核电机组大修预防性维修项目规划策略研究

(整期优先)网络出版时间:2023-03-22
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核电机组大修预防性维修项目规划策略研究

王强

江苏核电有限公司 江苏连云港  222000

摘要:核电机组大修是一项复杂的系统工程。从长期的角度看,对核电站周期性执行的预防性维修项目进行合理地规划是一项极其重要且极具挑战性的工作。通过合理地规划机组大修预防性维修项目,有利于平衡机组各大修的工作量,控制检修项目对大修关键路径工作的影响,缩短大修工期,提高大修业绩,提升机组经济效益。基于此目的,本文结合电站实践经验,就核电厂大修预防性维修项目规划原则、管理方法进行总结、研究,以寻求核电厂大修预防性维修项目规划优化策略。

关键词:核电机组;大修;预防性维修项目;项目规划

1概述

核电站大修预防性维修是指针对电站各类设备开展的防止和缓解设备性能劣化或故障,或对设备的性能与状态进行监测、检查及跟踪,以保持或延长设备使用寿命的维修活动。机组大修预防性维修活动一般以一个燃料循环(Cycle/C)为单位,并依照预防性维修大纲按照检修周期开展,项目实际执行大修轮次选择、调整即为预防性维修项目规划工作。

2、大修预防性维修项目规划限制要求

大修预防性项目的规划需要遵循核电站相关法律法规、电站技术规格书、定期试验监督大纲、设备在役检查大纲等其他相关管理文件。这些技术文件主要对预防性维修项目的规划和调整形成如下限制条件。

(1)项目规划的周期裕度限制

对于周期性预维活动的执行时间,各电站都制定了管理限制条件,这些限制必须得到严格的遵守。以国内某VVER机组电站为例,电站规定:对于关键敏感设备,设备的两次检修之间的时间差不超过1.125倍检修周期,对于非关键敏感设备,设备的两次检修之间的时间差不超过1.25倍检修周期。此类要求会形成如下规划限制:

1)对于关键敏感设备,检修周期为8C以下维修项目,需要以商运时点为基础,在要求周期时间内开展第一次检修并按照周期滚动执行,每个计划检修时点不能推迟。检修周期为8C及以上维修项目,才具备推迟1C执行条件。

2)对于非关键敏感设备,检修周期为4C以下维修项目,需要以商运时点为基础,在要求周期时间内开展第一次检修并并按照周期滚动执行。每个计划检修的时点不能推迟。检修周期为4C及以上维修项目,具备推迟1C执行条件。

项目调整周期合规性是条目规划优化的必要条件。

(2)核安全监督项目要求

   由于核安全相关项目的特殊重要性,其规划除必须符合周期性要求,同时还要符合核安全监管相关要求。如核安全相关定期试验项目,必须按照周期严格按期开展,违反相关规定的项目遗漏可能导致运行事件,并导致机组不得不非计划停运以补充执行相关工作,严重影响电站生产秩序,造成巨大的经济损失。

   据此,涉及核安全行政监管的设备预防性维修项目必须保守、合理规划,严格按期开展。

3 大修预防性维修项目规划优化策略

结合国内某VVER核电机组大修预防性维修项目规划工作实践及优化案例,总结大修预防性维修项目规划优化策略如下。

(1)机组日常功率运行期间具备执行条件的项目尽量日常执行

   核电机组由于其安全性、可靠性、经济性要求,其主要工艺系统的主要设备均保持连续运行或备用状态,一般不具备深切检修条件,仅能执行不影响设备功能的简单在线维护、检查工作,这类设备的检修项目必须安排在大修期间,并在系统、设备完全停役后执行。但对于机组的一些不要求连续运行的辅助系统和设备,如可单独隔离且不影响主系统安全运行的设备、仅夏季运行的空调制冷系统、仅冬季运行的厂房供暖系统、冗余度足够高的设备、系统外围支持设备等,其维修工作应尽可能安排在日常进行。

核电站所有设备的预防性维修项目均实现大修/日常的明确分工状态,有利于大修项目的减少,优化大修期间检修资源的配置,提高大修效能。

(2)合理规划电站主设备检修以减轻对关键路径工作的潜在影响

   核电站大修一般以反应堆检修换料工作为关键路径,即反应堆相关检修工序为关键路径工作,反应堆检修换料启动工序流时间长短决定了大修工期。但除反应堆检修以外,核电站还有汽轮机、发电机,多台蒸汽发生器、多台主泵、多台循环水泵等诸多大型设备。这些设备数量多,预防性维修项目种类杂,检修工艺复杂,部分设备同反应堆检修共享部分资源(如反应堆厂房的唯一环吊),制约反应堆启动,成为影响关键路径工作的潜在因素,进而影响大修工期。

   在核电站主设备检修规划上,应做到:

1)各次大修主设备检修数量上尽可能均衡分布,以平衡每个大修总体工作量,保证这些项目不成为主线,少影响主线;

2)主设备间设备规划应尽可能避开工作间的相互干扰,考虑诸如检修场地、工作窗口等因素;

3)主设备的辅助设备、各等级检修要同主设备规划相匹配,不能产生重复拆卸主设备,多拆卸主设备的情况。

(3)实现不同类型大修项目数量差异化分布

    核电机组的大修根据反应堆检修深切程度不同,分为不同同类型的大修,其大修时间长短有很大差异。以国内某VVER型机组为例,其大修根据反应堆检修深切程度分为A类大修和C类大修。根据多年大修工期数据,这两类大修实际工期相差至少在12天以上,工期差异巨大。可以在A/C类大修采取如下规划策略:

1)相对C类大修,在A类大修多安排项目,实现A/C大修项目数量差异化规划;

2)将检修难度更大的检修项目安排在A类大修,例如将最不易解体的汽轮机汽缸解体安排在A类大修;

3)将检修时间过长的项目安排在A类大修,减轻对主线的冲击;

(4)项目规划需关注项目间逻辑关系

核电站工艺系统设备众多、流程复杂,从设备隔离检修的角度分析,许多预防性维修项目之间存在着关联关系。例如水箱底排阀的检修与水箱的检修,用户电气柜的检修与母线的检修,这类型项目均要求同一设备排空、停电等要求,应尽可能规划在同一次大修执行并长期绑定。如规划上未做到这一点,会导致设备重复排空或停役,增加系统倒水、倒电、排空等作业,增加了大修总体工作量,浪费了工作资源。

(5)项目规划关注同一设备长周期覆盖短周期

针对同一设备,根据设备检修深切程度,初步检查、维护一般为短周期活动,彻底检查、解体一般为长周期活动。在规划上,如果长、短周期项目工作周期呈整倍数关系,可在检修规划上做到长周期覆盖短周期工作,以长期的角度上讲,可以减省短周期项目的执行。以2C检查维护和4C解体检修为例,有如下图两种规划方式:

类型

第1次

第2次

第3次

第4次

第5次

第6次

第7次

第8次

第9次

2C项目

被覆盖

被覆盖

被覆盖

4C项目

                            规划方案一

类型

第1次

第2次

第3次

第4次

第5次

第6次

第7次

第8次

第9次

2C项目

4C项目

                            规划方案一

根据9次大修规划结果,两种不同规划方案执行结果统计如下:

方案一:执行3次4C解体大修,2次2C检查维护;

方案二:执行3次4C解体大修,4次2C检查维护;

通过比较方案一、方案二,可以看出,方案一明显优于方案二,方案二能够减少短周期项目数量。

通过实现检修规划上做到长周期覆盖短周期工作,可以大幅度的减少电站项目数量,减少重复维修,减少不必要的资源浪费,降低电站生产成本。

4 总结

核电站作为生产电力的企业,同其他电力企业一样受到成本方面的挑战。在确保安全质量的前提下,提高电站设备可靠性、降低企业成本,保持竞争优势尤其重要。核电机组大修预防性维修项目规划合理与否,直接关系到电厂设备运行的可靠性、安全性和经济性。大修预防性维修项目规划的优化旨在进一步平衡各大修项目数量、提高大修项目规划合理性,确保大修项目工作的持续优化,助力大修业绩提升,提升机组经济性。

参考文献:

[1]蒋题.核电厂大修中长期规划管理策略和方法[J].现代工业经济和信息化,2019: 98-99.