方法可有效地压缩工期、降低成本、提高质量。由于核电厂建造期间大量的工作同时交错进行,有土建、机械设备安装、电气设备安装、检查和试验、转运、贮存、焊接、清洗、修理和维护等。同时现场还积存大量的施工材料和工具,如混凝土、钢材、预埋件、模板、脚手架、施工工具等。如果事先对有些工作不能合理地计划和安排,施工技术和方案落后或不尽合理,就可能影响工期和费用。相反,如果采用先进的施工技术和方案,则可以明显地压缩工期和成本。以下举例说明:
(1) 秦山第三核电厂大型设备从反应堆安全壳开放顶盖吊装
以往,核电厂设备安装过程中会受到反应堆安全壳的限制,通常是在安全壳筒体上预留一个设备闸门以备大型设备进入。而秦山第三核电厂则首次采用反应堆安全壳顶盖开放式施工的方法,在大型设备如稳压器(103 t)、蒸汽发生器(220 t×4台)、反应性机构平台(43 t)、给水管框架(40 t×2台)、装卸料机桥架(16 t×2台)等的安装过程中,使用大型起重机将其从开放的安全壳顶部吊入。在主要的设备安装完成后再将安全壳的穹顶装上。这一施工方法带来的好处显而易见:以每台蒸汽发生器的吊装时间为例,由原来的2星期缩短为2天。
(2) 秦山第三核电厂反应堆安全壳筒体混凝土滑模施工
反应堆安全壳筒体的土建施工,历来采用传统的支模板浇注法。在秦山第三核电厂建造中,我国首次采用大面积滑模施工技术,模板连续液压顶升,快速优质完成了核岛安全壳筒体混凝土浇注施工,并创造了14天4小时的同类核岛安全壳筒体施工最短工期记录。这项新技术的成功应用,不仅为秦山三期核电厂创造同类核电厂建造工期最短的记录起到了重要作用,同时也为我国核电厂反应堆安全壳的土建施工开创了新的工艺。
(3) 岭澳核电站和秦山第二核电厂安全壳穹顶整体吊装
岭澳核电站安全壳穹顶整体重143 t,直径37 m,高11 m。秦山第二核电厂安全壳穹顶整体重173 t。这两座核电厂均采用了“地面拼接,整体吊装”的施工方案,此前的秦山一期、大亚湾核电站的安全壳穹顶都是分两片吊装,就位后拼接而成的,这一工作通常需要2个月的时间。
(4) 大量采用模块化、工厂化、预制化施工
核电厂预埋件和管道、支架、通风、钢结构的预制与安装,占了建筑安装施工的大部分工时。尤其是系统繁多、数量庞大的各类管道的预制与安装进度,从根本上决定着核岛的安装进度。因此,在岭澳、秦山二期、秦山三期和田湾核电站的建造中均采用模块化施工方法,加大工厂化、预制化程度,在工程现场建造了具有相当规模的预制加工基地,实现预埋件、钢结构、管道、支架、通风以及部分电气管、仪表管的工厂化预制。这样,可以提高施工效率,保证产品质量,从而有效地提高现场安装进度。
(5) 广泛应用新的焊接技术
核电厂设备安装过程中,焊接的质量和进度至关重要。在岭澳、秦山二期、秦山三期和田湾核电站的建造中均采用先进的焊接设备和焊接工艺,如钢结构预制采用埋弧自动焊工艺,管道、支架预制采用CO2半自动焊工艺,某些特殊管道焊接采用全位置自动焊机等。此外,在加工厂和施工现场采用了大量的先进逆变式焊机,在无损检测中采用了先进的γ射线机和自动洗片机,极大地提高了焊接的速度和质量。焊接新技术的广泛应用,在保证了焊接质量的同时,焊接工作效率提高了20%,有效地保证了工程的进度。
5 加强对采购活动的管理
核电厂建造期间需采购的物项和服务主要有两大类,一类是关键系统和设备的设计和制造,另一类是现场的土建施工和设备安装。为了使采购的物项和服务满足核电厂的设计要求,确保核电厂建成后能够安全可靠地运行,必须切实做好采购过程的质量控制,如对供应商的评价和选择、对合同执行过程的控制、外部监查、出厂验收和收货检查等。
5.1 选择一个好的承包商
目前在核电工程中已普遍采用招投标制度,在签订合同前业主对潜在的承包商按照合同要求提供物项或服务的能力和以往的业绩进行认真评价,择优选用。土建和安装承包商基本在国内几家知名的核工程公司选定,他们大多已参加过核电厂工程的建造,积累了一定的技术能力和经验。而设备设计和制造合同由于数量大,评价和选择供应商的工作量和难度相对较大,我国从1992年开始实施民用核承压设备设计、制造、安装活动资格许可证制度,目前已有上百家单位取得国家核安全局颁发的资格许可证,这为业主选择合格的承包商提供了便利条件。但是,更多的核承压设备以外的物项需要业主严格按标准要求去进行评价和选择。
5.2 签订一个好的合同
合同是对业主和承包商工作任务、责任、权利的约束,内容包括工作范围、技术要求、检查和试验要求、进入供方设施的规定、遵守的质量保证标准、文件和记录要求、缺陷和不符合项的控制、对分包活动的控制等。合同的内容一定要明确严谨,避免疏漏和含糊不清,便于操作。以下是一些合同规定不清的例子,应引以为戒:
(1) 承包商负责的工作范围不具体,双方就此难以达成共识,承包商对合同中未明确的工作内容进行索赔;
(2) 业主到供方现场进行检查监督的权利未在合同中明确,承包商拒绝接受;
(3) 对不符合项的定义不明确,难以操作,承包商借故不向业主报告质量问题;
(4) 对分包活动没有控制要求,承包商向不具备资格的单位分包。
5.3 加强合同执行过程中对承包商的监督
对承包商的控制方式有质保监查、监督等。质保监查一般是按计划定期对承包厂质量保证体系实施的有效性进行检查,业主质保部门有能力完成。
而质保监督,由于其对人员素质能力、工作频度都有较高的要求,所以单靠业主质保部门一家难以完成。在岭澳、秦山二期、秦山三期、田湾核电项目中,对现场的土建和安装承包商,业主自己设立相应部门或委托专业的工程监理公司进行现场质量监督,对大量的国内外重要设备制造承包商,业主则派驻专业技术人员进行现场监造。监督人员事先对承包商的设备技术文件和质量计划进行认真审查,然后按照质量计划和有关文件的要求进行过程监控和控制点上的见证。控制点的出席率不得低于规定要求。对承包商对不符合项的处理方案要进行审查,发现问题及时妥善地解决。这一做法可减少因对承包商监督控制不力造成的返工、费用超支、延误工期等后果。
5.4 做好验收工作
除了做好对承包商执行合同过程中的监控,还应做好验收工作。重要物项要在源地进行验收,对照采购合同和技术文件检查物项的实体质量、关键尺寸、表明粗糙度和清洁度、包装条件、不符合项的解决状况、随供文件的完整性和准确性等。所有物项到达现场都应进行开箱检查,排除运输途中造成的缺陷。
国内核电工程中出现过因关键设备采购控制不力造成的工期延误和经济损失,这些问题如果完全遵守法规标准中的采购要求去做,是可以避免的。今后新建核电项目一定要引以为戒。
6 加强对建造和调试进度的控制
核电厂工程规模巨大,接口复杂。建立科学的符合工程特点的进度控制体系并严格实施是项目成功的关键。进度控制体系要求:
(1) 制定科学合理的工程进度计划
秦山第三核电厂在总合同规定的一级进度计划下,在总合同生效后6个月内制定了工程二级进度协调和控制计划,包括8 500个工程节点,在工程进展过程中进行了3次修订以反映实际的状态。各承包商按照二级进度计划在工程第一年内制定了三级进度计划。这些进度计划由专门开发的计算机软件进行管理和控制。
岭澳核电站共制定了6级进度计划。一级进度计划设定了工程的约200个重大里程碑和关键活动。二级进度计划包括了核岛、常规岛和BOP的设计、土建、安装、调试等主要活动,用以确定合同间的接口和协调,是承包商制定三级进度计划的基础。三级进度计划由承包商制定,业主审查,包括构筑物、系统建造的起止日期。四级进度计划是6个月滚动计划,同样由承包商制定。五级进度计划是月度计划。六级进度计划是周计划。
(2) 工程进度的协调控制
工程协调以预见性协调为主,就是要根据进度计划事先跟踪落实图纸、设备、材料和人力供应状况以及工程接口条件,在相关数据库的引导下,制定协调工作清单。同时,明确工程的关键路径,抓好关键路径控制工作是计划与协调之首要任务,也是确保项目总体进度之关键。在做好工程进展状况统计的基础上,进行有效的工程进度分析和趋势分析,建立施工进度预警体系,发现影响工程进度的根本原因,并提出纠正建议。
(3) 优化资源和接口管理
在建造期间,充分利用工程现场有限的资源。实施全天候施工和24 h作业,为防止不利天气条件的影响,在反应堆厂房搭设临时的顶盖,在关键工作区域和工序合理安排施工力量,几班连续作业。前后顺序不重要和相互影响不大的作业可以并行开展。调试期间合理安排调试试验的先后顺序,做好各阶段的移交工作。
7 结束语
几座核电厂工程的建造经验表明,采用科学合理的施工技术和管理方法可以有效地提高建造质量,压缩工期和成本,使建成后的核电厂能够安全、稳定、经济地运行,更加具有竞争力。