“华龙一号”核电调试进度测量体系研究

徐大镭

(中国中原对外工程有限公司，北京 100044)

1 概述

1.1 研究背景

“华龙一号”是在我国30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上，通过充分吸取福岛核事故经验反馈，根据全球最新安全要求自主研发的，具有完整自主知识产权的先进百万千瓦级压水堆三代核电技术。

按照国际惯例和工程实际，核电工程一般分为设计(含前期)、采购、建造(土建和安装)及调试四大领域。核电机组调试具有以下两项特点：

1)工期长、接口多、风险大、工作量密集、技术难度高，工作内容、工作方法等与设计采购建造等环节迥异，调试质量的优劣，直接决定了核电厂整个寿期的运行质量、经济收益和社会效益；

2)核电调试作为核电工程建设的收官环节，始终要肩负核电项目“绝对工期”“后墙不倒”的重担，其进度管控的压力巨大。

“华龙一号”作为我国自主三代核电技术，在调试领域的上述两项特点更为突出。本研究旨在探索建立“华龙一号”核电调试进度测量体系，提高“华龙一号”调试进度、成本、质量管控水平，补充完善“华龙一号”技术标准化体系。

1.2 研究内容

本文主要研究内容如下：

1)分析分解及确定“华龙一号”核电调试过程与工作量；

2)编制“华龙一号”核电调试标准里程碑和核电调试标准进度计划；

3)建立核电调试进度测量体系；

4)工程项目中模拟验证。

2 “华龙一号”核电调试工作概述、过程分解及工作量统计

本节将对“华龙一号”核电调试过程和核电调试任务进行工作量分析，建立与调试标准进度计划的匹配和对接关系。

2.1 “华龙一号”核电调试过程分解

“华龙一号”核电机组调试的过程和工作内容较为复杂。根据《核电厂调试程序》(HAD103-02)的相关要求，必须安全、合理、循序渐进地开展核电调试工作，依次完成A阶段试验(预运行试验)、B阶段试验(首次装料，初始临界和低功率试验)和C阶段试验(功率试验),如表1所示。

表1 “华龙一号”核电调试阶段划分Table 1 Division of commissioning stages of HPR1000

“华龙一号”核电调试进度测量体系的创建就是对核电调试工作内容按层次按板块等细化分解，将分解的元素测算工作量及分析确定逻辑关系，继而输入到“华龙一号”标准化核电调试进度计划中，同步结合标准核电调试里程碑，并进行优化的过程。在进行工作量分解的时候，结合核电调试的惯例，按照核电调试专业分工逐层逐级进行，专业内按照工作类别进行划分。

2.2 “华龙一号”核电调试工作概述

“华龙一号”核电调试工作主要分为调试准备和调试实施两大部分，其他包括调试配合、调试支持等工作。

通常情况下“人工日”可以综合定量反映出“华龙一号”核电调试试验项目从调试准备，到调试实施，再到调试报告或试验结果快速分析单编制，及其他相关配套工作所需投入的人工日数。调试试验中的“人工日”是按“华龙一号”核电系统试验数量测算的完成单机组调试工作所需的人工日。

2.3 “华龙一号”分系统试验

“华龙一号”分系统试验主要有(子)系统由安装向调试移交、(子)系统调试隔离与挂牌、(子)系统内设备基础功能验证等工作内容。

2.3.1 “华龙一号”核岛分系统试验

核岛分系统试验主要包括核岛20个主辅系统的82项调试试验，涵盖反应堆冷却剂系统、化学溶剂控制系统、余热排出系统等核主辅系统初步试验。

2.3.2 “华龙一号”常规岛及BOP分系统试验

常规岛及BOP分系统试验主要包括CI/BOP的38个系统的44项分系统调试试验，涵盖了通风系统、冷冻水系统、消防水系统、火警系统、常规岛给水系统等的初步试验。

2.3.3 “华龙一号”电气分系统试验

电气分系统试验主要包括34个电气系统的39项分系统调试试验，涵盖了低压电气、中压电气、直流电气、应急柴油发电机等系统。

2.3.4 “华龙一号”仪控分系统试验

仪控分系统试验主要包括15个仪控系统的30项分系统调试试验，涵盖了专用仪控、三废仪控、汽机仪控等系统。

2.4 “华龙一号”整体试验

系统整体试验主要内容是对系统内整体性能验证，或者对存在实体连接及性能逻辑联锁的两个或多个(子)系统进行初步或局部联动性能验证。

2.4.1 “华龙一号”核岛系统整体试验

核岛系统整体试验主要包括20个主辅系统的51项系统整体试验，涵盖应急柴油发电机系统验收试验、专设安全系统功能验证等试验。

2.4.2 “华龙一号”常规岛及BOP系统整体试验

常规岛及BOP(CI/BOP)系统整体试验主要包括38个系统的131项系统整体试验，涵盖通风冷冻系统性能验收试验、常规岛给水系统功能验证等试验。

2.4.3 “华龙一号”电气系统整体试验

电气系统整体试验主要包括34个电气系统的40项系统整体试验，涵盖主要电源系统的验收试验、辅助电源和主电源的整组启动等试验。

2.4.4 “华龙一号”仪控系统整体试验

仪控系统整体试验主要包括16个仪控系统的21项分系统调试试验，涵盖反应堆控制系统调节性能试验、DCS系统性能验证等试验。

2.5 “华龙一号”综合试验

“华龙一号”核电调试综合试验主要包括从该机组CFT开始至该机组临时验收完成期间的机组性能试验及综合试验。主要包括核蒸汽发生器系统(NSSS)冷态性能试验，机组热态性能试验，机组首次装填核燃料，首次达临界前热态试验，机组首次达临界及热功率提升至50%FP试验，反应堆功率逐步由50%FP提升到满功率试验，汽轮发电机组首次核蒸汽冲转试验，机组首次并网试验，汽轮发电机组带负荷试验，24 h连续变负荷运行试验和168 h满功率连续稳定运行验收试验等。

2.6“华龙一号”核电调试工作量统计

经过以上分系统试验、系统整体试验和综合试验等分项分析，分别统计得出各部分工作量。汇总结果从略。

3 “华龙一号”标准化核电调试进度测量体系建立

基于对“华龙一号”核电调试标准工作内容和工作量的分析、分解与整合，结合标准化核电调试里程碑、标准化核电调试进度计划，研究建立核电调试进度测量体系。

3.1“华龙一号”标准调试里程碑确定

“华龙一号”核电调试标准里程碑确定为21个，如表2所示。

表2 “华龙一号”核电调试标准里程碑Table 2 The commissioning standard milestones of HPR1000

续表里程碑代码里程碑名称里程碑时间(FCD+月)所属阶段定义及实现标准T18发电机首次并网FCD+59B3发电机首次接入电网,向电网输出电能,以同期用断路器合闸稳定为准T19反应堆热功率达50%FPFCD+61C1低功率试验完成,反应堆热功率首次提升至50%FPT20反应堆热功率达100%FPFCD+61.5C2反应堆热功率首次提升至100%FPT21性能试验完成FCD+62C2核电厂所有(作为前提条件的)调试项目和工作完成后进行的168 h连续满功率考核运行试验。以168 h连续运行试验结束为完成

3.2 华龙一号”核电调试标准进度计划制定

依据3.1节确定的“华龙一号”核电调试标准里程碑，以及标准调试任务工作分解，结合设计文件、工程经验等制定了“华龙一号”核电调试标准进度计划，以确定各HST和HCP所属里程碑或阶段。

核电调试里程碑和调试阶段，预运行试验阶段工作，首次装料、初始临界和低功率试验阶段工作，功率试验阶段工作等。作业日历按7×24 h工作制排布。

3.3 确定“华龙一号”标准调试工作累计完成情况和标准曲线

从标准计划中提取出以上各项关键数据，经数据处理，得到“华龙一号”标准化调试工作里程碑情况统计表和累计完成率折线图，见图1。

图1 “华龙一号”标准化调试工作累计完成率曲线Fig.1 The cumulative completion rate curve of the standardized commissioning of HPR1000

4 工程应用

依据上述建立的“华龙一号”标准化核电调试进度测量体系，在“华龙一号”海外首堆机组调试管理中开展了试验性应用工作，以期验证进度测量体系有效性和可用性。

4.1 调试进度测量体系在机组调试工作中的应用

体系的实际效果需要经过具体工程的实践检查，体系考核主要包括里程碑、工期、工作量等方面。以T01～T06里程碑为例，介绍机组调试进度测量过程。表3中列出了机组核电调试里程碑的原计划时间及实际完成时间，同时结合相关调试任务工作量的完成情况在“华龙一号”核电调试进度测量体系中进行微观测量。

表3 机组调试里程碑及实际进展Table 3 Unit commissioning milestones and the actual progress

4.2 进行模拟测量

对相关数据进行赋值处理后，得出图2。

图2 机组T01-T06调试里程碑完成情况Fig.2 Completion of commissioning milestones of unit T01-T06

测量结果说明：

1)“华龙一号”机组在实际调试过程中，根据所在国监管要求，对部分调试逻辑进行了适时调整，因此实际完成曲线按里程碑序号出现部分先高后低的情况；

2)上述调整主要原因有当地电网条件差，因此辅助电源调整为早开工早可用，故而中压电源可用也提前；主控室可用涉及长周期供货等原因，里程碑时间保持不变；主电源(厂外)可用调整至CFT开始之后方才完成；

3)针对以上结果，可以发现T01～T06里程碑工作中T2、T3和T4里程碑节点的工作完成偏差较大，需进一步分析并采取针对性措施予以纠偏。

5 结论

通过开展上述工作的，本研究形成了以下结论：

1)对“华龙一号”核电调试工作任务及工作量进行分析分解，符合核电工程的实际，通过确定标准化的工程量有效清晰地展示出“华龙一号”核电调试整体工作内容；

2)通过编制“华龙一号”核电调试标准里程碑和核电调试标准进度计划，有效体现出核电调试进度控制的骨骼、脉络和体系，为进一步搭建核电调试进度测量体系奠定坚实基础；

3)通过对标准进度计划进行关键信息赋值，初步探索出适用于“华龙一号”核电调试的进度测量方法，案例应用表明可以有效全面地完成核电调试进度测量工作，具有推广应用的适用性和特点。

本研究成果尚存在赋值及测量手段较为复杂，当前情况下需要专人手工逐项输入及计算，因此亟待进一步提升测量软件的自动化和便捷性，以为项目管理决策者提供更加便捷和直观的参考信息。