M310堆型核岛全面在役检查计划的管理与优化

王伟国

【摘 要】M310堆型是国内营运最广泛的机型，其全面在役检查大修实施的项目众多，计划实施难度大，寻求在役检查项目实施计划最优化则有助于减少核电机组停堆时间，从而提高核电厂核安全和发电业绩水平。本文综合分析了维修工作和其他无损检测任务、一回路水位状态、人力资源、在役检查检验技术的局限性等因素对在役检查项目实施的影响，探讨了目前在役检查计划管理采用的水位图与甘特图结合法、关键路径法、动态管理等计划管理方法和手段，在此基础上对核岛全面在役检查大修典型的实施计划进行了总结和归纳。本文针对国内某电厂201大修新的要求和困难，通过对反应堆压力容器筒体超声/射线/视频检查项目、射线检查项目，远程视频检查项目计划调整优化，缩短了大修工期的同时，提高了人员的利用率。

【关键字】机组大修；在役检查；计划优化

中图分类号： TU528；TM623 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）35-0210-005

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.091

Management and optimization of M310 reactor nuclear island comprehensive in-service inspection plan

WANG Wei-guo

（China Nuclear Power Operation Technology Corporation，LTD.， In-service Inspection Center Wuhan Hubei 430000， China）

【Abstract】The M310 reactor type as the most widely used model in China， includes many projects， and is difficult to implement the plan. The optimized plan will help to reduce the shutdown time of the nuclear power plant， thereby increasing nuclear power plant nuclear safety and power generation performance levels. This article comprehensively analyzes the impact of maintenance work and other non-destructive testing tasks， the influence of the status of the water level in the primary circuit， the limitations of human resources， in-service inspection and inspection technologies， and other factors on the implementation of in-service inspection projects， and discusses the current in-service inspection program management. Water level maps and Gantt chart combination method， key path method， dynamic management and other program management methods and methods， on this basis， the nuclear island comprehensive in-service inspection and overhaul typical implementation plan was summarized. In response to the new requirements and difficulties for the major repairs of Fuqing 201 overhaul， this paper has improved the utilization rate of personnel by shortening the overhaul period while optimizing the ultrasonic UT/RT/video inspection items， radiographic inspection items， and remote video inspection project plans for reactor pressure vessels.

【Key words】Overhaul； In-service inspection； Plan optimization

0 前言

核電作为清洁能源是电力供应不能缺少的部分，而核电站的涉核特性也给核电机组安全运行提出了更高的管理要求。核电厂大修期间的核岛在役检查作为预防性工作，是在核电机组运行寿期内，对核安全系统、部件以及支承进行有计划的定期检验，以便及时发现新产生的缺陷和跟踪已知缺陷的扩展，是机组安全可靠运行的基础。

根据核电厂机组在役检查大纲编制各核电机组全寿期的在役检查计划，再结合经验反馈项目、维修技改配合项目，最终形成核岛年度大修在役检查计划。在役检查活动在实施前需要向核安全监管单位进行申报，在活动实施结束后需要将检查结果向核安全监管单位进行备案。因此，在役检查项目一旦确定就不易更改，必须在当次大修工期内完成年度计划的所有检查项目。

M310堆型机组是国内应运最广泛的堆型，其换料大修按照在役检查项目分类，分为全面在役检查大修和部分在役检查大修，其中全面在役检查大修从第一次大修开始，十年一次，包含一回路主要设备的所有在役检查项目、水压试验、安全壳打压试验等，项目众多，计划实施难度大。随着行业管理和技术水平不断发展，为减少核电机组停堆大修工期，核电厂要求合理有序的安排在役检查项目，优化在役检查项目的实施计划，给在役检查项目实施计划管理提出了更高的要求。

1 在役检查实施计划管理影响因素

1.1 维修工作及新增无损检测任务影响

核电机组在上一运行周期内发现的设备异常，必须在本次大修中进行检查或解决。接受的内外部经验反馈、不符合项等，监管单位要求必须在本次大修实施维修和预防性维修项目，以保证机组的安全运行。上述的维修项目将影响核电在役检查对象设备和空间、资源占用，尤其是蒸汽发生器和稳压器等主设备的占用状态，从而影响大修在役检查的计划实施。

近几年进行的BOSS接管焊缝排查和返修、一回路阀门的解体检修更换等重大检修项目，在检修周围的空间，人力资源，核岛内水、电、气等资源方面，会对在役检查的计划安排起到非常大的干扰作用。

1.2 一回路水位状态影响

M310 堆型机组的一回路的冷却剂和慢化剂采用的是带硼水。为了满足反应堆开关盖，换料等和一回路相关管道设备的在役检查，一回路在大修期间水位要不断变化，这种情况在全面大修表现得十分明显。核电厂大修期间一回路的水位分为运行水位、压力容器检查水位、低低水位等，在不同的水位阶段设备的状态也不尽相同，设备和管道有水等介质对通常目视，超声，射线检查以及专用在役检查检查设备的运行都有影响。

另外，核电厂放射性的工作环境也是在役检查考虑的必要因素，水对放射性对一定的屏蔽作用，因此在不同水位阶段，检查对象的环境剂量也会不同。考虑到剂量最优化原则，在役检查实施计划安排时应考虑在技术和工期允许下，尽量放在人员受照剂量最低的情况下进行。

1.3 人力资源

由于核岛在役检查对从业人员技能综合素质要求较高，且有核工业无损检测持证要求，人员储备需要很长时间，而大修计划根据机组燃料损耗率、设备故障等问题会调整停堆的时间，会不定期出现不同机组大修重叠的情况。在人员需求大于供给的情况下，人员问题也将影响在役检查的计划安排。将机组项目计划和人员排布紧密结合，使得项目人员的占用率平均化、充分化也是核电厂在役检查计划安排考虑的重要因素之一。

同时，由于人员年剂量有限值，在役检查从业人员会随着工作量的累计而造成累计剂量会越来越高。当近一年周期内累计剂量接近限值时，人员当年将不能再从事放射性工作，遵循ALARA原则，也需要合理安排在役检查实施计划，避免人员集中、超剂量等情况出现。

1.4 部分在役检查技术的局限性

射线检查技术实施时，会使周围环境处于高放射性环境，作业区域内要进行人员隔离，防止发生误照射，因此射线检查隔离区域内禁止其他作业进行，这样会对其他在役检查和维修工作带来影响。

另外，对于同一部件不同的检查项目，由于检查手段和使用设备的限制，对设备的状态要求不同，例如蒸汽发生器一次侧水室内检查主要包括蒸汽发生器传热管涡流检查，蒸汽发生器一次侧水室视频检查，蒸汽发生器一次侧进出口接管焊缝射线检查、蒸汽发生器一次侧人孔孔带的手动超声检查四个项目，其中四个项目前提条件需要各不相同，但都会占用蒸汽发生器的一次侧人孔的位置，不能同时进行。蒸汽发生器一次侧进出口接管焊缝射线检查，采用专用工具将放射源送至管道中心曝光的方式来进行检查，其检查前提条件为一次侧没有安装堵板。蒸汽发生器传热管涡流检查和一次侧水室视频检查则需要一次侧安装防异物堵板，以保证一回路不会产生无法取出的异物。而蒸汽发生器一次侧人孔孔带的手动超声检查则不需要设备进入水室，只需要介入蒸汽发生器一次侧人孔孔带即可。

2 在役检查计划管理方法

2.1 水位图与甘特图结合法

核电厂的工作是采用工作许可管理，在役检查人员将年度大修检查任務按照隔离状态，检查方法等分解为多项检查项目，建立相对应的工作包，明确隔离状态、检查时机，检查内容和步骤，必要的手续等。

本文创新采用将水位图和各个检查项目工作包甘特图结合起来制定检查项目计划，在役检查项目计划管理以水位图作为基础，将在役检查各个检查项目采用甘特图用线条标出各个项目的起、止时间和延续时间。项目清晰明确，一目了然，从而可以清晰了解到整体项目的时间以及项目分布。不仅对在役检查计划实施具有指导作用，也可以有效的跟踪检查项目执行状态。

2.2 关键路径法

在役检查项目根据检查方法、检查对象、检查手段的不同，实施的时间和长短也不尽相同，计划安排必须从不同项目的特点出发，对具体项目进行综合分析进行安排考虑。关键路径法首先考虑将直接制约机组大修工期长短的在役检查项目或者随着机组状态必须在特定窗口内实施的项目作为关键路径项目，这些项目必须优先安排和考虑，并需要集中优势力量和资源进行保障和24小时连续作业。关键路径在役检查项目安排后，然后再根据关键路径的资源和空间占用情况，安排其他的灵活度高的项目，从而保证机组大修的工期时，也充分了考虑资源的安排。

2.3 动态管理

在役检查项目进度控制是个动态的控制过程，由于受电厂大修计划及突发事件、以及在役检查专用设备故障的影响，在役检查进度与计划往往会有偏差，计划协调部门每日对项目进度进行跟踪，对完成的情况进行工作包的关闭，梳理完成的项目和进度，对异常和重要的工作进行跟踪，并根据实施情况随时调整并跟踪计划，并尽量使项目按调整后的计划继续进行，以保障各项工作顺利实施。

通过项目管理软件可以实现项目的实时动态管理。核电厂的大修计划管理采用项目软件，将工作准备，工作实施，监督控制、检查结果集成，实现多用户，多组件全大修周期跟踪和动态管理。类似应用的软件有生产管理系统EAM，项目管理软件P6等。

同时，在大修实施期间召开大修计划会和例会，将近三天的工作编制三日滚动计划，讨论和宣贯每日项目实施计划，跟踪项目实施进度，保证在役检查工作按计划实施，不发生漏检情况。

3 核岛全面在役检查的典型实施计划

核電厂的大修基本在半年以上就可确认工期及计划安排，提前进行工作文件、设备、人员的安排，提前针对性识别风险。在役检查承包商同时根据检查任务确定人员和组织机构，并进行设备维修、备品备件的采购，技术交底，培训等工作。

典型核岛全面在役检查大修实施计划是指在没有大的维修项目或者外部经验反馈的项目干扰下，人员资源比较充足，综合考虑了在役检查技术和设备局限性的影响的实施计划。典型核岛全面在役检查大修其一回路的水位状态分布如图2所示，主要分为机组下行阶段，卸料阶段、低低水位阶段、一回路水压试验阶段、压力容器检查水位阶段、安全壳打压阶段、装料阶段、和机组上行阶段，在役检查项目根据一回路水位不同的状态分布在不同的时期。

机组停堆解列后，标志着大修的正式开始，首先进行的在役检查项目一般是热停堆期间的目视，主要考虑第一时间发现运行期间造成的管道设备破损泄漏，观察设备的完整性等问题。机组进入冷停堆之后机组卸料之前，需要进行反应堆压力容器底封头的视频检查以及指套管涡流检查，主要考虑是周围环境剂量在此时为低点。

机组卸料期间，主要从事的在役检查主要是燃料的相关视频检查等，一回路随后进入到低低水位，反应堆压力容器顶盖吊至顶盖间存放，蒸汽发生器、稳压器主设备基本开口，这阶段射线、超声、渗透、目视、磁粉等手动方法工作大面积铺开，反应堆压力容器顶盖、蒸汽发生器、稳压器等自动化的视频也可同步开始，直到低低水位期间结束。

接下来开始进行一回路水压试验，在役检查项目包含一回路水压试验期间声发射和目视检查等项目，紧跟机组状态进行，压力平台停留时间窗口短，该期间的在役检查项目必须在一回路水压试验平台开始前和结束前完成规定的监测和检查。一旦错过时间窗口，导致项目不可逆，会造成漏检。

一回路水压试验结束后，主螺栓和主螺母重新卸下，反应堆压力容器顶盖重新打开，燃料水池水位升至压力容器检查水位，开始进行反应堆压力容器筒体自动超声/视频/射线检查。

反应堆压力容器是核电厂的核心部件也是最贴近燃料的位置，因此筒体内部环境剂量大，遵循剂量最优化原则，一般情况下需要换料水池的水位必须淹没压力容器筒体的法兰，以保证有充分的剂量屏蔽作用，同时，反应堆压力容器筒体检查系统也需要用水进行超声耦合，因此在检查时，压力容器的水位比较特殊，必须单独进行隔离，以创造压力容器的检查窗口。在压力容器筒体自动超声/视频/射线检查实施的同时，蒸汽发生器一次侧安装防水堵板，反应堆水池和构件池水闸门关闭，蒸汽发生器传热管涡流检查和堆内构件视频检同时进行。主螺栓超声/涡流和主螺母涡流检查在AC厂房也同步进行。

上述检查结束后，所有设备撤出核岛，开始进行安全壳打压试验，安全壳打压试验完成后，最后进入装料阶段，同时进行的项目有燃料装料后的燃料组件核查，以保证燃料位置摆放正确、无异物。

随后核岛关闭，机组开始上行。此时在役检查现场工作基本结束，主要是进行工作包的关闭、检查报告的编写，并在机组的临界前检查前需提交在役检查总报告给核安全监管单位审查。

4 国内某电厂201大修核岛在役检查计划管理优化

国内某电厂201大修是2号机组首次全面在役检查大修，除典型全面在役检查大修项目众多、机组状态变化复杂的特点外，同时还遇到以下新的要求和挑战。

（1）核电厂提出201大修工期要控制60天内的目标，要求各部门优化计划，缩短大修工期。

（2）根据经验反馈，核安全监管单位要求201大修期间实施一回路压力边界内的所有核一级BOSS射线排查和返修。

（3）201大修与其他核电厂多个机组大修冲突，面临人力资源紧张的情况。

为应对201大修上述问题，本文考虑在役检查影响因素，根据计划管理方法，在合理的区间对全面大修的在役检查计划进行了部分调整。

4.1 反应堆压力容器筒体超声/射线/视频检查工序优化

图4 反应堆压力容器检查调整后检查逻辑图

由于反应堆压力容器筒体超声/射线/视频检查需要单独设置检查水位，与其他重大的工作存在物理隔离，因此受维修工作和其他在役检查工作的影响不大，另压力容器筒体检查项目组包含超声、射线、视频、机械、控制等各方面人员，人员紧缺的情况下可以从其他项目抽调，因此压力容器筒体检查计划安排影响主要是首先考虑一回路水位的影响，尽可能减少压力容器水位占用关键路径的时间。同时根据水位图和甘特图结合法可以看出，只要减少压力容器水位的窗口时间，就可以有效缩短大修的工期。

为减少压力容器检查水位的时间，针对现有的SUPREEM反应堆压力容器筒体检查设备的特点，将压力容器筒体检查项目任务细分，将压力容器的下筒体环焊缝，上筒体环焊缝、底封头环焊缝超声检查和定量进行提前到低低水位期间检查，当上述焊缝检查完成后，再提升到压力容器检查水位进行压力容器接管以上的部位的检查。调整后压力容器具体逻辑图如图4所示。

低低水位期间实施压力容器接管下焊缝检查，检查人员期间安装反应堆压力容器检查工具时，由于屏蔽的水较少，造成人员在安装检查工具时受的剂量增加，但可以控制在可接受的范围。

通过上述检查逻辑计划调整，既可以满足压力容器检查超声探头在水下检查的技术要求，同时将部分检查提前到低低水位和其他工作并行进行，有效的减少了压力容器占用大修关键路径的时间，可以缩短整个大修工期3-4天。

4.2 射线检查项目计划优化

201大修核岛内射线检查任务主要有3台蒸汽发生器一次侧进出口接管焊缝，稳压器筒体及接管焊缝，反应堆压力容器进出口接管焊缝、核辅助管道焊缝以及核一级BOSS焊缝、技改项目配合无损检测等检查。其中除反应堆压力容器进出口接管焊缝射线检查在压力容器水位窗口实施外，其他设备和管道焊缝射线检查由于有设备和管道有介质排空的隔离要求，受一回路水位的影响，因此射线工作必须放到低低水位主隔离下进行，射线工作成为低低水位的关键路径，射线检查项目的长短将直接决定低低水位的时间。

由于射线检查技术局限性的影响，同一区域的射线检查会相互影响，加之射线检查工作量较大，按照关键路径法进行安排，最大射线任务集中在核岛内5米-10米区域，因此上述区域内的射线检查为射线项目的关键路径。在安排射线检查计划时，优先考虑核岛5米-10米区域射线，然后再根据上述区域内的射线安排再进行其他区域的射线工作。

201大修射线项目组人力资源安排参考核岛内最多同时4颗放射源同时进行探伤，安排4组射线检查人员，首先将三台蒸汽发生器一次侧进出口接管射线检查并行，然后再进行稳压器射线检查，从而将主设备人员错开，同时保证射线底片不合格后有时间进行补拍，其他区域的焊缝不作为关键路径，安装错开人员高峰期进行顺序安排。核岛内射线检查逻辑图如表1所示。

经过上述安排，可以将核岛内射线检查任务控制在12天左右，同时又可将蒸汽发生器和稳压器主设备射线检查错开，有利于减少射线项目人员的总数。

4.3 远程视频检查项目计划优化

201大修远程视频检查项目包含了反应堆压力容器底部外表面视频检查、反应堆压力容器顶盖内表面视频检查，稳压器内表面视频检查，蒸汽发生器一次侧水室视频检查、堆内构件视频检查等项目。远程设备都是专用化的检查设备，检查人员需对检查对象、检查机械设备、检查专用控制系统熟悉，能够熟练操作检查设备，并在设备有故障时有能力进行维修，因此远程视频检查项目对人员综合素质要求很高。国内某电厂201大修期间视频项目人力资源相对紧张，优化远程视频检查的顺序，将远程视频项目串行进行，可以有效提高视频检查项目人员利用率。

机组进行冷停堆状态，反应堆压力容器的底部中子通量探头还未拔出，此时反应堆压力容器底部位置环境剂量为低点，此时适宜进行一回路水压试验前反应堆压力容器底部外侧视频检查，同理，一回路水压试验后反應堆压力容器底部外侧视频检查一般安装在装料后，中子通量探头回插后进行。堆内构件视频检查的前提条件是堆内构件从压力容器吊出，换料水池的水位将堆内构件淹没，因此堆内构件检查既可以放到低低水位进行，也可以放到压力容器检查水位进行。而除了反应堆压力容器底部视频检查、堆内构件视频检查外，其他设备和部件视频检查需要检查设备隔离排空，并将相应的设备人孔打开或者处于可检查的状态，因此一般是在低低水位进行。

低低水位期间视频的检查的安排主要考虑尽量将视频检查串行进行，机组刚进入低低水位，反应堆顶盖已被吊到顶盖间存放，一般1-2天后，表面水分干燥，具备检查条件，而稳压器开孔后由于人孔比较小，内表面水分挥发较慢，一般迟于顶盖视频检查，待上述两个设备检查完毕，蒸汽发生器已完成进出口的射线检查，安装堵板后也具备了检查状态，可以和蒸汽发生器传热管涡流检查并行交替进行。堆内构件则放到压力容器检查水位期间进行，从而保证与其他视频检查错开，从而保证人员充分利用。201大修视频检查项目实施计划逻辑示意图如图5所示。

上述安排可以保证完成全面大修所有的视频检查任务的同时，提高视频检查人员的人用利用率，视频检查总人员控制在8-10名就可以满足全面大修所有视频检查工作。

经过总体水位和检查项目序列的调整，201大修的一回路水位图相比典型大修发现了变化，例如图6所示，201大修的工期在圆满完成各项检查任务的同时，缩短到了60天左右。

5 结束语

（1）结合在役检查的影响因素，采用水位图和项目甘特图结合法，关键路径法等方法，直观明了，逻辑清晰，通过实践证明可以对在役检查项目管理实施有效的动态管理。

（2）引进先进的管理经验，提高在役检查项目管理水平，合理有序的安排在役检查项目，优化在役检查项目的实施计划，可以保质保量的完成在役检查项目的同时，缩短大修的工期，提高机组的发电水平。

（3）通过进一步明确接口，追求工作零接口、甚至负接口，加强计划的严肃性和执行力，在役检查项目计划管理也会规范化，提高实施过程中的应变能力，可以有效地提升核岛在役检查的计划管理水平。

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