摘要：近年来，核电得到了快速的发展，因其具备其他能源所无法比拟的巨大优势，使得众多国家和地区开始大力开展核电站的建设工作。通常而言，核电厂的选址多在沿海地带，其特有的高湿度、高盐度以及高腐蚀性的大气环境，加之调试阶段是在建安和调试交叉作业环境中，温湿度、清洁度等环境控制系统还没有全部投入运行，复杂的现场环境给相关设备的良好运行状态带来了很大的挑战，核电厂的设备保养就显得十分关键。如果核电厂调试阶段，未能做好设备的维护保养工作，则可能导致设备存在一定的安全隐患，甚至会造成核电厂系统正常运行和人身安全，因此调试阶段核电系统设备的维护保养对核电厂安全运行至关重要。文章就核电厂调试阶段设备维护保养的管理进行探讨。
关键词：核电厂；调试阶段；设备维护保养；管理
引言
上世纪 50 年代中期，前苏联建成世界上首座商业核电站，此后核电产业经历了60 余年的发展，已经积累了超过每年 14000 堆的运行经验。核能已成为当今世界的三大能源之一，是世界上重要的能源产业。核电站调试是核电厂投产前的最后一个工程阶段，是对核电站的正常使用功能的最后一次检验，同时也是对核安全的验证。由于核电站的特殊性，核电能源具有其巨大的危险性，日本福岛核电站事故的教训还历历在目，这时刻提醒我们核电安全的重要性。核电站调试启动是一个极为重要的阶段，调试启动是对安装完工后的部件、设备、系统和设施进行全面的检验，以保证核电站各单项设备及总体性能满足设计要求和有关运行准则，一台核电机组从首个单系统调试开始到投入商业运行大约需要 34 个月的时间。在一个核电的调试过程中，需要对其设计功能、设备的质量等方面进行严格有效的验证，并且对各个设备的安装质量也要进行相应的检验和科学的验证；同时要对整个系统（包括子系统）以及各机组的性能验证，确保以上事项都能够达到设计的性能和国家相关规范对此的要求。核电厂的正常运行离不开相关设备的正常运转，因此在调试阶段还需要注重对相关设备的维护保养管理工作。
1核电站调试过程的划分
核电站调试是核电厂投产前的最后一个工程阶段，是对核电站的正常使用功能的最后一次检验，同时也是对核安全的验证。在整个核电站调试的过程中，核电站的每一个子系统都必须经历若干个阶段和状态。调试过程可分为以下三个主要阶段：I阶段：预运行试验；II阶段：装料、初始临界和低功率运行；III阶段：功率试验。其中，II和III阶段又可以称为运行试验阶段。需要注意的是，在一个阶段不能里的分阶段次序对安全非常重要，因此营运单位还必须在以上三个主要阶段划分一些子阶段，如上表所示。每一个子阶段试验完成后，必须通过审查才能开始下一阶段的实验。在III阶段试验开始之前，应完成I、II阶段所能进行的全部试验。
2核电厂调试阶段设备维护保养管理
核安全导则HAD103/08《核电厂维修》指出维修活动一般包括保养、大修、修理及更换零部件，有时也包括构筑物、系统或部件的修改，调试阶段的设备管理通常包含设备维护保养管理和缺陷管理，维护保养作为设备预防性维修工作可以有效降低设备缺陷发生的概率，及时转化缺陷进行处理，制定有效合理的设备保养和缺陷处理计划，以提高设备运行的可靠性。设备保养即是技术问题又是管理问题，技术问题如保养内容、保养方案的制定及验证，管理问题涉及到组织管理、人员培训、资质授权、责任分工、计划安排及实施、报告记录归整、监督检查等。
2.1设备保养内容及方法
核电厂主要分为机械、电气、仪表控制三大类设备，具体常见有管道、容器、阀门、仪表、泵、风机、电气柜等，根据设备材质以及功能的不同，往往采取的维护保养的方法也不同，核电厂常采用方法包含干保养、湿保养、定期运转、润滑、表面清洁和防腐、保温与防冻、电化学保护、定期校验（主要指的安全阀和仪表有效期校验）。缺陷管理正是处理一切异常问题，其中就包含维护保养中产生的问题，凡是调试过程中发现设备部件存在制造、设计、安装及其它不满足功能要求的异常问题都应及时按照缺陷流程进行处理，使缺陷得到及时有效地消除，这其中就包含保养过程发现的问题。
2.2设备保养的实施方式
核电厂调试阶段现场保养维护是一个动态过程，核电系统及设备在运行过程中性能存在不确定性，必须建立有效的保养维护方案。实施方案通常采用两种形式：（1）编制保养方案形式，主要指核岛系统泵、蒸汽发生器、二回路高低加热器、汽轮机高低压缸、海水系统以及发电机等重要设备，需要编制专门保养计划和方案，按照保养方案严格实施；（2）巡检记录形式，通常包含重要设备/通用设备保养记录、阀门检查记录、化学取样记录、电加热器投运检查记录、电气盘柜检查记录，通常这些记录根据具体情况又详细编制具体的检查内容。
2.3保养计划及保养报告的编制
在系统或子项移交调试期间，保养管理工程师组织各队负责人编制出设备维护保养的计划。保养计划通常是以系统移交调试为起点，以移交运行为终点，根据设备维护说明书、技术规范和验收准则，编制出周期合适的维护保养计划，保养周期通常包含周检、月检、半年检、年检，保证设备得到合理的维护保养，根据检查周期编制发布设备维护保养月度计划。一份完整月度计划包含所有已经移交调试但是未移交运行的系统保养，编制各专业队保养计划并发布，通常包含重要设备的保养计划、化学保养计划、阀门巡检计划、泵和风机电加热器投运巡检保养计划、电气盘柜巡检保养计划。保养台账的建立，是保养计划制定及实施的关键环节，根据设备保养专业的不同，建立合理的责任划分，根据系统移交进度，不断完善月度保养计划。而保养月度工作报告作为月度保养计划的总结，总结保养计划的执行情况和分析执行的偏差和后续采取纠偏措施，保养形成记录作为报告的一部分存档。
2.4 设备保养和缺陷处理闭环管理模式的建立及结合
通过某核电项目1至4号机组不断优化，将实体化运作模式固化到软件系统中，建立以多项目管理调试系统（MPCM）为基础的保养及消缺管理闭环控制实时监控模式，建立有工程部或技术支持队专门负责，设备专业管理工程师为主导、各专业队相应的计划协调员有效结合的协调组织管理体系，本着谁提出、谁见证、谁关闭、统一协调的闭环控制模式，建立流程化的任务提出、任务分发、任务处理、报告编审批、任务关闭的调试阶段设备保养和缺陷管理系统化体系，不断完善《调试期间的设备维护和保养》、《调试期间现场缺陷处理》管理程序，确保工作实施、人员资质检查、完工报告编制，实现责任明确、流程顺畅、有章可依，有据可查，保养过程中发现的设备异常能及时开启缺陷处理流程，以管理程序为依据加强保养、缺陷处理有效衔接，加强计划协调力度，实时监控流程推进过程中产生的偏差，有效完善调试阶段设备维护保养、缺陷管理模式。同时采取多重监督检查，调试缺陷/保养管理人员自检、调试质量安全部抽检，业主调试管理处监督检查，核安全局及其监督站全程监督检查，有效保证保养和缺陷处理的质量，保证设备的安全运行。
3核电厂调试阶段设备维护保养范围
一般来说，调试期间涉及到的设备维护保养一般包括容器类、机电设备、阀门和现场仪表等。
3.1容器类设备的维护保养
容器类设备包括各种容器、热交换器、管道、泵体和阀门阀体等机械设备的盛水部分。调试期间，只要设备、系统符合保养先决条件并预计停用时间超过 1 个月的，应尽快使设备、系统处于良好的保养状态；对于不同设备，维护保养的方式也有差别。（1）原则上碳钢材料采用湿式保养，不锈钢材料采用干式保养。对已生锈的表面应及时除锈并采取合适的保护措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）除了设备、系统进行试验、定期检查外，一般不允许退出保养状态，除非有数据和经验表明，在系统设备退出保养一段时间内，不会发生腐蚀或其腐蚀程度极其轻微，在可以接受范围内。（3）湿保养通常采用 p H 值为 10～10.5 的碱性溶液，化学添加剂采用联氨、氨溶液等，并根据系统、设备的特点进行配置。所有湿保养应定期对其介质溶液进行取样分析，检查其介质浓度、p H 值是否满足规范要求，超出标准时应进行补充或更换。（4）对于充氮气保养的系统设备周围应加强空气中的氧浓度监测，防止氮气大量泄漏和氧浓度过低，应加强和保持通风状态。并对其压力进行监测，若发现压力降低，应及时补气。（5）对于采用固体药剂加气体的干保养应定期对固体药剂进行检查，确认其是否有效并及时予以更换。（6）对室外或室内温度＜0 ℃的充水设备和管道，应采取防冻措施。
3.2机电设备的维护保养
（1）有环境要求的机电设备，应采取措施，保持其周围环境温度、湿度在要求的范围内，避免腐蚀性气体和灰尘的侵入。必要时采取安装临时空调、临时遮蔽等措施。（2）定期检查和保持设备外表面的清洁和完整，对金属部件裸露部分应采取防锈保护措施。（3）转动设备（泵、风机等）采取定期运转的保养方式，若无法进行定期运转，则定期盘车。（4）机电设备的转动或传动部分需要润滑，应检查润滑情况，频度每月一次，并定期添加和更换润滑剂。（5）机电设备的动力驱动部分按电动机进行保养，应定期检查电机绝缘水平、直流电阻，频度每年一次；若有自带电加热器应及时投入，并定期检查电加热器直流电阻与绝缘电阻，频度每年一次；有加油嘴的应定期进行电机轴承润滑，频度为连续运行情况下 3 个月 1 次，切换运行情况下 6 个月 1 次。（6）针对电动主给水泵润滑油及调节油系统、循环水泵润滑系统、6.6 k V 交流应急配电等系统以及机组中 6 k V 以上泵，应定期对系统内或泵内油进行取样分析。若取样分析结果不合格，则要对其进行油冲洗、滤油或者换油工作。
3.3阀门的维护保养
阀门保养通过现场排查方式实施，主要通过目视分系统对阀门的外观完整性、腐蚀、润滑进行检查。检查的内容一般包括阀门各部件是否有可见缺陷，生锈是否，对其表面涂防锈油；检查阀门铅封、盖帽、标牌、阀位指示、气动附件等齐全完好；检查螺栓、螺母处是否松动，若有对其进行紧固；检查阀杆等传动部件表面是否有污物，如有对其进行擦拭，达到表面清洁干净。对于电动阀、气动阀，还要检查阀门接线是否牢靠，气动附件是否齐全、完整。
3.4现场仪表的维护保养
现场仪表的维护保养工作包括检查仪表零点示值是否满足误差要求，若超差则重新调整并校验；校验仪表示值是否满足误差要求，若调整后仍不满足则对其进行同型号更换；检查开关类仪表动作值及回差是否满足要求，若不满足则对其调整直至满足要求；检查热电阻类仪表是否满足绝缘性能要求，及时排除探头内老化故障。
3.5特殊设备的保养
在核电机组中，像发电机、汽轮机等大型设备在调试期间也要进行维护保养工作。由于设备结构复杂，因此在保养方式上也存在较大的不同。
（1）发电机保养
以四级半转速同步发电机为例，其由定子、转子、端盖及轴承、油密封装置、冷却器及其外罩、出线盒、引出线及瓷套端子、内部检测系统等部件组成。其保养分为定子线圈、转子、机壳和定子铁芯 3 个部分分别开展。定子线圈的保养要在外部管路冲洗合格后，发电机进水循环，电导合格后停运系统再执行。首先开启定子冷却水最低点的放水阀将发电机内残水排放干净、用压空吹扫干净后关闭。之后发电机定子冷却水系统水箱及发电机定子线圈内部通过氮气瓶供氮用氮气覆盖，密封保存，压力保持在 5～10 k Pa（表压）。同时要每周检查氮气压力，当氮气压力＜3.5 k Pa 时，应及时补充氮气。使用除湿机连续除湿；发电机转子的保养体现为跟随汽轮机大轴定期进行盘车，大轴停止时保证与原先位置 180°的翻转即可；发电机机壳和定子铁芯的保养要通过发电机氢气冷却系统进氢隔离阀向发电机内部连续供给洁净干燥的仪用压缩空气，发电机密封油系统停运，压缩空气通过发电机两端密封排至环境，以保证发电机内部的微正压。
（2）汽轮机及凝汽器的保养
在调试期间，由于机组长时间停运，在潮湿的环境下汽轮机动静汽机叶片和凝汽器等设备会产生以电化学反应为主的腐蚀现象。腐蚀会随着时间的发展慢慢向着蒸汽发生器迁移，同时在机组功率运行期间会成为源点继续腐蚀，从而影响机组的正常运行。为了防止该现象的出现，对汽轮机及凝汽器采用干风保养，可以通过干燥的空气长时间的吹扫以保证金属表面不形成液膜，从而阻断形成电化学腐蚀的两个必要条件之一（电解质溶液），有效地防止重要设备和管道的腐蚀。当实施干风保养时，凝汽器要保持无水状态，凝汽器热阱人孔打开并用防护网封闭，干风保养装置通过临时管分别与低压缸人孔相连，每台低压缸人孔分别用软管接至除湿机；两台转轮除湿机运行时进入低压缸的热空气，通过低压缸对侧安装了防护网人孔排出，这种工况运行仅在凝汽器热阱充水情况下运行；待凝汽器热阱排水完毕后，将 2 台凝汽器热阱人孔打开，封闭安装有防护网的低压缸人孔，热空气从两台凝汽器热阱人孔排出。如蒸汽除湿再热器或高压缸正在施工，可暂时不纳入保养范围。如蒸汽除湿再热器或高压缸及附属管路已经安装完工，则按常规岛保养系统空气干保养的方法。将两台转轮除湿机通过临时可拆卸风道和移动式空气干燥器分别与汽水分离再热器 A 和 B的人孔门连接。干风的流程：干风从蒸汽除湿再热器人孔进入后分为 3 路：一路进入高压乏汽管道，再经高压缸并通过汽机主蒸汽阀到主蒸汽母管，然后经旁路管道进入凝汽器；一路进入低压缸，并通过低压缸进入凝汽器；一路进入低压缸，通过抽气管道进入各低压加热器的蒸汽空间和疏水管进入凝汽器对汽轮机和凝汽器实施干风保养时，其相对湿度期望值≤50%、限值≤60%。干风保养开始时要对其每天持续测量 3 d，直到湿度≤60%。这之后要接着每周测 3 次，确保湿度合格。
结束语
总之，核电厂调试阶段的设备维护保养十分关键，构建良好的维护保养管理体系尤为必要。文章结合某核电厂1到4号机组的实际经验，构建一套闭环控制实时监控设备保养和缺陷处理管理模式，二者紧密配合，有效的提高的保养的质量和缺陷处理的进度，保证了设备运行的安全可靠经济。同时文章就核电厂调试期间涉及到容器类、机电设备、阀门和现场仪表等设备的具体维护保养方法进行了详细分析，期望能够起到一定的借鉴作用。
参考文献：
[1]黄少青.核电厂调试过程几起典型异物事件的经验反馈[J].企业技术开发，2017，36（12）
[2]田青旺.海阳核电1号机组汽轮机控制和保护系统仪控调试[J].中国核电，2017，10（03）
[3]何元雷，张启江，徐财红，连海涛，李小燕.CAP1400核电厂设计分析器系统调试研究[J].核科学与工程，2017，37（04）
[4]杨帆，张洛凌，李倩.核电厂除氧器水位、压力控制系统调试[J].仪器仪表用户，2017，24（03）
[6]吕胡人.某核电厂制冷机调试经验[J].暖通空调，2017，47（02）：45-47.
[7]郭晓平，刘玉梅.浅谈三门核电氢气升压站的结构原理与维护保养[J].科技创新与应用，2016（09）
[8]孔秋顺.浅析海南核电机械设备调试期间的维护与保养[J].能源与节能，2014（06）
论文作者:苑盼盼,白新鹏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/6/6
标签：设备论文; 核电厂论文; 阶段论文; 维护保养论文; 凝汽器论文; 系统论文; 核电论文; 《基层建设》2018年第10期论文;