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摘要：本文根据海南昌江核电主回路设备的到货情况，从主管道安装施工管理角度，对海南核电现场的人、机、料、法、环几个方面分析，根据主设备实际到货信息，在施工管理中有效控制各个工序，在保证施工质量的前提下缩短施工的总工期。
关键词：主回路、焊接、进度、分析
0前言
650MWe压水堆核电站，反应堆冷却剂系统（RCP）即核电站一回路，其主要功能是使冷却剂循环流动，将堆芯中核裂变产生的热量通过蒸汽发生器传输给二回路，同时冷却堆芯，防止燃料元件烧毁或损坏。
如图1所示，海南昌江核电RCP系统由反应堆和两条并联的闭合环路组成，这些环路以反应堆压力容器为中心作辐射状布置，每条环路都由一台主冷却剂泵、一台蒸汽发生器和相应的管道和仪表组成。每个环路中，位于反应堆压力容器出口和蒸汽发生器入口之间的管道称为热段，主泵和压力容器入口间的管道称为冷段，蒸汽发生器与主泵间的管道称为过渡段。在核电站建造过程中，反应堆冷却剂系统管道（简称“主管道”）均为大直径、大厚度的超低碳不锈钢管道，连接着上述主要核心设备，主管道焊接处于关键路径之中，主管道焊接的进度直接影响最终核电站的建造工期。
图1 RCP系统的组成
1系统管道布置
反应堆冷却剂系统布置中，主管道焊口包括：连接压力容器和主管道的焊口C1，连接蒸发器和主管道50度弯头的焊口C4，连接主泵和主管道的焊口F1，压力容器和主管道28度弯头的焊口F4，连接蒸汽发生器和主管道40度弯头的焊口U1，连主管道和主管道40度弯头的焊口U2，连接主管道和主管道90度弯头的焊口U4，连主泵和主管道90度弯头的焊口U6，主回路管道布置见图2。
图2 反应堆冷却剂系统工艺管道布置图
2主管道施工逻辑分析
2.1 设备到货分析
理论上讲，压力容器、主泵、蒸汽发生器处于核电建造的关键路径，最后一台设备就位的时间，决定最终的冷试节点的完成，但是压力容器、主泵、蒸汽发生器中，最后一台设备实际到货不同，现场的人力资源使用以及施工工序安排又存在差异。如果想缩短工期的话，就要在关键路径节省时间，非关键路径节省资源，而核电建造过程往往需要在主管道焊接过程争取时间，最终为施工工期做贡献。按照合理进度计划，主管道引入就位，压力容器就位，泵壳①和蒸汽发生器①就位后，就可以开始1#环路的施工，主泵②和蒸汽发生器②就位后进行2#环路施工，施工逻辑分为两个阶段，两个阶段存在重叠施工，在施工过程中可以分阶段抢工，集中优势资源，不但可以降低1#的施工风险和施工压力，又可以高质量高效率的完成。而按照海南的设备到货情况，蒸汽发生器①和蒸汽发生器②到货后可完成U1的焊接，主泵①和主泵②到货后，无法继续实施主管道焊接工作，必须等反应堆压力容器就位后，方可完成热段和冷段焊接，最终完成过渡段焊接。海南由于到货的最后一台主设备为反应堆压力容器，正常的两个施工阶段完全重叠为一个阶段，即1#和2#同时具备施工条件，必须考虑人力资源一次投入量，人力资源必须主管道焊接技能熟练，在保证焊接质量一次合格的情况下，尽量高效率的完成，如果存在焊缝返修的情况势必影响施工时间。
2.2 施工顺序分析
根据海南现场设备到货的实际情况，反应堆压力容器就位前，先完成U1焊口焊接。C1和F1同时施焊，焊接完成50%后，C4和F4同时施焊，焊接完成50%后，同时进行C1、F1 、C4、F4施焊，焊接至100%。U2、U4、U6，先焊接U4，再同时焊接U2、U6。过程中穿插完成见证件焊口的焊接。
U1、C1、F1、C4、F4、U2、U4、U6位置及技术参数见表3。
表3 反应堆冷却剂管道焊缝技术参数
3.2 焊工数量分析
焊接均采用TIG+SMAW焊接方法予以实施，为了有效的控制焊接变形，采用2名焊工进行同步对称焊接操作，氩弧层的最小厚度6mm。
根据海南实际的情况，从焊工投入数量角度考虑，可以将施工分为5个阶段：
第1阶段，U1和见证件的焊接，共计3个焊缝，需要6名焊工；
第2阶段，C1和F1同时施焊，焊接完成50%后，C4和F4同时施焊，焊接完成50%，共计4个焊缝，需要8名焊工；
第3阶段，同时进行C1、F1 、C4、F4施焊，焊接至100%，见证件焊接，共计9个焊缝，需要18名焊工；
第4阶段，U4的焊接，共计2个焊缝，需要4名焊工；
第5阶段，同时焊接U2、U6，共计4个焊缝，需要8名焊工。
在施工管理过程中，要求施工单位做好施工人力调配工作，特别注意焊工及其配合工种，还有焊接工程师和检验人员，监理和工程公司至少分别配备2名施工管理人员予以配合。
4 主管道施工工序分析
根据其他核电经验，在加班加点抢工时，采用手工焊焊接主管道完成一个焊缝所需时间为35-39天。二级进度计划中主管道焊接施工工期为4.5个月，但经过抢工的施工工期可以压缩至3个月或更少，海南项目在施工逻辑已经确定的情况，只有缩短施工工序或者工序的接口时间，可以缩短施工时间，将实际的施工工序再进一步细化，计算出理论施工工序所需时间，在施工管理中找到应对措施。
表5 主回路管道无损检验要求表
参照工艺评定焊缝厚度和焊道数量指导现场施工，对单个焊缝的施工进行分析，焊缝剖面焊道数量取决于表4中的厚度，每道焊缝的施工工序大致分为7个步骤：坡口检查→组对点焊→封底焊接→焊缝厚度15mm→焊缝厚度的50%→焊缝厚度的100%→焊缝标识。第1步骤，坡口检查。第2步骤，组对，点焊，点固棒的焊接及去除。第3步骤，充氩，封底焊接，焊接层数为1到3，焊道为第1至6道（焊接道数为6）。另外，需要控制层间温度，打磨，检验（要求见表5），无需RT检验和底片评定。第4步骤，焊缝厚度15mm，焊接层数为4到6，焊道为第8至13道（焊接道数为6）。另外，需要控制层间温度，打磨，检验（要求见表5），需RT检验和底片评定，存在返修的风险。第5步骤，焊缝厚度50%，焊接层数为7到11，焊道为第14至27道（焊接道数为14）。另外，需要控制层间温度，打磨，检验（要求见表5），需RT检验和底片评定，存在返修的风险。第6步骤，焊缝厚度100%，焊接层数为12到18，焊道为第28至58道（焊接道数为30）。另外，需要控制层间温度，打磨，检验（要求见表5），需RT检验和底片评定，存在返修的风险。第7步骤，焊缝标识。
步骤1中的坡口检查，可以在施焊开始前完成，不影响总体施工的时间，而步骤2组对和点焊工作量小，操作简单，施工时间短。
步骤3、4、5、6中都涉及焊接施工，参照表4中主管道内径和外径计算出焊接距离，因为采用手工焊的方式，所以焊接速度取决于焊工，可以根据焊工的平均速度水平计算出焊接每道所需的时间，那么在施工管理过程中焊接所用时间是可控的。理论计算公式为：（r1至r2之间的距离）π/2v=t，其中r1=内径；r2=外径；v为焊接速度；t为焊接所需时间。
步骤3、4、5、6中焊接施工完毕后，为了控制层间温度，每道焊缝都需要冷却，同时也需要进行打磨。冷却时间并与主管道的长度、材料导热速度、环境温度等因素有关，自然冷却和空调冷却时间不同，但需要以实际的冷却为准，不容易计算出确切的冷却时间；打磨的速度与焊接表面成形的情况和焊接打磨工人的经验有关，不容易量化时间。
步骤3、4、5、6中VT操作时间可以控制在20分钟以内，PT操作时间可以控制在40分钟以内，表面缺陷显示处理时间可以控制在10分钟以内，VT/PT/缺陷处理应按施工单位程序中流程执行，接口时间较长，并且不好控制，需要施工单位质检部门派驻人员，随时进行检验，委托单或报告可后续补充。
步骤4、5、6中RT检验比较特殊，检验的时间为夜间24：00至06：00，RT的检验时间协调需要专人协调各参建单位、业主，RT检验时需要将受影响的反应堆厂房内房间封闭，封闭的房间内不允许施工人员（除探伤人员）进行施工，安全部门需加大监管力度。探伤作业应采用合适放射源、有经验的操作人员，有效的控制检验时间，还应有效控制底片的冲洗和底片的评定的时间，以最快的速度给出检验结果。
步骤4、5、6中RT检验如果存在超标缺陷，需要进行返修和补焊，补焊后还需要检验。施工过程中尽量避免出现RT返修的情况，应该有效控制先决条件中的各个因素，在施工过程中对先决条件中的因素进行动态跟踪，包括焊材的使用，焊工的情绪，焊机的状态，焊接工艺的执行等因素。如果出现返修的情况，应在第一时间解决不符合项流程和缺陷处理的时间问题。
贯穿步骤1、2、3、4、5、6的就是测量管理，包括主管道的定位、下料、变形控制，需要测量人员进行跟踪，及时给出监控意见，在施工过程中起到保障作用。步骤7，焊缝标识不影响工期。
5 施工管理措施
（1）降低单个工序的施工时间，根据上述分析，严格按照现场的实际施工情况，对单个工序的时间进行严格控制。
（2）降低工序与工序之间的流程时间，根据上述分析，合理安排各部门的接口关系，保证各工序衔接顺畅。
（3）避免不必要的施工工序，根据上述分析，例如委托单流转，返修，不符合项流程等。
（4）突破固定程序束缚，实施现场统一管理。
6结论建议
（1）为了保障施工措施的有效执行，可以成立主管道焊接施工管理小组，召集主管道焊接施工相关人员参加施工动员大会。施工管理小组应明确主要负责人员，包括施工负责人、检验负责人、技术问题处理负责人，第一时间解决现场施工过程中遇到的人员、设备、不符合项等问题，统一指挥，有效缩短施工步骤和流程所需时间。CNPE制定奖励措施，对主管道施工进度有贡献的施工人员，根据贡献的多少由CNPE给予奖励，调动一线施工人员的积极性。
（2）要求施工单位制定抢工专项计划，在计划中明确施工计划和施工时间，制定抢工具体措施，例如增加有经验的焊工数量，降低打磨时间，采取加班或白天、夜间倒班等措施。在安全管理和质量管理中，增加相应措施，尽量保证RT一次合格，避免出现返工而耽误施工时间。EM2的工期将根据施工管理的实际情况，缩短工期1～2个月的时间，那么其他安装包也将面临抢工的局面，需提前做好应对措施。
参考文献：
1 《压水堆核电厂机械设备设计和建造规则》RCCM2000+2002补遗
2 海南二级进度计划
3 海南质保大纲
4 岭澳二期施工组织设计
5 秦山二扩主管道焊接施工方案
6 海南设备到货计划
7 海南昌江主管道焊接施工方案
论文作者:杨阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/5/14
标签：时间论文; 焊工论文; 反应堆论文; 工序论文; 海南论文; 步骤论文; 冷却剂论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;