程中异物防护的主要技术管理措施，并对阳江项目工程建设过程中的创新措施方法进行介绍，对目前中国核电工程建设阶段的异物控制领域的改进进行了初步的探讨，力求能对促进国内核电工程建设异物控制水平的提升提供思路。

关键词：核电站；工程建设；防异物

核电工程质量管理是一项复杂的系统工程，工程质量是核电厂安全、可靠、稳定、经济运行的基石，不断提升项目质量管理水平是所有核电从业者的使命，通过过往的工程实践，异物（Foreign Material，简称FM）已经逐渐成为核电厂建设运行阶段质量缺陷重要诱因。

防异物（Foreign Material Exclusion，简称FME）工作一直都是核电建设现场施工质量管理的难点，异物控制工作做的不到位，不仅会影响设备本身的质量，还会影响后续的调试活动，更有甚者，会对后续设备及系统的安全运行带来重大的潜在隐患。笔者所在的阳江项目现场质量隐患排查的结果显示（统计周期2014. 01. 01 -2015. 01. 01），异物控制措施缺陷占到现场质量隐患的1/4强，已成为现场质量管理的一大顽疾。目前异物控制的研究均集中在核电厂运行及检修环节，对于工程建设期间的异物控制管理研究较少，基于此项工作的重要性，以及工作开展的复杂性，结合项目建设期间出现各类异物事件，阳江项目采取了一系列有针对性的技术及管理措施，确保了项目整体的防异物工作水平不断提升。

阳江核电是目前国内同时在建机组最多的核电基地，规划为6台百万千瓦核电机组，其中CPR1000机型2台，CPR1000 +机型2台，ACPR1000机型2台，1#机组2008年12月25日开工，目前三台在运，一台在调试阶段，两台在建设阶段。

1 国内外防异物管理标准规范的现状

阳江项目为CPR1000改进型压水堆，目前主要执行的技术标准为法国的RCC - M2000 （2002）版［1］，RCC - M中对于建设阶段的异物控制的要求，主要是对完工设备的保护、开口及焊接过程的简单的控制措施描述等，以原则性的要求为主（如F6652），缺少具体的执行的措施，对现场异物控制的指导有限，详见表1。

国内同时在建的AP1000核电项目，参考采用的美国的ASME标准［2］，其中ASME - NQA -1的要求主要是对安装后的设备的防污染，安装过程的简单防异物要求等，与RCC -M类似，除了部分原则性要求，缺乏具体的实施措施。

表1 RCC-M（F6652）对于防异物的要求Table 1 Foreign material exclusionrequirement in RCC-M（F6652）

国内的标准中目前尚无对核电工程建设阶段的专门异物控制要求。

中广核工程有限公司作为国内成立最早的核电工程EPC总承包管理单位，在异物控制方面有一些管理措施，编制了部分管理程序，如《清洁度控制和设备保护》、《核电工程防异物管理程序》、《调试期间防异物及成品保护》等，从防异物的体系到实施监督均给出了具体的指导方法。

2 国内几起典型异物控制失效的案例分析

2. 1 某核电项目2#机组蒸发器异物事件

2014年5月，2#机组热试过程中，通过监测系统发现一回路中存在异常振动信号，终止热试后，发现蒸发器中有2套螺栓，一个条形异物。

调查分析结论为：施工工艺问题导致已安装的下部堆内构件的零部件（螺栓）脱落形成异物，施工过程中防护不善，导致条形异物出现在一回路中，此后的调查修复过程耗时5个月，给项目建设带来极大影响。

2. 2 某核电项目1号机组1SRI101RF水室内异物事件

2014年5月8日，1号机组投运1SRI101RF后发现换热器进口水室有明显异常声音，现场立即停止设备运行并决定打开人孔进行内部检查。打开换热器进口水室（海水侧）人孔检查发现水室内部有一个大型混凝土块（长550 mm、宽460 mm、厚200 mm、重37 kg）、部分破损橡胶垫片、部分铁丝和大量石子，同时造成换热器水室排污管线部分堵塞，由于机组已经商运，受制于机组状态，后续的处理非常困难。

调查分析结论为：土建主体结构施工阶段防异物措施不足；建安移交及厂房移交过程中，没有对辅助冷却水系统管中异物进行全面排查和彻底清理。

2. 3 某核电项目3#机组变压器异物事件

2014年4月底，3号机组主变安装后，完成3台主变的热油循环工作，随后在变压器进行油样送检时发现B/ C相主变油样含微量乙炔，为查明原因B/ C相主变更换另一台滤油机再次进行热油循环，循环后油样合格，在后续的验证中拆解之前的滤油机发现，滤油机存在油泵叶轮磨损、内部管道有焊渣、铁锈等问题，施工工具的缺陷导致可能给变压器带入了异物杂质，按照保守决策的要求，将3台主变返厂拆解，给项目造成巨大损失。

调查分析结论为：安装过程中使用的滤油机制造工艺粗糙，滤油机管道焊缝未作打磨处理，管壁未作钝化，造成滤油机管道内壁存在焊渣及腐蚀金属屑，在油流长期冲刷过程与油泵产生磨损严重，并随变压器油进入变压器本体。

2. 4 某核电项目1#机组首次装料期间堆芯异物事件

2014年5月，1号机组在首次装料过程中，发现下部堆内构件格栅板上有一块白色胶带。随停止装料，通过对压力容器、堆内构件，主管道等的全面排查发现了多块白色胶带。结果，推迟装料，如不被发现，将对后续机组的运行带来巨大隐患［3］。

3 建设阶段的异物控制工作现状

阳江项目自2012年进入调试阶段以来，现场发生了多起异物引起的典型质量缺陷，查询历年的记录统计如下表2。

从表2可以看出，项目异物事件一直处于高发的状态，异物的来源广泛，在长周期的制造安装调试过程中任何一个环节疏漏，都有可能导致异物的进入，部分事件的潜在影响严重，随着工程推进及多台机组相继进入安装调试高峰，现场异物事件数量不断增加，给现场的工程质量管理带来极大的挑战。

表2 阳江项目自开工以来的防异物缺陷统计Table 2 Statistics on the foreign material defects since the start of construction in YangJiang

过往的案例表明异物的种类多种多样，下表3针对发生事件较多的施工调试阶段的异物构成进行分析，可以看出各类施工工具、环境垃圾、设备零部件等都有可能成为异物［4］。

表3 施工调试阶段引入异物种类Table 3 Introduction of foreign material types in the construction commissioning phase

综合现场施工异物事件的分析来看，主要的异物来源有（如图1所示）：

来源一：设备自带。设备制造环节、出厂前检查不仔细，导致设备带异物出厂［5］；设备出厂时对于设备的临时工装未做说明，导致现场安装将工装作为正式物项，造成的“假”异物。

来源二：安装施工过程产生引入。安装过程操作防护不严，导致工具、零部件、焊渣、环境垃圾等引入系统中［6］；安装中未将临时物项（工装）拆除，作为系统的一部分进行了移交，导致转化为异物的；安装过程中工具或临时设施使用不当，工具产生的异物进入正式系统或设备中造成异物；系统或设备封闭前，检查流于形式，导致异物滞留在系统或设备中。

图1 异物产生指标盘Fig. 1 Foreign material produces indicator plate

来源三：调试过程引入。调试过程中系统设备再次打开后，调试作业活动中导致的工具等其他异物的遗留；调试过程中使用临时试验装置管理不规范，导致异物通过临时试验装置进入正式系统。

来源四：尾项遗留项处理过程引入。系统移交调试后的尾项处理过程控制不到位，已移交的系统中再开展相应的作业活动，控制措施不到位导致异物滞留系统中，由于此类系统相关的调试试验已完成，异物后续很难被发现。

上述分析中提到的异物来源广泛，本文主要聚焦于施工调试过程中的异物控制，由于现场的异物控制措施有一定的缺陷［7］，导致施工过程中异物事件的不断发生，结合自身工作经验，目前项目建设过程中异物控制的主要管理不足包括：

（1）制度标准建设，缺乏上游文件要求；总包方在与施工单位签订合同时没有将异物控制的要求标准进行明确，总包的外发程序对于防异物的要求不具体，没有针对性；施工单位异物控制的要求散落在各类施工作业文件中，不成体系，要求分散、凌乱，相关的施工规范标准中没有相应的具体明确要求。

（2）执行过程粗放，现场小件及个人物品管理不规范，没有落实相应的防护要求，现场不能做到工完、料尽、场清；作业文件要求的开口封堵不及时；程序要求的作业区域达不到标准要求；检查过程不仔细，记录不完整；作业文件交底中侧重了工艺技术要求，而往往忽略异物控制细节；工装拆除不规范；施工工艺不满足要求，导致零部件脱落。

（3）施工调试工艺的缺陷，核电厂作为引消吸的典型，对于某些关键工艺的掌握还有未知的区域，导致某些看似正确的工艺实际潜伏了重大的隐患；核电施工工艺与常规火电施工工艺存在差异，导致将常规岛火电企业将工艺应用于核电建设时往往会导致一些不可控的后果。

（4）检查环节不重视，检查人员对系统或设备不熟悉，对异物容易产生、累计的部位没有认识，导致检查流于形式，没有起到把关作用。

（5）考核要求不明确，各家施工单位缺乏对异物控制的重视，配套的异物控制的考核要求缺失，异物控制的导向不明确，各层级的各类考核没有反应异物控制的重要性。

（6）人员核安全意识不足，现场工人普遍缺乏对核电厂安全足够的认识，缺乏对异物控制的认知，更缺乏对异物导致严重后果的认知，培训宣贯力度不足。

4 阳江核电异物控制改进实践

核电工程建设期持续时间较长，在接近40个月的安装调试过程中，哪些活动要进行异物控制，要控制到什么程度，取决于异物风险的大小，如异物进入的可能性、异物被发现及取出的难度、异物滞留于系统内的潜在后果等。结合阳江项目工程实践确定以下异物控制重点活动，见表4。

针对每项防异物重要活动，按照施工工艺的过程发展，梳理异物控制的流程，按照质量环（Plan，Do，Check，Act，简称PDCA）的过程改进方法，形成闭环管理［8］，如图2所示。

异物控制的重点在“预防”，结合项目建设中出现各类异物事件，结合上述防异物管理流程，自2014年起，阳江项目陆续采取了一系列组织管理及技术工艺措施，从避免异物的产生，到发现异物后的处理全过程进行改进。

表4 异物控制重点活动Table 4 Key activities of foreign material control

图2 异物控制管理流程图Fig. 2 Foreign material control management flow chart

（1）组织及程序制度的优化完善

从总承包方的管理体系开始，梳理现有的程序体系中异物控制的缺陷，重新构筑异物控制程序体系，各施工参与方建立配套的实施措施，截止目前，阳江项目升版及新出版项目部管理程序及细则34份，施工单位异物控制管理程序细则73份（见表5、图3），覆盖了土建、安装、调试各工程阶段，按照不同施工阶段，不同作业活动，针对每类物项制定具体的防护措施，并通过培训、宣贯确保程序要求的落实。

成立项目异物控制专项小组，建立起总包-施工单位多层级的异物控制组织，明确组织职责，通过定期会议落实异物控制要求。

表5 梳理后的防异物程序架构Table 5 The structure of the foreign material exclusion program after carding

图3 防异物程序体系架构Fig. 3 Foreign material exclusions program architecture

（2）过程控制管理改进

对于异物控制的重要环节，如开孔、封闭前等步骤增设控制点（H、W点）［9］，编制异物控制检查单，通过梳理目前项目累计增加防异物控制点近百项，增加异物控制检查单数十份，通过检查确保系统设备封闭前不遗留异物。

对于关键敏感设备（Oritical Component Management，简称CCM）参照运行电厂开展敏感设备管理［10］，建立132项关键敏感设备清单，对于敏感设备编制工作包，实施重点管理，建立敏感设备负责人，制定敏感设备管理方案。

环境改善，控制厂房内外的粉尘，厂房外裸露地面覆盖、硬化；厂房内严格管控切割打磨作业活动，建立切割打磨控制区，土建作业改进打磨方式，采取“无尘”打磨措施；改善厂房通风设施，采取焊接烟尘收集处理措施，通过重新优化布置通风系统，改善厂房内空气质量；建立“作业班组下班前15 min对现场进行检查清理”制度，改善作业环境，落实工完料尽要求。

增加人工防护措施，对于现场的管道、阀门开口作业定制标准化的防护用品，包括防护罩、管帽等，对于已经进行组对而未焊接的管道粘贴胶带防护；按照要求建立现场作业控制区，对防异物重点区域及设备建立专项控制措施，确保异物不直接进入设备及系统中［11］。

散件管理，针对现场的散件如螺栓、螺母、垫片、砂轮片、焊条头以及工具等，制定定制化的散件箱，将零散物项集中管理；制定措施对于消耗品，如焊条、砂轮片，建立以旧换新制度，确保消耗品的控制；施工工具推广防坠落措施，统一防坠落防护要求。

重点区域管理［12］，建立异物控制重点区域（见表6），实行挂牌制度，对异物控制重点区域每周开展检查活动，记录重点区域异物控制状态，确保受控。建立防异物示范区域，通过示范区域的展示，建立标杆，带动现场整体防异物意识的提升。

表6 防异物重点及示范区域建设Table 6 Focus and demonstration area of foreign material exclusion

开展质量隐患排查，将日常工作中的防异物缺陷及时暴露，并通过不断的改进提升施工现场的防异物管理能力，2015年度统计数据如下图4。

（3）人员行为意识的改变

开展震撼教育，将异物事件整理，作为核安全文化教育的素材，作为班组班前会的输入，利用班组建设的活动，将异物控制传达到一线作业人员；开展异物控制可视化管理工作，在现场防异物敏感部位张贴防异物要求，宣传异物控制。

（4）考核的细化引导

在责任落实的基础上，开展对组织的考核、对个人的考核，总包方对施工单位制定异物控制的相关考核［13］，承包商内部对施工队的考核，考核指标不断细化，确保责任落实到人，并考核到责任人。同时，将防异物的考核要求落实到班组建设考核评价中，作为班组建设达标的基本要求。

（5）开展全方位的监督

质量是干出来的，但必要的监督检查是确保制度要求落实的重要补充，阳江项目建立项目部-承包商的多级监督检查制度，确保编制的细则的落实，制度的落地，确保现场执行的有效性。通过专题监督、质量隐患排查等手段不断提升异物控制措施的落实［14］。

图4 质量隐患系统对防异物隐患进行跟踪分析Fig. 4 Potential quality problem exclusion systemfor foreign material exclusion tracking analysis

5 结论

经过2014 -2015年一系列措施的实施，阳江项目严峻的异物控制形势得到了有效的扭转，现场的异物控制状态有所改善，在现场施工持续处于安装高峰的情况下，2015年全年的异物引起的质量事件仅6起，防异物管理水平有了显著的提升。

异物有相当的隐蔽性，很多安装阶段异物可能只有到调试阶段才能暴露出来，因此异物控制是个潜移默化的过程，是一项长期的活动，要想完全杜绝异物的产生比较困难，只能“防”“清”结合，一方面，避免异物产生并引入系统，另一方面，当异物一旦进入系统设备，要有方法及时发现并清除异物，才能避免异物对系统设备运行带来严重的后果。因此，需要改进当前系统冲洗、吹扫工艺，对于异物容易滞留、堆积的部位，采用更有效的冲洗、吹扫方式，确保将异物清除。目前的核电工程的冲洗、吹扫工艺与常规火电厂的工艺有所差异，常规火电的工艺是在中国国情下发展而来，相比较于引进的国外工艺，对于目前我们的施工环境有更好的适应性，这一方面，项目鉴于各种原因尚未开展尝试，后续可以作为重点改进突破的方向。

目前国内核电建设对于防异物的研究、投入与防异物的重要性相比还有较大的差距，核安全法规中关于防异物及清洁度控制的规定也需进一步的明确［15］，后续对于异物控制的研究应当着力于标准的建立，确保形成规范系统性的要求，整体提升异物控制的管理能力及水平。

参考文献

［1］法国核岛设备设计、建造及在役检查协会.压水堆核岛机械设备设计和建造规则RCC - M（2000版+2002补遗）［S］.上海：上海科学技术出版社，2010.

［2］美国机械工程师学会.核装置应用质量保证要求（2004版）［S］. New York：ASME - NQA -1，2004.

［3］国家核安全局.关于加强核电厂建造和调试质量管理与经验反馈工作的通知［R］.北京：国家核安全局，2014.

［4］刘宇，张庆华，李春.压水堆核电厂安全壳内碎片源的踏勘方法介绍［J］.核安全，2010（2）：52 -54.

［5］孔静，赵大为，赵颖兵，等.核电厂主变压器制造过程中的监管要点［J］.核安全，2015（1）：12 -18.

［6］丁维民，何志伟. AP1000核电建设成品保护管理［J］.核安全，2013（2）：36 -39.

［7］何红升.岭澳核电站1号机组第2次大修防异物管理状况评价［J］.大亚湾核电，2004（2）：46 -49.

［8］马志伟.强化核电站设备管理［J］.科技与企业，2012 （11）：47.

［9］国家核安全局. HAD003/07核电厂监造期间的质量保证［S］.北京：国家核安全局，1998.

［10］高立刚，王宗军，戴忠华.大亚湾核电站设备管理体系创新［J］.工业工程与管理，2006（1）：100 -103.

［11］李翔，任熠，张佳，等.核电站建设期间设备管理［J］.辐射防护通讯，2014（1）：41 -43.

［12］毛健人，王琪.帕累托法则在质量管理中的应用［J］.航天工业管理，2009（3）：30 -32.

［13］郑江涛. EPC总承包工程项目质量链管理研究［D］.重庆：重庆大学，2011.

［14］国家核安全局. HAD003/05核电厂质量保证监查［S］.北京：国家核安全局，1998.

［15］国家核安全局. HAF003核电厂质量保证安全规定［S］.北京：国家核安全局，1991.

Discussion on the Foreign Material Exclusion Management During the Construction of Nuclear Power Plants

YU Tengyu*，YIN Xiangping*
（China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Shenzhen 518000，China）

Abstract：Foreign materials lay latent danger in the construction of nuclear power plants（NPPs），projects，and thus foreign material exclusion is of great significance in the improvement of quality management. If foreign materials are not controlled effectively，they may bring about disastrous consequences in the future operation of NPPs. It is proved that the plants. The incidents which caused by the leftover foreign materials in the stage of after construction account for a certain share in all incidents. Based on the practical experience of foreign material exclusion in Yangjiang NPP，this paper，makes made thorough analysis on all types of foreign materials emerged in the stagecourse of construction，and pointing out urgent problems generally existingexisted in the foreign material exclusion management of NPP project construction recently，puts putting forward main technical and managerial measures of foreign materials and introduces innovative methods in the project construction of Yangjiang NPP. Having made initial explorations in the field of foreign material exclusion management in the construction of NPP in China，this paper could provide some we creative ideas to improve foreign material exclusion management.

Key words：nuclear power plant；construction；foreign material exclusion

中图分类号：TL48

文章标志码：B

文章编号：1672-5360（2016）02-0029-06

收稿日期：2016-01-05 修回日期：2016-02-22

作者简介：余腾昱（1968—），男，四川隆昌人，工程师/硕士，现主要从事质量管理/核电工程质量保证工作

*通讯作者：余腾昱，E-mail：yutengyu@ cgnpc. com. cn