M310核电工程项目调试工期优化策略研究

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M310核电工程项目调试工期优化策略研究作者:袁旭钟小华
来源:《科技创新导报》 2013年第21期
袁旭钟小华
(中国核电工程有限公司北京 100840)
摘?要:调试启动工作是核电工程项目总体进度控制中具有决定性作用的重要部分。

该文对
M310核电工程项目调试工期的制定原则及其影响因素作了介绍,通过对几种影响调试工期的主
要因素进行研究,结合当前国内核电工程项目普遍存在的问题,提出了调试工期优化的策略。

文中还对秦山二期扩建工程调试工期优化的实践和福清1号机组调试工期优化的思路作了分析,证明该文提出的优化策略的有效性。

本文提出的观点对M310核电工程项目的调试进度控制有指导意义,对于后续核电工程项目的调试工期制定也有参考价值。

关键词:核电调试工期优化。

中图分类号:TM623 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)07(c)-0075-07
The Strategy Research of Commissioning Time Optimization In M310 Nuclear Power Engineering Project
YUAN Xu ZHING Xiaohua
(China Nuclear Power Engineering Co.LTD.Beijing,China,100840)
Abstract:The commissioning Start-up work is play an important role in overall schedule control in M310 nuclear power engineering project.This paper introduced
the formulate principals and influence factor of the commissioning time in M310 nuclear power engineering project,researched several major factors which influence the commissioning time, and combined with the common problems in current nuclear power engineering project, put forward the strategy of commissioning time optimization. The paper analysis the optimizational practical experience in QinShan Phase II Expansion Project and the optimizational conception in FuQing Phase I Project, It demonstrated the availability of the optimizational strategy. The viewpoint is instructive in schedule control for M310 nuclear power engineering project,and it has reference value for formulate the commissioning time of the following projects.
Keywords:nuclear power; Commissioning; Schedule; Optimization
在核电机组投入商业运行前,需要对构筑物、系统和设备进行调试,我们统称为核电厂调
试活动。

核电工程项目的建设周期可以分为设计、采购、建造、调试四个阶段(EPCS),调试
活动是整个核电工程项目的重要组成部分,调试质量的好坏,直接决定了核电厂整个寿期的运
行质量。

核电工程项目各阶段之间不是明确划分的,而是随着项目的进展各有侧重点,工作交
叉进行,互相影响。

因此很多因素都影响到最后的调试启动工作,从项目总工期控制的角度会
对调试工期提出严格的要求,前期遗留工作会对调试任务的完成增加挑战因素。

该文从工程实践入手,通过对影响调试工期的各种重要因素进行分析,给出了具有通用性的调试工期优化策略,供核电工程项目制定调试工期和控制调试进度时参考。

1 M310核电工程项目调试工期介绍
调试启动试验按照国家核安全法规[1]规定分为阶段A-预运行试验、B-装料、初始临界和低功率试验、C-功率试验(新版《HAD103/02核动力厂调试》将调试阶段划分为(1)运行前试验、(2)装料和次临界试验、(3)初始临界和低功率试验、(4)功率试验),工程实践上一般分为阶段Ⅰ-分系统试验、阶段Ⅱ-冷态和热态功能试验(装料前试验)、阶段Ⅲ-初始启动试验(装料及装料后试验),其中阶段Ⅰ和阶段Ⅱ也合并称为“预运行试验阶段”。

核电工程项目进度中的调试工期,指的是一回路水压试验(冷态功能试验)完成后到机组满功率性能试验完成之间的时间。

其中一回路水压试验虽划属Ⅱ阶段,并且一般由调试单位组织实施,但是其责任主体在安装单位,因此不应计入调试工期内。

准确地说,调试工期的起点是一回路水压试验完成后压力容器大盖开启的时刻。

从一回路水压试验完成开始,M310核电工程项目调试工期一般为13~14个月,各阶段主要调试启动工作及其所需时间如表1所示(很多工作存在重叠,因此给出最短时间)。

在一回路水压试验之后,虽然进度控制由调试主导,但是仍然有很多安装阶段无法实施的工作需要穿插进行,通过合理安排,可以不占用调试工期,因此表1中没有体现这些工作所需的时间,比如安装遗留项处理、遗留的管道焊缝探伤、临时设施恢复、厂房油漆、防火包覆、建立核清洁区等(表1)。

2 影响核电工程项目调试工期的主要因素
核电工程项目中影响调试工期的因素,也是影响项目进度的因素,从调试启动工作角度来看,可以分为不可控因素和可控因素。

调试不可控因素是指从调试部门以外影响调试启动工作,仅从调试自身无法或者难以单独
解决的那些问题,包括:
(1)设计方面
设计所出的调试导则(SG)、系统调试大纲(CP)、调试规程导则(STP)、系统安全准则(SSC)等文件以及设备清单、电气图、工艺流程图等图册,是调试准备和编制调试规程的主要上游技术性支持文件。

由于设计文件发布进度的滞后会导致调试文件准备工作的延误,进而对
试验实施造成影响。

(2)设备方面
除了设备实体满足系统功能的需要,设备的技术规格书、开箱资料(尤其是运行维修手册OMM)还是编制调试程序的重要依据。

(3)施工方面
安装施工完成后系统向调试移交,才具备实际开展调试试验的可能性,因此系统的完整性
是移交的重要标准;同时安装试验报告、单机试车报告等文件也是调试规程的输入条件。

(4)监管要求
国家核安全监督、电力监管、环境监督等各方面的工作对调试进度有较大影响,比如涉网
工作需要与电网和电监部门的协调,核安全执照文件的申请和监督点的执行,特别是装料、功
率平台的释放,都会制约调试节点的实现等。

(5)服务
部分试验项目,由于技术复杂、专业性较强,还需要用到特殊的仪器设备,并要求专门的
资质,会通过外部委托调试的形式由具备资格的专业单位来完成。

一些设备的调试启动工作也
需要设备厂家进行或者提供技术服务支持。

这些外部接口受相关单位自身人员、能力和工作安
排的制约,通过合同关系进行管理,如果中间存在沟通交流的问题,会对调试计划和进度造成
不利影响。

(6)环境影响
某些试验受环境的影响,导致无法在进度所需时间内完成。

比如空调、通风系统,需要进
行冬季和夏季的试验;室外的系统设备(变压器等)受天气、温度的影响,
(7)意外事件
调试期间可能发生的系统设备的损坏,或者某些试验结果无法达到设计要求,需要进行的
消缺和处理工作,都会大大增加调试工期的消耗。

不可控因素中的很多情况可以通过提升调试协调的管理层次,从项目总体角度去加以管控,调试必须加以辨识和重视,提前提出相关需求,减少对进度的影响。

调试自身可控制的因素包括:
(1)计划与进度控制
良好的计划是进度控制的基础,作为调试进度控制来讲,制定一个好的调试计划对后期进
度的控制是至关重要的。

在调试计划编制阶段应充分考虑项目的特点、工期的要求、人力和其
他资源的配备、环境条件、管理者的要求等因素,利用计划软件的特点,规划好调试计划的编制,同时应通过逐步深入的方式来完善计划,确保计划在总体上可执行性和可调性强,在项目
覆盖上不能有遗漏。

(2)技术
对于项目技术方面的掌握,是成功进行调试的重要基础。

虽然一个系列的核电工程项目具
有总体布置和技术大致相同的优势,但是不同电站甚至同一电站不同机组之间还是存在不少设
计和设备上的差异,建安期间也会产生很多现场变更和设计变更,甚至在调试中发现无法满足
设计要求的情况,都需要调试人员具备丰富的核电相关专业知识,以分析处理各种技术问题。

在调试准备阶段的技术资料收集和学习,以及及时反应现场实际情况的变化是非常重要的。

(3)人力
任何工作人永远是起主要作用的元素,核电调试对于人的要求更高,除了需要具备核电技
术经验方面的积累,还需要具备工程项目管理的能力(对于各个系统甚至试验项目都可以作为
一个项目进行管理)和专门的调试技能,能够进行不同部门和专业之间的协调。

因此,调试部
门内的主要业务骨干一般来自于具有运行电厂经验的运行、维修和技术部门,试验参加人员也
需要较高的文化水平,经过严格培训(一般两年)和授权才能开始工作。

(4)质量
高水平的调试质量不仅是完成调试交付的需要,也是调试进度控制的保障。

做好试验准备
和调试经验反馈,充分分析试验中存在的风险,面对可能出现的异常和缺陷要有完善的处置预案,提高试验的一次合格率,减少重复工作,可以大大缩短调试时间。

很多调试试验对系统状
态有严格要求,如果无法一次合格,带来的工作量的增加会对调试进度造成不可控的结果。

(5)后勤支持
鉴于调试启动工作期间现场工作强度大,调试人员的加班是常态,重大试验期间还需要安
排大量人员倒班或值班,因此对调试的后勤支持能力提出了较高的要求。

在交通、饮食、办公、休息等各方面都需要专门的后勤保障,同时要在安全和防护方面做到万无一失,应以现场调试
需要为核心建立有力的支持体系,保证调试人员的工作效率是控制调试进度的重要手段。

3 调试工期优化策略研究
M310核电工程项目调试启动工作总的逻辑为(图1)。

从调试试验逻辑上来说,热态试验前的调试启动工作虽然有顺序安排,但受各种因素影响,调试进度的控制非常困难,必须仔细分析、强化管理,通过逻辑优化和调试大力协调,才能保
证调试启动工作的顺利进行;热态试验以后的调试启动工作逻辑性强,不具备调整的空间,但
是主动权在调试队伍手中,受建安工作的影响较小,通过合理的人力资源的组织和试验计划安排,可以对整个调试启动工作进行控制。

因此,调试工期的优化,可以分为两个部分,即一回路水压试验前分系统试验阶段的调试
准备优化和水压试验后的调试进度优化。

3.1 调试准备优化策略
水压试验前调试的主要任务是从安装手中接收系统,完成单系统调试任务,为机组的整体
试验做好准备,最终目标是实现一回路水压试验。

该阶段围绕调试人员、文件和物资的准备开
展工作,并对各系统和设备进行初步调试,控制进度的是调试准备工作计划和EESR计划;在该阶段调试三级计划已经编制,但是受进度制约因素影响较大,无法有效进行控制。

据估计,调
试任务70%~80%的工作量在水压试验前完成,而水压试验后的调试试验能否顺利进行由前期准
备工作所决定,所以做好调试准备工作,尽可能完成EESR移交,是保证调试工期可控的重要前提。

调试准备工作计划和EESR计划按照工程二级进度节点制定,但是二者的可控性不同;调试准备工作在调试队伍控制之下,而EESR计划更多的是依靠项目组织建设的能力,包括前期设计、采购、建安各个环节,因此造成的不可控因素非常多,是需要特别关注的重点。

针对这种不可
控性,我们可以采取以下对策。

(1)调试人员参与充分讨论EESR计划,根据现场进度及时对EESR计划作出调整。

工程实践中,由于项目组织和合同、分工等各种原因,往往造成设计、采购、建安与调试
计划之间的脱节。

项目的目标是完成核电厂的建设,一切工作都应围绕这一目标而进行。

作为
项目最后一环的调试,也应是所有计划制定的最终依据,因此EESR计划是为了满足调试进度的需要而制定的,调试人员应该充分参与该计划的制定工作,在项目前期派有丰富调试经验的人
员对EESR计划进行讨论。

如果项目组织得好,甚至还可以往前延伸,调试参与建安、采购、设计计划的制定,这样对于完成最终的调试任务非常有利。

而在实际施工进展中,如第3节所述,会遇到种种影响进度的因素,导致建安工作滞后,
无法按时完成系统向调试的移交。

在各个核电工程项目上,这种情况已经成为常态,安装单位
也会提出自己的EESR计划调整申请。

所以,EESR计划必须动态调整,在有挑战性的基础上,
也要及时反映现场实际进度,合理安排各项工作,确保总体进度。

根据工程情况,应组织设计、采购、施工和调试人员参与的EESR计划评估讨论,在不影响二级节点实现的前提下对EESR计
划的调整提出建议,项目负责人批准此种调整。

对于安装单位个别提出的计划调整申请,应由
调试人员参与审查评估,如对二级节点可能造成影响,应首先考虑各种补救、赶工措施,不能
轻易改变计划。

(2)调试提前介入安装工作,参与计划协调。

为了保证在系统和设备上的试验顺利进行,调试对需要移交的系统完整性有较高要求。


然有严格的移交文件包要求,但是安装单位往往根据自己的进度安排工作,尤其受工程完成量
和合同支付点的影响,注重面上的“量”而忽视单个系统的“质”(这里指系统完整性),另
外对于施工所需的设计文件、物料等也往往采取等米下锅的态度,即有什么干什么。

虽然不同
项目在管理上采取了各种方法,实效不大。

这种情况往往造成工程总体施工量完成较好,但是
实际上单个系统完整度不足,进行系统移交时无法满足进行试验的需要,从而造成对调试启动
工作的重大影响。

从满足调试需要的角度,为促进EESR移交进度,调试人员突破责任划分和合同限制,提前介入安装,参与安装计划协调是一种可行的方式。

调试介入安装,首先需要明确责任主体还是安装单位,调试人员根据后续试验的需要,主
动提出系统安装的重点与计划安排,与安装人员协调进度,最终由安装单位取舍。

安装管理上
所安排的进度,是根据施工所需的各种情况制定的,虽然对于总体进度是有利的,但是对单个
系统完整性和工艺需求的关注不够,这正是调试人员关注的重点。

在总体进度受其他因素制约
无法有效推进的情况下,调试参与促进单个系统的完整性可以充分弥补安装单位计划上的不足。

因此二者的结合,既可以照顾到安装单位的实际困难,又可以实现调试的需要,以点促面,可
以推动项目的总体进度。

另外,通过调试的参与,对于安装面临的缺设计资料、缺物项情况进行梳理,有重点地共
同去催文催料,也对上游部门的进度提出了更有效更明确的要求,充分发挥了调试的技术力量
对总体进度的影响力。

(3)采取专项组形式推进建安调试一体化进度。

在核电工程项目中,除了总体项目控制外,还可以对一些局部的系统设备按照调试要求划
分出专项,成立各部门协同的建安调试一体化专项组,以推进相关工作的进展。

这种专项组的项目管理形式,和项目上划分的子项不同,注重实现单个明确的系统功能而
不是项目整体的组织实施,以实际需求为导向,以多部门协同为工作方式,制定专门的计划,
在项目总体进度的控制下,以重点突破的方式实现阶段性目标。

专项组的任务范围,往往不以
系统、子项为边界,不凭合同、责任来划分,不被行政管理而制约;专项组是在各方一致努力下,以调试或施工部门为牵头,打破部门界限组成的临时机构,专人专责、协调一致开展工作。

专项组应该根据实际进度需要,从实现二级节点目标出发,分阶段进行组织实施。

M310核
电工程项目中特定可以通过专项组进行的工作一般有两种:200?kV/500?kV电源的送电工作、
PX泵房的进水工作、应急柴油发电机组启动工作、压力容器进水冲洗、二回路打压等安装工作
为主,调试参与协调的;一回路水压试验、安全壳试验、汽轮机启动等调试主导、安装参与的。

(4)以调试为核心确定项目工作主线,推动项目整体进度。

核电工程项目任务繁多,千丝万缕,各阶段工作重心也有侧重,随着工程进展出现的各种
问题也越来越多,管理人员如何抓住重点,实现进度突破,是核电工程项目管理中最重要的任务。

在项目后期根据实际进展,以调试为核心制定建安调试整体工作主线计划,能够有效推动
项目的整体进度。

尤其当项目出现重大拖延问题时,需要对整个施工调试逻辑做出大幅度调整,通过主线计划进行梳理是非常有效的手段(图2)。

主线计划是项目一级、二级、三级计划体系之外的阶段性计划,由调试主导,以实现一回
路水压试验为主要目标,对相关各项工作、影响进度的主要因素进行分析,抛开具体工作安排
的细节,从实现各个具体的目标出发来制定,作为项目后期总体进度控制的依据。

因此,主线
计划需要具有全局性、前瞻性和挑战性,要高度提炼概括安装调试各项任务,要密切结合项目
实际问题和进度,除了关注核岛工作,还需对常规岛、BOP等系统做全盘考虑,依据施工调试
逻辑合理安排工作,特别是需要项目部批准发布保证权威性。

一般主线计划在一个A3页面上排版,可以以A0版面发布,以保证其任务的重点突出,同时便于使用。

在项目后期,应由调试部门牵头,组织各单位讨论确定影响一回路水压试验的重要因素,
逐项分析存在的问题和可能的解决方法,提出具有挑战性的进度安排,最重要的是确定一回路
水压试验的时间,形成建安调试一体化主线工作计划。

这个计划应在一回路水压试验半年前确定,这个时间点项目中的重大问题应该已经充分暴露,并且已经具备了解决的方案,后续工作
虽然仍然存在较多困难和挑战,但是已经可以在调试为核心的体系下运作。

一回路水压试验的
时间在此时确定下来,就应作为项目最高目标去实现。

3.2 调试进度优化策略
前面讲到确定一回路水压试验的时间、制定建安调试一体化主线计划,一回路水压试验后
的项目进度主要由调试主导,调试的计划和进度控制能力直接影响了调试工期的实现。

为了确
保制定合理的调试计划并得到有效控制调试进度,可以考虑以下方法:
(1)调整调试启动工作逻辑,确定水压试验时间。

常规的调试启动工作逻辑考虑的是安装进度完全满足调试需要而指定的,当遇到无法实现
一些调试任务的时候,必须考虑可能的调整。

目前很多项目已经实现了冷态开盖试验提前至一回路水压试验前实现,安全壳试验也逐步
提前,部分役前检查工作也可以考虑提前进行。

装料机的试验,也可以根据安装进度提前进行。

这样即使一回路水压试验受影响,可以减少之后的工作量,缩短调试工期,确保项目总工期的
实现。

(2)优化工作安排,同步进行多项工作。

部分工作按照常规工序所需时间较长,工作区域广,对其他工作的影响大,可以通过慎密
分析、仔细安排,同步施工,实现工期的缩短。

比如主管道安装保温的工作,必须在热态功能试验前完成。

如果全面铺开进行保温的安装,不仅影响系统在线和充水,还占用约一个半月的工期。

通过分区施工、穿插施工,安排保温安
装和役前检查、系统在线等工作同步开展,可以大大缩短总工期。

(3)采取适当临时措施完成试验,保证调试进度。

为了保证调试试验的顺利进行,在系统无法满足试验条件或者出现意外情况时,应采取各
种措施进行挽救。

在不影响系统原有功能时,如采取临时措施可以实现试验目的,应及时设计
方案、开展工作,比如临时排水、充水手段、临时电源、压缩空气等。

临时措施必须严格管理,并且必须在试验完成后马上拆除,避免对正常运行造成不利影响。

(4)加强系统状态管控,缩短系统准备时间。

热态试验后,尤其装料之后,机组状态必须严格按照技术规格书的要求进行控制。

此时调
试试验安排受机组状态的限制,很多时候会和状态控制要求产生矛盾。

因此要求调试与运行紧
密联系,协调计划,在保证机组安全的前提下,合理安排试验准备与机组状态的关系,分配好
运行操作与调试试验的时间,尤其要避免特定状态下进行的试验出现漏做、补做导致的工期延误。

(5)计划紧密跟踪现场进度,及时进行动态调整。

调试计划与进度控制人员应深入现场,了解实际工作的进度;同时试验负责人要做好工作
反馈,充分利用各种软件实现进度对计划的及时跟踪。

在进度出现偏差时,应及时调整优化后
续计划,减少带来的工期损失。

(6)加大人力与资源投入。

调试试验需要投入大量人力物力,适当加大资源投入可以有效加快工作进度。

除了实际增
加有经验的调试人力,还可以通过临时人力支持、加班倒班等方式来放大调试人力,特别是在
大型综合性试验中,需要监控的范围广,仅凭调试人员自身是不足的,可以让运行、维修人员
参与。

另外,一些技术专门、需要特殊资质的试验,比如安全壳试验、发电机性能试验等,通
过外部委托进行,也是引入人力的一种方式。

4 秦山二期扩建机组调试工期优化方法
秦山二期3、4号机组是秦山核电二期工程的扩建工程,该项目根据国际、国内核电厂的运行实践,特别是吸取了秦山二期1、2号机组的运行经验反馈,以1、2号机组作为参考电站,
实行“翻版加改进”的原则,对核岛、常规岛系统设备进行了部分优化设计改进,使安全性、
可靠性得到了进一步的提高,设计负荷因子由65%提高到75%;同时充分利用了1、2号机组原
有的公用设施(淡水厂、辅助锅炉、辅助柴油机等),节约了投资和项目工程量。

秦山二期扩
建项目的计划工期由1、2号机组的72个月缩短到60个月,3号机组于2006年4月28日开工
建设,2010年10月21日宣布商运,实际工期不到53个月零7天。

秦山二期扩建工程3号机组调试计划工期为13.5个月(从主回路水压试验结束到商运)。

计划工期与实际完成工期见(表2)。

原计划压力容器进水时间为2009年10月13日,水压试验完成时间为2009年12月10日。

由于3号机组压力容器制造拖期的原因,根据工程实际对3号机组工程二级进度计划进行了调整,调整后压力容器进水时间为2010年1月15日,水压试验时间为2010年3月15日。

经过
调整,大幅压缩了调试工期,对调试进度控制提出了巨大的挑战。

调试前期安装以压力容器堆内构件和主管道安装为主线开展工作,调试以核辅助系统转动
设备的调试和逻辑试验为主线开展工作,基本不存在交叉作业面。

当开始核辅助系统的单系统
冲洗工作时,调试与安装一起制定详尽方案,尽可能对单系统进行完整的冲洗,以减少联合冲
洗的工作量。

一回路水压试验前则以压力容器顶盖和堆内构件工作为主线,调试与安装协调配合,同步做好水压试验边界完整性检查和临设的准备工作,缩短了一回路水压试验的准备时间。

[2]
一回路水压试验完成后,现场一切工作以调试为中心,通过各级调试进度计划的制定和实施,推动安装进度、设备供货、现场服务、系统交付调试的完成,积极调控各阶段调试试验的
实施。

调试各阶段的节点目标基本按期完成,调试工期较计划工期也有所缩短。

秦山二期扩建的调试主要采取了以下控制手段进行优化管理。

4.1 调试介入安装参与施工协调
在系统从安装向调试移交工作中,调试提前介入安装,系统负责人每天现场跟踪了解系统
安装情况,并与安装人员一起对后续系统的完善进行分析讨论,拟定系统设备的安装优先顺序
和安装计划,并协调安装进度。

在系统完善到一定程度后,调试系统负责人根据单体试验需要
的边界,申请部分系统设备的临时移交工作,使系统单体试验能够得到及时的实施。

实践证明,这种方式对于促进工程的进展是行之有效的。

安装人员对于按照施工方案进行管道设备的安装
是很清楚的,但由于现场设计、设备、施工的原因,往往是系统设备的安装不能达到100%,如
果按照严格的管理要求,系统将无法移交,调试部门也无法介入,这样就可能导致整个工程工
期延误。

因此,在实际工作中,调试部门提前介入后,可以和安装人员一起分析调试对系统设
备的一些要求,使安装工作做到有的放矢,大大促进了系统安装和调试的进度,同时最终也保
证了系统完整度。

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