AP1000

AP1000（共11篇）

AP1000 篇1

AP1000机型在建造中大量采用了模块化设计及建造技术, 在缩短建造工期的同时, 也给设备采购工作带来了诸多困难和挑战, 使得传统的CPR1000采购模式不能完全适用于AP1000机械模块采购, 目前国内在机械模块采购方面也尚未形成长期有效的采购模式, 因此有必要对AP1000机械模块的特点进行系统研究, 并在此基础上提出新的采购模式。

AP1000模块化简介

AP1000采用模块化设计将核电厂的整体系统结构, 包括它们的支撑和部分土建结构, 根据其组成的特点, 分割成若干可以在工厂中加工制造的模块, 比如设备模块, 管道模块, 结构模块, 土建模块等, 这些模块在工厂完成预制后运抵现场实施安装和调试。

AP1000模块定义

模块是指一个由材料和部件组装而成的组合件。该组合件既可以由结构元件、设备或其他物项 (例如管道、阀门、管件、管线、电缆桥架、钢筋垫、仪表托盘、配电盘、支撑、通风管、进出平台、楼梯与桌椅) 组成, 也可以由结构墙体或楼板, 或者整个房间连同房间内的设备、管道、仪表、托盘和电缆桥架等组成。

AP1000模块分类

在西屋公司AP1000模块化原始设计中, 模块被划分为结构模块和机械模块, 共计178个子模块, 分属反应堆厂房、核辅助厂房、附属厂房和汽轮机厂房 (见表1) 。

AP1000机械模块特点

AP1000机械模块一般由设备、管道、管道支架、泵等组成, 并带有自我支撑钢结构形式。根据其组成内容, 一般可分为设备模块、管道/通用物项模块和服务模块组成, 这三类模块又可细分为KB、KQ、KT、Q、R、W、KU共七类子模块, 共计70个, 各子模块数量分布如表2。

通过对机械模块的分析, 我们认为AP1000机械模块具有如下特点。

机械模块主要布置在反应堆厂房、核岛辅助厂房和汽轮机厂房, 而布置在核岛辅助厂房的模块数量占到了机械模块总量的70%。

设备模块是机械模块中数量最多的模块, 占到了机械模块总量的50%。而布置在核岛辅助厂房的设备模块占到了设备模块总量的71%, 同时这些设备模块又主要集中在三废系统。

设备模块是按系统的整体功能或子功能划分, 并把功能相同的设备以及管道等进行集中布置以形成组合。它不仅包括单体设备, 如泵、热交换器、鼓风机、空气处理单元及过滤器等辅助设备, 阀门、仪表和工艺管道和用于支撑的结构材料, 而且包括模块的工厂化预制。

管道/通用物项模块不含泵、水箱与热交换器等专用设备, 但包括工艺管道、阀门、暖通管道、电缆桥架、仪表管线和用于支撑的结构材料, 以及模块的工厂化预制。

CPR1000采购包特点

CPR1000项目已实现批量化建造, 且设备供应市场竞争充分, 为了提高采购效率、降低采购成本, CPR1000在进行科学合理分类基础上的实现了打包采购。通过分析, 我们认为CPR1000项目采购包划分具有如下特点。

按单体设备划分, 即以一台单体设备为一个采购包。例如:汽轮发电机、柴油机和变压器等。这种划分有利于业主实施集约化采购, 也有利于供应商组织生产。

按设备类型划分, 即把所有同一类型设备划分为一个采购包。例如:换热器、阀门、风机 (包括不同参数及类型) 、水泵和空压机等。

按工艺系统划分, 即将组成该工艺系统的多种类型设备划分为一个采购包, 实行按系统招标、成套采购。这种划分可使该系统权责清晰, 有利于整个系统的成套、调试、运行维护。例如:凝结水精处理系统、固体废物固化线设备等。

以建筑物为界限划分, 为了满足工程进度或施工管理上的要求, 把一个建筑物内的全部设备划分为一个采购包。例如:制氢站和制氯站等。

AP1000模块与CPR1000采购包特点对比分析

从上述对AP1000机械模块和CPR1000采购包的特点可以看出, 两者在采购方式上既有相同点, 也有不同点, 这些因素都客观影响了AP1000机械模块的采购模式。

1.两者相同点

AP1000模块化主要应用在核岛, 因此在非模块化的常规岛和BOP方面, AP1000和CPR1000基本相同, 可以通用CPR1000的采购模式。

AP1000机械模块内, 也有同CPR1000一样具备技术成熟、市场成熟的设备、元器件和材料等, 可以参照CPR1000模式划分采购包实施集约化采购。

2.两者差异点

设备采购

不论CPR1000如何划分采购包, 其采购本质上实行的是单体设备采购;而AP1000实行的是模块采购, 模块中不仅包含单体设备、工艺管道、结构和支撑材料, 而且包括模块厂预制。

材料采购

无论是设备模块还是管道/通用物项模块, 其模块内的材料数量少, 但品种和规格却很多, 如按模块采购, 其材料的采购成本将显著增加;相对来说, CPR1000的大宗材料分类打捆采购方式具有明显的成本优势。

交付方式

CP1000是将单体设备逐一运往工地交付, AP1000则是以模块方式交付。

AP1000机械模块采购模式

在综合分析AP1000机械模块、CPR1000采购特点及差异的基础上, 统筹兼顾采购质量、成本和进度的关系, AP1000机械模块采购可遵循以下原则进行:对于那些必须实施整体采购否则影响系统性能的设备模块, 以及那些由通用材料组成、附加值低的管道模块, 都可采用以模块为单元实施采购;对于那些拆分后既不影响模块整体性能, 又有利于降低采购成本的, 则可以将模块拆分后打包采购;对于普通材料, 由于量少、品种和规格又多, 应尽量打包采购;但对于核级材料, 应单独划包采购以保证质量。在工程采购实践中, 上述采购原则应根据具体情况作相应调整。

1.设备模块

对于整个模块单独为一个子系统的, 若将其中的单体设备单独拿出划入采购包采购, 会对整个系统的性能、调试、安全和稳定运行产生风险, 为了避免这种情况的出现, 应把整个模块作为一个整体进行采购。

对于整个模块可以将单体设备分开采购的, 可分别按设备类型进行打包, 同时考虑到各模块的进度差异, 可以与供应商签订成分阶段供货合同, 如果后续模块有新增采购需求, 可直接以订单形式追加采购。

2.管道/通用物项模块

对于阀门模块可以将阀门按设备类型单独进行打包采购, 同时考虑到各模块的进度差异, 可以与供应商签订成分阶段供货合同, 如果后续模块有新增采购的, 可直接以订单形式追加采购。

对于管道模块, 如果没有核级材料要求, 可直接向模块预制厂采购整个模块;如果有核级材料, 可单独划包采购, 再转交模块预制厂。

3.工艺管线等材料

机械模块都会用到工艺管线, 如果此部分材料没有核级要求, 可直接向模块预制厂采购整个模块;如果涉及核级要求, 可单独划包采购, 再转交模块预制厂。

4.结构材料

机械模块都会用到结构材料, 由于此部分材料没有特殊要求, 可直接向模块预制厂采购整个模块。

5.模块预制

鉴于其重要性, 应高度关注模块预制厂的选择。

结语

AP1000模块化建造核电站具有广阔的发展前景, 随着模块设计和模块供应市场日渐成熟, 机械模块采购将逐步实现从部分模块化采购到全部模块化采购的转变, 本文只是作为机械模块采购模式的探讨, 以指导现阶段AP1000设备采购。

AP1000 篇2

科学有效的建立一套评标因素体系：根据招标设备的技术特点、制造工艺、商务条款等，分解供应商评价的各个要素，建立起一套具备科学性、全面性、通用性、可扩展性的供应商评审指标，该评审方案能够客观、全面的体现供应商功能实现;为了综合评价投标方的商务能力(除价格之外)、技术能力、合同执行能力等方面，需从这几项能力选出最能衡量和评估投标方综合实力的指标;如某招标设备拟从技术能力(包括制造工艺、制造资质、质保体系等)、商务能力(资本效率能力、项目管理能力、售后服务及反馈等)、合同执行能力(设备交货进度、合同支付进度)等三个方面对三家投标单位进行评价，每方面按100 分进行打分。

4 实例分析

4.1 招标物项设计关键参数摘要

某AP1000 核电设备，其技术主要参数及工艺要求如下：设备安全相关参数如下：安全1 级/AP1000 Class A，抗震一类，质保一级，设计寿命：60 年，设计压力： 17.13MPa。

4.2 投标供应商概况介绍

供应商A：具有核安全局颁发的《民用核承压设备制造资格许可证》，具有ASME 颁发的U、U2、N、NPT、NS 等核承压设备制造许可证书，并且所有证书在有效期内。有较强的锻件制造加工能力，有详细的项目组织机构、职责描述，对人员配备和资质有严格要求;在项目质保体系方面，通过项目质保大纲、项目专用质量管理程序、项目专用管理程序等对项目的执行进行程序化管理;通过文件控制，设计控制，采购控制的要求及相关措施对项目执行进行跟踪管理。

供应商B：具有核安全局颁发的《民用核承压设备制造资格许可证》，具有ASME 颁发的N、NPT 等核承压设备制造许可证书，并且所有证书在有效期内。有长期的核电供货业绩，锻件制造加工能力较强。提供了详细的项目组织机构、职责描述，对人员配备和资质有严格要求，且人员素质较高;在项目质保体系方面，通过工程自身开展项目质保工作、用户及第三方监检，确保制造厂的质保大纲处于有效运行的状态;通过文件控制，采购管理的要求及相关措施对项目执行进行管理。

供应商C：具有核安全局颁发的《民用核承压设备制造资格许可证》，具有ASME 颁发的N、NPT 等核承压设备制造许可证书，并且所有证书在有效期内。有同类设备其它核电的供货业绩，但锻件的制造加工需外协，核心技术由该公司技术人员加工处理完成，因此，相对其它厂家，该公司项目管理机构稍显复杂，在项目进度方面可能存在风险。

4.3 运用价值工程采购策略评审投标方案实例

分析结果可以看出，供应商B 由于其制造加工能力强，供货业绩丰富，且报价方案优化，合同执行能力强，故通过价值评审策略，在设备全寿期性价比最高，故成为评审的最优方。而供应商C 由于项目组织管理构成复杂，制造进度风险较大，价值系数得分最低。将价值工程应用于核电设备招评标工作中，最终选择的中标人不是技术最优方，也未必是报价最低方，而是性价比最高方即“价值”最大的供应商，这个评审结论是综合了经济性能和技术性能权衡后的最优选择对象。

5 结束语

AP1000 篇3

关键词：Ovation；备份数据；恢复存储；介质备份策略；AP1000项目

中图分类号：TL362 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0114-03

三门核电采用AP1000技术，安全系统采用CommonQ控制平台，非安全系统采用Ovation平台。Ovation平台的良好运行，对整个电厂的监视、控制有着至关重要的作用，因此，为了保证在Ovation系统严重故障情况下的可恢复性以及系统数据安全的保护，有必要对Ovation的数据、配置、程序等进行备份。

本文首先分类介绍了Ovation备份的内容，并简要阐述了为什么需要对这些内容进行备份。然后对Ovation备份的软件进行了简单介绍，对常用的备份介质特点进行了分析并对比优劣。通过对比田湾TXP系统备份方式、常规电站Ovation备份方式，讨论选取了适合三门核电备份的方式。

1 备份内容

Ovation中的备份可分为以下几类：数据备份、程序备份、配置信息备份。

数据包括点信息、历史数据、控制逻辑、流程图等。通常大多电厂都会对这些内容进行备份，例如使用西门子TXP作为非安全控制系统的田湾核电、使用Ovation作为控制系统的玉环火电和嘉兴火电，均考虑了对上述数据的备份，但是对于另一类特殊的数据：病毒库，却很少有电厂进行备份，主要原因在于病毒库的更新是需要联网的，而鉴于电厂控制系统与互联网隔离的要求，病毒库无法联网更新，再加上控制系统与网络隔离以及工作站服务器上USB口的禁用限制，这就导致各电厂对病毒库备份需求的弱化，因为无更新，即使遇到系统故障，使用最原始的安装盘导入病毒库即可，无需定期备份。

程序主要指Ovation中的各种应用程序以及操作系统的备份。这部分的备份主要是考虑到电脑中毒或人员误操作删除了程序，如果备份了，不需要重装程序或系统，可以尽快恢复系统，减少失去部分电厂监视的时间。

另外，配置信息也可以作为备份的内容，包括数据库配置信息、网络配置信息等。通常配置信息都是有文件记录的，且较少变更，一般也可不备份，但是考虑到配置信息的复杂性，当人员误操作修改或删除了某些配置参数时，从众多配置信息中查找错误或丢失的配置参数往往比较困难，如果使用备份过的配置信息恢复，则相对简单得多，因此推荐每次修改配置前后对配置信息进行备份。

2 备份工具

备份的工具包括备份所用到的介质以及进行备份操作所必要的软件。

2.1 备份介质

按照设备所用存储介质的不同，主要分为下面三种

形式：

2.1.1 硬盘介质。硬盘存储适合容量小但所备份的数据需实时读取的系统。这种备份方式的优点在于备份与恢复的速度较快，缺点在于磁盘须定期整理磁盘文件系统，同时需定期给磁盘上电，以免消磁丢失数据。

2.1.2 光学介质。光学存储介质的特点是存储时间长、便于携带、相对经济。缺点是访问速度慢、容量小。所以，光学介质的存储更适合于数据的永久性归档和小容量数据的备份。

2.1.3 磁带存储介质。磁带存储方式的优点在于成本低、容易扩展；缺点在于读写速度慢，介质需防潮、

防水。

2.2 备份用到的软件

因为本文的目的是探讨三门项目的备份，因此只对三门采用的Ovation控制平台备份相关软件进行简单介绍。其它控制系统的备份软件，使用的方式是类似的，这里不再赘述。

Ovation的组态工具是Developer Studio，安装后可从桌面直接进入。Ovation Developer Studio工具主要的功能是组态，包括权限设置、点的建立、图形组态、逻辑图组态等，逻辑组态、流程图、配置信息文件的备份，都要使用该工具进行。

Ovptexport.exe，该工具仅在数据库服务器上安装，因此使用该工具需在数据库服务器上进行，其位于Ovation Base目录下。该工具保存数据库配置和点信息，保存格式为ASCII文件，但不保存数据库结构。

3 Ovation备份方法简介

3.1 备份基本方法

3.1.1 点备份。点备份方法是利用Ovation自带的Ovptexport.exe工具自动生成点信息文本文件的。

3.1.2 逻辑图的备份和恢复。方式有两种，从菜单栏的operation进入或drop上右键点击contro loptions都有提示备份和恢复的选项，按照选项操作即可。

3.1.3 流程图的备份。在Graphics上，右键点击Export，可根据需要保存GB图、宏图、Graphics支持文件。

3.1.4 历史数据备份。Ovation中的历史数据，是按照预定义的周期，记录从就地测量仪表中获得的各过程信号的数据，该数据可用于对历史趋势查看、对设备运行情况分析等。

历史数据的备份比较简单，一般来说，Ovation的历史数据库可以保存大约一年的数据，数据存放在磁盘阵列中，一旦存满，新的数据会自动覆盖早期的数据，因此，借助历史数据库，只能查看一年之内的数据。

如果要查看更久的数据，则必须将历史数据备份。历史数据服务器中存储的数据，是以文件的格式存储的，可以手动设定存储的周期，存储的周期以及系统的点数量，决定了每个文件的大小。而这些文件，可以设定在历史服务器存满的情况下，自动刻盘以导出较早的历史数据（华能玉环电厂Ovation系统备份采用方式）。另外，也可以指定历史数据文件的存储路径，且可设定设备刻盘的路径，这样一来，不用担心数据溢出丢失。

3.2 备份策略

3.2.1 完全备份。完全备份是指对整个服务器系统进行备份，包括服务器操作系统和应用程序生成的数据。优点在于备份的数据最全面、最完整。恢复快，当发生数据丢失的灾难时，只要用一盘磁带就可以恢复全部的数据。同样的，缺点就是数据量非常大，占用备份的空间比较大，备份时间长。

3.2.2 增量备份。增量备份指每次备份的数据只是相当于上一次备份后增加和修改过的数据。优点在于备份速度快，没有重复的备份数据，节省磁带空间的同时缩短了备份时间。缺点就是恢复时间较长。

3.2.3 差量备份。差量备份就是每次备份的数据是相对于上一次全备份之后新增加和修改过的数据。管理员先在某个时间点进行一次系统完全备份，然后在下一个完全备份前，将所有与这个时间点不同的数据备份，该方法相对综合了完全备份方式和增量备份方式的优点，可靠

性高。

3.3 备份在电厂中的应用

3.3.1 田湾核电TXP平台备份。在田湾核电，主要采用了两种备份介质，硬盘和磁带。硬盘的作用是备份系统，田湾采取工作站/服务器整体镜像备份的方式，这种方式的好处是硬盘故障后，直接更换备份的硬盘，系统恢复快捷；磁带主要用于历史数据的备份，另外，田湾核电还有一台数据接口机，专门用于使用USB存储设备将数据导出分析。当前田湾核电已经开发了信息管理系统，可以将历史数据从控制层导出到非控制层，使用磁盘阵列存储这些数据。

3.3.2 玉环火电Ovation备份。玉环火电的备份策略代表了大多使用Ovation控制系统的电厂备份方式，如嘉兴火电、大唐托克托电厂等，策略相对比较简单。玉环电厂的Ovation备份使用了两种设备：光盘和磁盘阵列。历史数据采用磁盘阵列保存，但是只能保存一年的数据，数据存满了会自动覆盖较早保存的数据，也就是说，磁盘阵列只能备份最近一年产生的历史数据，溢出的数据使用光盘备份。另外，软件更新后或系统大量组态后，会使用光盘进行备份系统和程序。

4 三门核电Ovation备份策略建议

考虑到增量备份恢复过程中，只要发生某一次增量的恢复失败，会导致整个恢复的失败，而所有备份都采用全备份方式，又比较耗时，因此三门核电的备份建议采取差量备份方式，为了应对系统崩溃情况下的快速恢复，可通过适当缩短备份周期来弥补。

4.1 备份内容及对应的介质

基于以上对于备份内容、存储介质的分析对比，三门项目备份的备份内容和对应介质建议如下：

4.1.1 点组态信息的备份。点组态信息空间占用小，使用光盘备份文本文件即可，且可以保存较长时间。另外如果要组态的点较多，可以按照本文的方法制作点组态代码文本备份文件，组态时直接导入即可，节省停机检修

时间。

4.1.2 控制逻辑、流程图、配置文件。考虑光盘容积限制，可以将这些内容在不同的光盘上备份。

4.1.3 病毒库的备份。三门项目的病毒库建议进行备份，虽然控制层与非控制层有隔离措施，但是病毒的引入也可能从控制层直接引入，这要求病毒库定期更新，病毒库更新后可以使用光盘进行备份，而且仅备份防病毒服务器中的病毒库即可，工作量并不大。

4.1.4 历史数据的备份。历史数据备份价值的最大化是实现历史数据的二次开发利用，要实现该功能，建议开发电厂信息管理系统，将历史数据导出到非控制层数据库，并采用能保存5年以上历史数据的磁盘阵列。另一方面，控制层同时也对历史数据采用磁带机进行保存。

4.1.5 程序、操作系统的备份。建议参照田湾核电备份方式，采用硬盘镜像方式，因为硬盘可以再利用，下一次备份只需要重新镜像一次即可，不需要再次购买硬盘。操作系统的备份建议覆盖所有的服务器和工作站。EDS的6个客户端因为仅有查看功能，可以不用备份，仅备份EDS服务器即可。硬盘每年通电一次防止消磁，同时做一次磁盘清理维护。

4.2 备份的周期建议

4.2.1 非周期性备份。组态修改、软件或病毒库升级前后：将当前内容进行临时备份，修改、升级完成后若验证正确，则将临时备份删除，同时备份新的组态、软件或病毒库。

4.2.2 周期性备份。每个大修周期，利用停机检修的机会进行组态信息、控制逻辑、流程图、配置文件的全备份。另外对于各服务器、工作站的操作系统镜像备份也在大修期间进行。

5 结语

三门核电采用AP1000技术，该技术对系统的安全考虑十分周全的，对于数据的安全，也需要特别重视，虽然机组尚未投运，当目前对于DDS系统（数据显示和处理系统）的预防性维修已考虑了数据的备份工作。每个大修周期，都会对所有工作站、服务器进行系统的备份，并且对数据库服务器、历史服务器、防病毒服务器进行了数据的备份，另外，对于每次软件、病毒库升级之后，也会进行系统及数据的备份，以保证重大故障情况下，数据、系统的可恢复性。

参考文献

[1] 顾军，缪亚民，范福平，等.AP1000核电厂系统与设备（第一版）[M].北京：原子能出版社，2010：465-474.

[2] 静铁岩.热工控制系统运行维护手册（Ovation控制系统）（第一版）[M].北京：中国电力出版社，2008：224-231.

[3] 李文君.数据中心存储备份系统设计方案[D].吉林大学，2011.

[4] 吕孟婕.实时数据流集群处理系统可靠备份方案的研究与实现[D].电子科技大学，2012.

[5] 杜英豪.分布式数据库备份系统的研究与实现[D].吉林大学，2010.

[6] 赵磊.数据备份恢复工具的设计与实现[D].北京邮电大学，2010.

[7] 郑胜利.容灾备份系统中备份服务器及系统安全机制的研究与实现[D].华中科技大学，2011.

作者简介：汤亮（1986—），男，湖北武汉人，中核集团三门核电有限公司助理工程师，研究方向：计算机科学与计术。

AP1000主系统先进性分析 篇4

一、主系统及其主要特点

AP1000一回路主系统保留了现役传统压水堆的大部分设计特点，并对其进行了若干改进以提升系统的安全性和便于维修。主系统有2条分别包括1条热段和2条冷段的热传输回路(如图1所示)、1台蒸汽发生器及与之直接相连的2台主泵，取消了原先泵与蒸汽发生器之间连接的主管道。并对主系统的支承结构进行了简化，减少了核电厂在役期间的维修量，并使得维修更加方便，减少了工作人员辐照时间。反应堆冷却剂系统(RCS)提供阻止反应堆产生的放射性泄漏的屏障，保证核电厂在整个运行周期内能够保持高度的安全性和完整性。

二、主系统部件及主要改进点

1. 反应堆冷却剂泵

AP1000反应堆主泵是基于AP600的主泵设计改进的，采用了目前常用于核潜艇和核动力航母的屏蔽泵，改进后的主泵增加了飞轮，使失电后惰转时间更长。主泵的电机频率为60Hz，其目的在于增加主泵20%的转速，更大限度减小了主泵电机尺寸和重量。变频器降低了冷却剂冷态工况时对电机功率的要求，变频器可使主泵转速降低50%，这是主泵在低压低速运行的原因之一。每台蒸汽发生器下封头直接连接2台组泵，这样的布局可以取消掉蒸汽发生器到主泵之间的过渡段管道，减少了环路的流阻。简化了蒸汽发生器、主泵和管道的基座和支承。由于反应堆冷却剂泵取消了轴密封，消除了因密封失效而导致失水事故的可能性，提高了系统安全性，也减少了主泵的维修工作。由于采用屏蔽泵，取消了化容系统连续轴封注水要求，为化容系统的间断运行创造了条件。

2. 稳压器

AP1000稳压器基于成熟技术的传统设计。稳压器容积较同功率压水堆核电厂容积增加40%，增加至59.5m3，容积的增大使得稳压器增加了正常瞬态运行时的余量，使得化容系统的容控箱可以取消，不需要化容系统补水泵的连续运行，使核电厂能够更加可靠、安全地运行;AP1000稳压器波动管采用螺旋上升弯管代替原来传统压水堆核电的直管段加弯头的设计，避免水平管段，减小了由于正负波动产生温度变化所引起热疲劳损伤;波动管到热段管道有连续坡度，防止管道中积聚污水。

3. 蒸汽发生器

AP1000核电厂采用了2台典型的△-125蒸汽发生器。这种蒸汽发生器设计的可靠性是基于成熟的设计和一系列的设计改进。设计改进项包括：三角形节距扩孔管支撑板上采用690合金热处理传热管，由于690合金的总抗腐蚀性、抗一次侧水应力腐蚀裂纹和低的一次侧泄漏率，预期可减少一次侧放射性水平，传热管数量及传热面积分别增加至10025根、11477㎡，，管板上管子全深度液压膨胀，启动给水管入口不进入主给水环管，而单独设置喷头向蒸汽发生器供水，以防止发生水锤。改进了防震条工艺，一、二级汽水分离再热器升级改造，改进了维修设施，一次侧封头的设计更加便于检修工具的进出和维护保养。

4. 反应堆冷却剂主管道

每条环路由1根内径为787.4mm的热段管道(连接反应堆压力容器与蒸汽发生器)，2根内径为558.8mm的冷段管道(连接反应堆压力容器与反应堆主冷却剂泵)，热段和冷段流速分别增加至23m/s、20m/s。主管道采用一次锻造技术，管道整体无焊口，从而减少了系统运行阻力，使得系统的安全性得到大幅度的提升。热管是直管带带一段弯头，冷管段各带有一个大半径的弯管，可自补偿系统的冷热态的位移。

5. 设置压力容器直接注入管（DVI)

AP1000在反应堆压力容器与热管段垂直两侧设置压力容器直接注入管(DVI)，从而减少主管段上接口，比如：安注箱注入管、堆芯补水箱注入管、换料水箱注入管、正常余热排出系统注入管均连接到压力容器直接注入管(DVI)。减少主管段接口，便于主管段的加工制造、在役检查和维护。

6. 设置了自动泄压系统（ADS)

AP1000设置了自动泄压系统(ADS)，稳压器顶部安装有2组自动泄压阀系统，每组各有1、2、3级自动泄压阀，每个阀前又各设一个隔离阀。1、2和3级自动降压阀为直流电驱动的球阀。2组4级自动泄压阀分别与主管道的热管段相连接，4级自动降压阀由2台并联的爆破阀组成。第1级自动降压阀开启后，RCS系统压力下降至8.3MPa，第2、3级自动降压阀开启后，RCS系统压力下降至0.69MPa，加速堆芯补水箱(CMT)，的注入，第4级自动降压阀(爆破阀)开启后，RCS系统压力下降至0.09MPa，为了使换料水箱能够对RCS系统进行注入。

三、结论

AP1000主系统布置在吸纳了传统压水堆核电站运行多年的经验，经过重新设计改进后使得AP1000核电厂的系统结构大幅度简化，安全性能大幅度提高。反应堆冷却剂泵由于采用屏蔽泵的设计，使得泵体结构缩小，重量更轻，能够直接安装在每台蒸汽发生器的下封头上，使得主泵与蒸汽发生器能够利用同一个支承结构，大大简化了支承系统，为泵和蒸汽发生器的维护和检修提供了更大的作业空间，使得维护和检修更加方便，减少了工作人员由于维护和检修所受到辐照的时间，更加满足了ALARA原则。主泵吸水管口与蒸汽发生器的直接连接，避免了主管道的交叉跨接，减少了在小破口失水事故时期环路密封排汽所造成的堆芯裸露可能性。增大稳压器容积，可以取消化容系统容控箱，为化容系统的间断运行创造了条件。自动降压阀的设置取消了对快动作电动泄压阀的需要。

反应堆主系统这种简化紧凑的布局还具有以下优点：主管道简化、尽量短小，更加容易整体锻造。2个环路的2段冷段管道完全相同，且均带有弯管，弯管能够提供一条低阻力流道，可随热段管道的膨胀和收缩进行灵活调整，降低了不停堆检查的要求，使得系统更加满足先漏后破(LBB)的要求。使设计大为简化，进一步提高可维修性。简化后的主系统环路构造还大幅度减少了防甩动装置、减震器和支承的需求。

参考文献

[1]林诚格.《非能动安全先进核电厂AP1000》,原子能出版社.

AP1000 篇5

引言

AP1000是美国西屋公司在AP600的基础上开发的第三代先进核电技术，与传统成熟的压水堆核电技术相比，最大的优点是其安全系统采用了“非能动”技术，我国已把积极发展核电作为能源战略的重要组成部分并纳入了国家中长期发展规划 目前国内已有 5 大核电重型容器制造基地，可以承担蒸发器、压力容器、稳压器三大件重型产品的制造 但是作为一个投资巨大的核电重型容器制造基地，在基本建设完成后，将面临着如何针对市场订单情况，确定工艺布局和组织生产的问题 本文以制造工艺最复杂的蒸发器为例，对此问题进行分析和总结。

一、AP1000主要特点

（一）AP1000最大的特点就是设计简练，易于操作，而且充分利用了诸多“非能动的安全体系”，比如重力理论、自然循环、聚合反应等，比传统的压水堆安全体系要简单有效得多。

（二）进一步提高了核电站的安全性，同时也能显著降低核电机组建设以及长期运营的成本。

（三）AP1000在建设过程中，可利用模块化技术，多头并进实施建设，极大地缩短了核电机组建设工期。AP1000从开工建设到加载原料开始发电，最快只需要72个月，建设成本方面的节约优势明显。

二、蒸发器及其生产工艺特点

（一）蒸发器。AP1000采用两个Delta125型蒸发器，是给水式蒸发器。该蒸发器以标准的西屋F-堆型技术为基础。Delta125型蒸发器的设计包含了一些设计上的改进，比如：采用耐腐蚀的690合金传热管和其它部件；采用不锈钢梅花孔传热管支撑板；带有过滤、除气和防水锤外型的给水分配系统；以及纯度最小为99.75%的气水分离器。这些措施使蒸发器的设计可以满足AP1000性能、维护和长期使用可靠性的要求。

（二）产品特点。蒸发器是核岛一回路系统的关键设备，承担堆芯冷却剂和蒸汽的换热，并将高压蒸汽输出的功用。其制造工艺复杂，质量控制和过程控制严格，属于核安全一级和核质保一级设备在一定程度上，代表了核岛承压设备制造能力的最高水平压水堆核电机组包括 CPR1000 AP1000 EPR三种堆型其中，第三代AP1000蒸发器最大单台蒸发器主要规格最大直径5334mm，总长22460mm，总重664t，1套机组含 2台蒸发器在部件组成上，蒸发器由上部筒体组件、汽水分离组件、下部筒体组件、管束组件、管板水室封头等组件构成。

（三）生产工艺特点。归纳起来，蒸发器的制造有如下几个突出的工艺特点，也是蒸发器制造与一般重型容器制造的主要区别之处：

1、产品制造周期长、产品规格相近，蒸发器的制造周期很长，通常在28-40个月，而一般重型容器的制造周期为6-12个月。长周期，一方面是由于产品自身的工艺环节多，另一方面在于蒸发器的制造环节和质量控制环节要求都很高，不同核电机组蒸发器的规格和生产工艺基本相同。例如AP1000蒸发器的总长度一般在22-23m。其他各个组件的外形和重量也基本相似。因此通常将规格相近 工序相同的工件，设置在一个功能分区内进行制造

上述两个特点，决定了蒸发器生产的专业性 即对于重型容器而言，在一台产品制造完成后，可立即编制另一台不同规格产品的生产计划 而对于蒸发器的制造，往往在交货期的前三年就需要根据纲领或订单情况制定相应的生产计划，并且落实产品生产的工艺布局。

2、工艺布局紧凑，工件布置明确 生产核电重型容器的厂房起重能力大，重型车间的起重机能力在700t左右。车间地坪荷载高，较大的地坪承载可达120t/ m2可见蒸发器生产厂房的单位面积造价很高 因此，在设计和生产时，都必须提高车间的场地利用率，尤其是重型车间。与此相应，在设计和生产时的工艺布局，也必须紧凑 而紧凑的工艺布局，意味着生产工位的调整灵活性小

蒸发器原材料多为半精加工锻件，从原材料投料开始到包装发运，一直以部件、组件以及成品的状态，停留在生产车间，处于生产加工或准备状态。据统计，一座年产 18 台的核电蒸发器的厂房，在生产高峰期，车间内布置的生产工件有80多件。其中，小型组件净质量约50t，大型组件净质量在500～664t。而在厂房设计时，这些组件已经按照对应的区域进行布置，国内某大型核电制造企业，其车间地坪荷载规格（t/m2）分别为5，10，33，35，40，75，83.3，115，122.5这些不同荷载区域，对应着不同的生产功能。因此，这些工件受地坪荷载 起重能力 工艺流程 设备配置等因素的限制，不能随意放置。

由上述蒸发器生产的工艺特点，可见蒸发器的生产组织非常复杂。

三、蒸发器的的生产组织

对于蒸发器的生产组织，本文总结并建议如下：

（一）确定生产高峰。在进行生产组织时，各个时段的生产负荷处于不断变化的状态，不可能做到实时进行调整。因此，必须以最大生产负荷为依据，制定生产计划，这样便可以满足各个时段的生产要求。

（二）确定至少一个制造周期内的生产任务。根据生产纲领及订单交货情况，确定每年需要产出的产品数量。例如，在年需交货4台，在2014年需交货6台，在2015年需交貨台。在2016年需交货6台。那么最大生产负荷即为6台，且在2011年就需要进行投料生产（制造周期按3年）。

（三）确定控制生产节拍的关键工序及设备。在按照生产工艺流程组织生产时，还需落实各个生产工序的生产工时。不同的组件，在进行焊接、堆焊、立车加工、深孔钻加工、管系制造等工序时，所占用的时间不同。例如，完成一条环缝的焊接约需一个星期的时间（含辅助时间），而完成一块管板的钻孔需4个月时间（指 AP1000机组蒸发器）。由于管板深孔钻床投资很大，且属于固定设备，无法进行临时调节，因此管板深孔钻就成为控制生产节拍的关键工序。按照经验，蒸发器制造控制节拍的关键工序和装备，为管板深孔钻工序和清洁室管系制造工序，分别为4个月和6个月（指 AP1000 机组蒸发器）。

AP1000 篇6

1.1 热导率高。

常温下纯铜的导热系数比碳钢的大八倍, 焊接过程中电弧的热量被迅速传导出去, 使纯铜焊件局部难以熔化, 导致母材金属难以与焊缝金属充分熔合, 从而产生未焊透或未熔合等焊接缺陷。因此, 焊接纯铜时必需利用大量的热源进行预热。但大量的热源会造成母材焊接变形更加严重, 所以要采取相应的防变形措施 (如利用夹具) 。

1.2 焊缝热裂倾向大。

纯铜的线膨胀系数比碳钢大15%左右, 收缩率比碳钢大一倍左右, 当焊缝层间温度相差较大时, 极易产生热裂纹, 故焊接时要保持稳定的层间温度。焊前必须彻底清理焊接材料和母材金属的表面, 减少有害杂质的来源, 并在焊接过程中利用硼砂等对熔池进行脱氧处理, 加强对熔池的保护。

1.3 焊缝易产生气孔。

纯铜焊接时, 易在焊缝中产生气孔。因为铜的导热系数比较高, 纯铜在液态转变成固态过程中, 焊缝熔池快速冷却并凝固, 液态时溶解的大量氢、氧、二氧化碳等气体来不及从熔池中逸出, 结晶时就在焊缝中心或熔合线上形成气孔。所以, 为避免气孔的产生, 应选用含有强脱氧剂的填充材料 (如含有磷和硅作为脱氧剂的S201焊丝) , 并采取预热措施。

2 纯铜焊接工艺的选择

2.1 焊接方法的选择。

纯铜最常用的焊接方法有手工钨极氩弧焊、碳弧焊、埋弧焊等几种。但手工钨极氩弧焊焊接时热量集中, 焊接热影响区窄, 焊件变形小, 氩气对熔池的保护效果好, 熔池易控制, 焊缝成形美观, 特别适合中薄件的焊接。AP1000核电机组铜母线厚度为10mm, 故选用手工钨极氩弧焊工工艺较为适合。

2.2 焊接材料及机具的选择。

选用的焊丝应符合国家标准GB/T 9460-2008《铜及铜合金焊丝》中的规定及要求。焊缝焊后的抗拉强度、耐蚀性能、塑性等应高于母材的下限标准值 (退火状态) , 焊接性能良好, 导电性能良好且满足加工和使用要求。故纯铜焊接时, 添加熔剂易选择CJ301材料, 焊接材料易选用纯铜焊丝 (HS201) , 焊接材料必须经过报审合格后方可领入现场使用。电焊机推荐选择WSME-500逆变式交直流脉冲焊机。

2.3 预热方法的选择。

由于纯铜的导热系数很强, 为改善结晶条件, 降低焊缝冷却速度, 保证焊接质量, 焊接前必需对母材进行预热。利用电加热和利用火焰加热是预热常用的两种方法。但使用火焰加热时易造成母材损伤、温度不均匀、热量流失快等缺点, 不易控制焊接质量。但电加热时, 通过温度传感器, 设备对预热温度自动进行精确控制, 可有效保持恒定的预热温度, 热量不会流失, 易于控制焊接质量。故纯铜焊接时, 选择电加热工艺进行预热为宜。

2.4 焊接工艺参数的选择。

母线焊接的规范参数严格执行焊接工艺卡的规定, 焊接前将无水酒精与熔剂CJ301混合在一起调成糊状, 在焊丝表面和母材坡口均匀涂敷, 预热温度加热到规定的温度后及时焊接。焊接工艺参数详见表1。

3 纯铜焊接要点

3.1 焊前准备。

坡口的尺寸、清洁度和表面形状应符合图纸、规范或工艺文件的要求。采用冷加工等机械方法进行坡口制备, 坡口上不应有分层、折叠、裂纹、撕裂等缺陷。坡口及其两侧30-50mm宽度的金属表面焊前应清除氧化膜 (可用φ0.15-0.2mm不锈钢丝刷或金属磨头) , 用无水酒精或丙酮 (沾丙酮的白布应干净, 不要使用棉布或棉纱, 以避免擦拭时带出毛绒) 等有机溶剂清洗去除油脂、水分与其他污染物。应保持母材焊件、焊丝的干燥和清洁, 清理干净后不能用手或其它杂物接触焊接部位, 避免焊件二次污染, 否则应重新进行清理。局部污染可局部重新清理, 最好用白纸覆盖在已清理过的坡口两侧。如铜母线清理后不能及时施焊, 超过4小时后, 应重新按要求清理后再焊接。母线的组对严格按照DL/T 754-2013《母线焊接技术规程》和相关设计文件中的规定及要求进行。

3.2 焊缝组对。

铜母线焊接前组对应严格按照DL/T 754-2013《母线焊接技术规程》和相关设计文件中的规定及要求进行。为防止焊接变形, 需要利用自制夹具将铜板和铜垫块压紧, 保持紧密接触, 保证对口尺寸要求。

3.3 焊接前预热措施。

选择电加热方式对纯铜进行预热, 预热温度控制在300-450℃。为提高预热工作效率和改善焊工工作条件, 可以自行设计制作专用的铜排预热夹具, 即:在自制的预热夹具内先装上保温棉, 然后加装与夹具盒匹配的加热片, 两个盒子一组, 一个焊接接头需要两组, 接头两侧各一组来给铜母线加热, 确保了整个焊接过程预热温度的稳定, 在保证预热温度准确性的同时, 可以大大提高劳动生产率。

3.4 焊接操作要领。

现场装配时, 铜垫块要超出母线导体两端5-10mm, 一端超出的垫块长度可适当长些。焊接时应在垫板上引弧, 待温度达到工艺要求的温度 (300-450℃) , 电弧过渡到铜母线坡口内后正常焊接。焊接过程中应注意观察母材熔池颜色及状态, 及时添加焊丝, 均匀移动焊枪, 防止过热导致熔池下挂, 形成缺陷。焊枪与焊件保持近似90°的夹角, 便于令热源集中及方便填加焊丝。焊丝与焊件间保持20-30°的夹角, 操作时保持稳定的电弧长度 (一般3-5mm) , 焊枪左右摆动均匀, 向前运弧速度恒定。收弧时, 应适当增加高频衰减的时间, 并适当填充焊丝, 使接头处饱满后, 再进行衰减收弧。焊接过程中要保持稳定的层间温度, 且应高于预热温度。每层施焊完毕, 并进行层间清理干净后, 应继续在焊缝及坡口边缘均匀涂抹CJ301糊状熔剂, 达到增加熔池铁水流动性、有效清除各种氧化物、提高焊接质量目的。焊接完成后, 接头自然冷却至常温前, 应避免震动或受力, 然后拆除保温装置和固定夹具。焊后可对焊接接头进行轻轻锤击, 以改善焊缝性能, 消除残余应力, 防止变形。

4 焊接质量检查

焊接接头数量总数为1341只, 所有焊缝经外观检查、验收评定、报验合格后, 进行渗透和射线无损检验。渗透检验达到JB/T4730.5的Ⅱ级, 检验比例100%, 合格率100%;射线检验达到JB/T4730.2的Ⅲ级 (也可参照L/T 754-2013《母线焊接技术规程》执行) , 检验比例符合设计要求, 无损探伤合格率99.2%;焊接结束后, 按规程GBJ149-1990的要求, 采用双臂电桥法进行电阻率测试, 测定的最大电阻率为0.014Ωmm2/m, 测定结果完全符合要求。

5 结束语

通过对结构自身特点、纯铜的焊接性分析及工艺试验, 确定了合理的焊接方法、焊接顺序、焊接工艺、焊接参数, 制作了专用对口夹具、预热夹具, 提高了焊接质量, 降低了机组非正常停机的概率, 确保了机组长期的安全稳定运行, 达到了减少能源浪费、降低经济损失的目的。同时, 铜母线焊口一次探伤合格率的提升, 不仅减少了返修焊口的数量, 提高了施工人员、机械的劳动效率, 节约了工程项目的施工成本, 还加快了工程项目的施工进度, 对于今后纯铜焊接施工提供了有力的技术保障。

参考文献

[1]YS 5426-2014.铜母线焊接施工及验收规范[S].北京:中国标准出版社, 2014.

[2]DL/T 679-2012.焊工技术考核规程[S].北京:中国电力出版, 2012.

[3]DL/T754-2013.母线焊接技术规程[S].北京:中国电力出版, 2013.

AP1000 篇7

汽轮机动、静部件之间的通流间隙对机组运行影响很大。如果间隙过小, 有可能导致动静部分相碰、摩擦, 造成汽封齿磨损, 机组工作效率降低, 严重时导致机组事故停机;如果间隙过大, 就可能造成严重漏汽, 降低蒸汽利用效率。因此, 汽轮机通流间隙的控制和测量对电厂的安全和经济运行有非常重要的意义, 无论是制造、安装和检修环节, 都应得到充分的重视。本文对AP1000汽轮机通流间隙的控制原则和测量方法进行简要介绍。

1 AP1000汽轮机的结构特点

三门核电一期工程采用引进美国西屋公司开发的第三代核电技术AP1000, 汽轮机是由日本三菱重工设计、哈尔滨电气设备集团和三菱重工联合供货的1 000MW级半速汽轮机组, 采用1个高压缸、3个低压缸的串联布置, 具有高可靠性、高出力、高效率和高使用寿命 (60 a) 的优点。

三门核电一期工程AP1000汽轮机高压缸为单层缸结构, 以4块猫爪支撑在轴承箱上, 汽缸在水平结合面处分开, 形成上半缸和下半缸, 通流部分为双流对称分布。低压缸为改良的双层缸结构, 采用内缸落地技术, 转子及内、外缸分别支撑在基座上, 内、外缸变形不发生相互传递, 外缸和轴系互不关联。轴封直接由位于基座上的轴承箱支撑, 也避免了转子和轴封之间的摩擦, 低压外缸的变形由安装在外缸和轴承箱之间的波纹节吸收, 变形不会传送到轴承箱[1]。

与常规火电机组相比, AP1000汽轮机低压缸的重量和尺寸大大增加, 缸体变形量也大大增加, 对低压缸通流间隙的准确测量和控制有一定的影响。因而, 需采用特殊工艺, 消除缸体变形对通流间隙测量的影响, 实现通流间隙的准确测量和控制。

2 制造阶段的间隙控制及测量

2.1 通流间隙控制原则

汽轮机制造阶段的通流间隙控制, 主要是制造过程中对影响汽轮机通流间隙的动、静部件的加工精度控制, 及工厂总装阶段对通流间隙配套件的加工配置。

保证汽轮机动、静部件的加工精度是确保汽轮机通流间隙满足设计要求的基本前提。在此基础上, 工厂总装则主要是加工配置影响缸体与各级静叶相对位置的配套件, 确定缸体与各级静叶的相对位置, 使缸体与各级静叶形成“整体静叶”, 并对“整体静叶”与转子之间的间隙进行测量复核, 确保动、静叶之间间隙满足设计要求, 即产品制造时的间隙满足设计要求。对于已参与过工厂总装的“整体静叶”, 现场安装阶段无需再进行相对位置调整。

2.2 通流间隙测量

AP1000汽轮机首套低压缸在秦皇岛哈电重装基地进行总装, 采用目前世界上较为先进的TCCS测量技术 (即Turbine Clearance Control System) , 该技术是使用激光跟踪仪测出转子 (包含已装配的各级动叶, 下同) 的外形尺寸数据, 并在无转子合缸状态下测量汽轮机各级静叶的外形及位置尺寸数据, 通过计算比对得出通流间隙数据。该套TCCS测量系统由激光跟踪仪、导轨、小车、传动装置、靶球固定工装及配套的测量靶球、控制台等构成, 其测量精度理论上可达到0.002 mm。

TCCS测量包括轴向和径向两部分, 由于轴向通流间隙的设计值范围比较大, 部件的加工及安装精度一般能保障轴向通流间隙值满足设计要求, 无需进行任何调整, 总装时重点需对径向间隙进行测量和控制。以低压缸的隔板为例, 测量前在隔板汽封齿和围带汽封齿上通过靶球固定工装安装靶球, 上、下、左、右共8个测点, 然后通过导轨架在轴线相对中心位置的激光跟踪仪对这8个测点分别进行激光精确定位测量, 所得数据通过坐标转换计算后得出各测点距低压缸理论轴线中心的距离, 通过计算比对该处转子的外径尺寸, 并考虑转子冷态安装状态下的挠度及偏心量, 最终得出该级隔板8个测点动静部件间的径向通流间隙。其中转子及轮盘的外径尺寸信息在转子装配时已完成了测量, 数据可直接用于径向通流间隙的计算。根据计算得出的间隙值确定影响缸体与静叶相对位置的配套件的加工方案, 在配套件加工并装配后再次进行TCCS复测, 直至最终间隙值满足设计要求。

用于缸体与静叶相对位置调整的配套件包括:

a) 偏心销。用于调整左右通流间隙;

b) 支撑垫块。用于调整上下通流间隙;

c) 汽封齿。辅助偏心销和支撑垫块对通流间隙进行微调。

3 安装阶段的通流间隙控制及测量

3.1 通流间隙控制原则

由于低压内缸与各级静叶在工厂阶段已进行TCCS测量, 固定了其相对位置, 形成了“整体静叶”, 现场安装时只需通过调整内缸支撑猫爪的垫片厚度进行内缸竖直位置定位, 通过调整内缸与外缸之间的滑销垫片厚度进行水平位置定位, 即可完成“整体静叶”与转子的找中定位, 此时, 缸内通流间隙满足设计要求, 即完成了安装阶段的缸内通流间隙控制;另外, 对未参与工厂总装的缸外端部汽封间隙在安装时进行调整、测量和控制, 确保所有通流间隙均满足设计要求。

由于工厂总装是合缸情况下模拟正常运行状态进行间隙测量, 而现场检修阶段只能在半缸状态下采用传统的斜尺和压铅丝进行间隙测量, 半缸状态下低压内缸有较大变形量, 因而两种状态下测量出的通流间隙数据将会有较大差异, 如果按此修磨、加工汽封圈, 将导致机组在运行时通流间隙不符合设计要求[2]。考虑到检修阶段与安装阶段的条件相似, 因而需在安装阶段对通流间隙数据进行测量和记录, 作为检修时的参考。

3.2 通流间隙测量

由于轴向通流间隙及其允许偏差值较大, 变形量的存在对轴向通流间隙影响较小, 其间隙值可采用常规塞块和楔形尺测量, 在此不再赘述, 下面对径向通流间隙测量进行介绍。

安装阶段的径向通流间隙分为左右间隙测量和上下间隙测量, 左右间隙测量用斜尺直接测量, 上下间隙一般采用压铅丝测量。测量流程及方法简要介绍如下:完成转子定位→合空低压内缸, 利用转子完成内缸初定位→合内缸全实缸, 利用转子找中定位→合缸状态下在内缸底部前中后位置架3只百分表, 在内缸水平中分面两侧前后位置架4只百分表, 用于监测缸体变形情况→安装并调整低压内缸拉伸工具 (液压拉杆) 至压力值30 MPa (根据厂家提供的计算数据) , 打开内缸上半→安装内部套固定工具, 打开内部套上半→调整低压内缸拉伸工具 (液压拉杆) 压力值及低压内缸下部的千斤顶压力值, 使各百分表读数尽可能复位, 并利用压铅丝和斜尺分别测量上下和左右的径向通流间隙。

通流间隙测量前需要确认转子轴向定位、内部套定位、汽封块的固定等条件, 特别需要注意的是:

a) 在测量通流间隙的过程中, 要密切监视百分表读数, 并结合TCCS间隙值, 判断转子与汽封圈是否发生干涉, 及时调整拉伸工具及千斤顶的压力, 避免汽封圈与转子发生干涉后损坏, 如有必要则提前拆除汽封块或其背后的固定块后进行测量;

b) 为了尽量减少缸体变形影响, 上部通流间隙测量时, 需将上半内部套逐一吊入, 逐一测量;

c) 若内缸上下和左右的百分表不能或不能同时恢复至开缸前初始读数, 则利用拉伸工具及千斤顶将缸体恢复至最佳位置后分别进行测量, 并利用百分表读数进行间隙数据修正 (或直接记录测量时的状态及测量数值) 。

缸外的端部汽封支撑在轴承箱上, 与转子相对位置不会发生变化, 上下间隙通过压铅丝测量, 左右间隙通过斜尺测量, 必要时进行汽封齿修磨, 以满足设计间隙要求。

4 检修阶段的通流间隙控制及测量

4.1 通流间隙控制原则

检修阶段间隙控制以安装阶段间隙值作为参考, 同时结合设计间隙值进行修正, 得出缸内动、静间隙的检修控制值。测量间隙值超出控制值时则需对汽封齿进行修磨或更换。

4.2 通流间隙测量

检修阶段的通流间隙测量与安装时基本相似, 具体工艺不再详细描述。不同的是:a) 在安装阶段, 通流间隙测量时排汽导流环先不安装, 可以在排汽导流环安装位置架百分表监测内缸向内的变形量, 而在大修阶段, 排汽导流环不再进行拆除, 无法安装百分表, 需通过末级叶顶汽封间隙来进行监测, 相应监测数据需要转换;b) 检修时需在开缸时进行通流间隙测量, 作为判断是否检修的基本数据, 而检修后再次进行测量, 以便对检修情况进行确认, 并为下一次检修提供参考数据[3]。

5 结语

由于AP1000汽轮机尺寸和重量比较大, 低压内缸在半缸状态下存在较大的缸体变形, 半缸和合缸状态下存在较大差异, 因而在制造、安装和检修阶段对缸内通流间隙的控制要求和测量条件各不相同, 各个阶段的通流间隙测量工艺也都有其独特之处, 特别是安装及检修阶段的径向通流间隙测量较为复杂, 需要精确监测和控制, 并做好记录, 为后续阶段积累数据。

摘要：汽轮机通流间隙是影响机组安全经济运行的重要因素, 其测量的准确性至关重要。结合AP1000汽轮机的结构特点, 介绍了AP1000汽轮机在制造、安装、检修三个环节对通流间隙的控制原则和测量方法, 对后续同类机组有一定的参考意义。

关键词：AP1000,汽轮机,通流间隙,控制,测量

参考文献

[1]魏波, 李金浩, 任健康.AP1000核电站汽轮机低压缸防变形工艺[J].华电技术, 2013 (2) :46-49.

[2]王文凯, 孙永戈.汽轮机总装时转子与汽缸分离状态下测量通流间隙的方法[J].机械工程师, 2011 (10) :37-38.

AP1000 篇8

AP1000核电机组作为当今世界上最先进、最安全的第三代核电技术, 其创新性的模块化建造方式, 创造了土建与安装平行施工的先例, 减少了计划主线上的实体工作量, 大大缩短了整个核电建造工期。涂装工作是一项“面子工程”, 同时又是一项复杂的系统工程, 施工过程中往往认为涂装不重要, 给予的关注度不足。然而细微的施工差异, 粗放的施工监管, 最终可能导致涂层的全面剥落的实效。在AP1000核电站中, 成品涂层表面在建造过程中出现了变色、泛黄、甚至出现开裂和大面积脱落等缺陷。这不仅造成了施工成本的增加, 同时也影响了工程的施工进度。

2 结构模块设计要求

结构模块一般由钢板和型钢以及内部混凝土构成, 形成完整厂房结构, 其目的是取代传统的棒式钢筋绑扎和模板材料支设。一旦将组装好的模块安装就位, 混凝土浇筑施工能与房间完工和设备安装平行进行。

根据西屋公司的设计要求, 结构模块涂层的涂层体系见表1。

由表1可知, 为了方便涂料的管理和施工, 可以统一采用自底高固态环氧漆对AP1000核电站结构模块进行施工。按照西屋公司设计要求, 预制车间施工涂层厚度为100um~200um。在核电站运行前, 应在车间预制的结构模块涂层上进行整体翻新, 翻新涂层的厚度为50um~125um。考虑到模块的导热要求和施工要求, 自底高固环氧漆厚度最大不得超过263um。同时, 为了区分车间预制涂层和现场翻新涂层, 车间预制的涂层的颜色选择灰白色 (RAL9002) , 现场翻新涂层选用纯白色 (RAL9003) 。

3 成品涂层破损分析

由于AP1000采用了“开顶法”施工的方式, 结构模块经历了工厂预制、现场拼装和核岛就位三个阶段, 由于施工时间较长, 交叉施工时模块保护不善, 对成品涂层造成了严重的破坏。成品涂层的破损主要集中在现场拼装和核岛就位阶段。

3.1 核岛安装前破损

结构模块在核岛安装前由于模块流转, 现场运输、拼装和储存过程中常发生的机械损伤破坏了涂层, 涂装工件放置不当聚集雨水、工件室外烈日下存放造成表面粉化等缺陷, 详细如下所述。

3.1.1 产品吊装损伤

涂装完成的设备在起运吊装过程中, 经常发生漆膜与坚硬部件直接碰撞, 与铁锈、灰尘、泥污直接接触, 而造成漆膜的破损或污染。

因此应使用专用的吊装带, 轻搬轻放, 并以柔性材料辅助, 防止对涂层造成损伤。吊装带与设备表面接触部分必须用合适的物品进行防护。吊装过程中造成的污染应立即清洁去除, 保持工件表面的清洁度。

3.1.2 设备存放位置不当损伤

在施工过程中, 设备随意放在施工完成的防护涂层表面, 人员随意踩踏, 对成品涂层的保护意识薄弱, 造成表面损伤和污染。因此应加强现场施工过程中的涂层防护意识, 加强成品涂层的保护, 当设备必须存放于防护涂层表面时, 必要采用有效的措施进行隔离。

3.1.3 涂装工件室外烈日存放

A P 1 0 0 0核电站中, 结构模块采用环氧漆进行防护, 环氧漆厚度为100um~200um, 这种防护仅能获得中度的防腐蚀效果。AP1000核电站施工采用“开顶法”, 设备就位后, 距离钢制安全壳顶封头就位距离较长的时间, 在这段时间中, 设备始终处于户外的太阳光照射下。环氧漆较差的耐候性, 在紫外线下开始老化, 表面粉化、失光、变色、随着老化量的增加, 表面漆膜变脆、分子键断裂呈现出表面漆膜开裂现象。

3.1.4 包装不当

当前, 结构模块表面的涂层基本没有包装, 仅采用防雨布进行覆盖。因此设备表面的清洁度和干燥程度不能符合上述包装的要求。增加了涂层脱落的风险。

应采用适合涂装工件的支架、木箱以防止磕碰划伤涂层。甚至需要设计专门的支架、器具、包装箱等进行储存。应根据需要设计不同的包装方式, 以下为国标对包装等级的分类:

3.1.5 涂层破损修补不及时

在AP1000核电站施工过程中, 焊接后的焊缝需要进行相关的检测而暂时不允许进行油漆修补, 同时也存在一些实验要求破坏涂层。在这中情况下, 破损油漆涂层区域呈现逐渐扩大化的趋势, 并且受“开顶法”施工影响, 雨水冲刷该区域的铁锈将污染下部完好涂层表面, 导致涂层表面破损。

3.2 现场安装及安装后破损

3.2.1 脚手架和生根造成涂层表面污染和损伤

AP1000核电站施工中脚手架使用较多, 存在脚手架搭设不合理, 直接接触涂层表面, 造成涂层表面碰伤问题;脚手架端部未采用材料进行隔离, 导致涂层表面污染。现场施工随意在涂层表面破坏生根, 对破损的周边区域未及时进行油漆修补, 导致污染加剧和破损严重。采用的脚手架未进行镀锌处理或防护涂层保护, 脚手架已发生严重的锈蚀, 锈蚀灰尘随风力和雨水在油漆表面冲刷, 造成设备表面涂层的污染和破损。

3.2.2 装配打磨产生的铁粉污染

AP1000核电站现场装配施工过程中, 焊接、喷砂等对金属表面打磨时产生了铁锈和飞溅物, 散落到未遮挡保护的涂层表面并沉积, 在湿度较高时, 表面的铁粉开始锈蚀, 污染涂层表面, 长期腐蚀影响到涂层的防护作用, 造成表面出现大面积散落的点锈和锈蚀坑。

3.2.3 潮湿导致鼓包

AP1000施工采用的“开顶法”施工, 在夏季湿度较高时, 设备底部长期浸泡于水中, 部分表面长期挂满水珠, 漆膜具有渗透性, 长期浸泡的表面在水汽入侵后呈现底材返锈现象, 导致表面开始鼓包, 最终导致涂层表面破损。

3.2.4 涂层表面混凝土、灰尘污染

AP1000核电施工中, 结构就位后中间腔室内开始混凝土浇筑。混凝土施工中未对腔室外部的模块表面防护涂层进行有效的防护, 导致表面沾有混凝土和砂子、灰尘等污染。

3成品防护措施

根据AP1000施工经验, 涂层在生产车间和现场仓库室内存储时间较短, 一般不会对漆膜造成破坏。漆膜的破损主要集中在现场拼装场地和设备就位后的施工破损, 其可能的破损源和防护应对措施见表3。

4 AP1000核电站模块涂层防护总结

综上所述:在AP1000核电站施工过程中, 结构模块涂层成品防护主要存在三个方面:第一, 涂层表面污染后清洁度降低, 施工单位对涂层表面的清洁度未及时采取措施恢复技术规范要求的清洁度;第二, 油漆破损严重, 油漆修补责任不清, 处理缓慢, 造成破损区域漆膜污染和破损扩大;第三, 使用的环氧漆耐候性较差, 在户外施工造成漆膜变色、失光、泛黄等老化。

现场施工单位应加强对成品涂层的防护, 确保涂层表面的清洁度符合技术要求, 对于破损的油漆区域应及时进行修补, 防止油漆破损后雨水冲刷造成的二次污染, 对于耐候性较差的环氧漆, 应做好遮挡覆盖, 防止老化, 防止工件长期处于浸泡环境, 在湿度较高时, 应增加除湿设备, 改善成品涂层所处的环境湿度。

参考文献

[1]李炳颖, 林金平, 朱瑞峰, 等.AP1000核电站施工期间防护涂层失效的原因及对策[J].电镀与涂饰, 2015, 34 (06) .

[2]魏小宝, 张琰.AP1000施工现场典型腐蚀问题探讨与预防[J].全面腐蚀控制, 2014, 28 (01) :44-48.

[3]韩文礼, 徐忠苹, 王雪莹, 等.紫外线对有机涂层的破坏机理及应对措施[J].石油工程建设, 2007, 33 (02) :18-20.

AP1000 篇9

棒位系统为核电厂操纵员提供准确可靠的控制棒位置信息。控制棒位置信息可以帮助操纵员预测反应堆临界情况, 对运行决策起着至关重要的作用。AP1000棒位系统由棒位探测器、棒位数据柜、棒位逻辑柜、落棒测试机柜组成。棒位探测器是系统的测量元件;棒位数据柜接收逻辑柜的寻址信息, 把选择的棒位信息转化为格雷码传给逻辑柜;逻辑柜接收数据柜的格雷码和状态信息, 经计算处理后送主控室显示;落棒测试机柜用于测量控制棒的落棒时间, 以保证满足技术规格书的要求。

2 棒位探测原理及精度分析

棒位探测器由48个离散线圈组成, 分为A、B两组, 每组24个线圈。由于控制棒驱动杆与控制棒是固定连接的, 所以通过测量控制棒驱动杆相对于线圈的位置以定位控制棒在堆芯的位置。48个线圈中, 一般地, 相邻2个线圈之间的间距是6步 (每步1.59cm) 。但是, B23和A24的间距是9步, A24和B24之间的间距是3步。棒位系统能够探测到控制棒全行程 (0——267步) 的棒位信息, 当控制棒在堆芯底部 (0步) 时, A1和B1总被驱动杆贯穿。此时, 控制棒驱动杆顶部位置在B1和A2的正中间;当控制棒在全抽出位置 (267步) 时, A24和B24也不被驱动杆贯穿。此时, 控制棒驱动杆顶部距离A24线圈3步。

下面介绍一下半精度模式。所谓半精度, 就是仅有一列线圈工作, 或仅有一个数据机柜工作。以A列线圈 (A1, A2, ……A23, A24) 为例, 一共分23个测量区间, 区间自下向上用0, 1, ……22表示。如果控制棒驱动杆顶部在A1和A2之间 (实际控制棒的位置为0-2步区间) , 与A1线圈串联的感测电阻电压和与A2线圈串联的感测电阻电压经过探测器编码器卡差动放大器, 会把此束控制棒的棒位信息记录为0的格雷码, 经过数据I/O卡送OVATION逻辑柜, 然后逻辑柜把棒位信息还原成二进制代码, 乘以区间距 (12步) 后再修正 (A组线圈减3) , 在主控室显示棒位0步 (需保证在0-264步) ;如果控制棒驱动杆顶部在A2和A3之间 (实际控制棒的位置为3到15步) , 与A2线圈串联的感测电阻电压和与A3线圈串联的感测电阻电压经过探测器编码器卡差动放大器, 会把此束控制棒的棒位信息记录为1的格雷码, 经过数据I/O卡送OVATION逻辑柜, 然后逻辑柜把棒位信息还原成二进制代码, 乘以区间距 (12步) 后再修正 (A组线圈减3) , 在主控室显示棒位9步 (保证在0-264步) ;当控制棒驱动杆顶部在A23和A24之间 (实际控制棒的位置为255-267步) , 与A23线圈串联的感测电阻电压和与A24线圈串联的感测电阻电压经过测器编码器卡差动放大器, 会把此束控制棒的棒位信息记录为22的格雷码, 经过数据I/O卡送OVATION逻辑柜, 然后逻辑柜把棒位信息还原成二进制代码, 乘以区间距 (12步) 后再修正 (A组线圈减3) , 在主控室显示棒位261步 (保证在0-264步) 。由此, 我们可分析出A列的半精度为 (-6, +6) 步。

用同样的方法可以分析B列独立工作时的半精度, 所不同的是B列的OVATION逻辑柜修正是加3。由此, 我们可以分析出B列的半精度为 (-5, +6) 步。以上仅是从测量原件理论上考虑, 还应该考虑到系统处理精度 (-1, +1) 步、机械制造与安装误差 (-0.8, +0.8) 步、热态运行 (-0.2, +0.2) 步。因此A列的半精度为 (-8, +8) 步, B列的半精度为 (-7, +8) 步。

如果棒位系统工作在全精度模式, 经OVATION逻辑柜修正 (不用限制0-264步) 的A列数据和B列数据的平均值, 即为全精度棒位。例如, 当控制棒位置在25步时, A列数据为27步, 而B列数据为21步。那么, 在全精度模式下, 棒位为24步。

3 出厂验收试验中的问题

在棒位系统的出厂验收过程中, 最初西屋公司没有进行半精度测试, 而半精度测试能够衡量棒位系统在此模式下工作时的精度问题, 联合项目管理组织要求西屋做此试验。在升版的程序中, 西屋半精度测试选点仍然不全, 这样的选点试验仍然不能满足功能要求。例如:第2步和第3步是A列半精度测试的跳变点, 第8步和第9步是B列半精度测试的跳变点……, 这些都在西屋的验收测试中没有体现, 西屋公司只是象征性的选择了第2步和第8步, 而没有选择第3步和第9步。因此, 建议增加这些跳表点的测试, 这样才能验证设设备的整体功能。

关于棒位系统的设计, 我们与棒位探测器厂家人员交流过以下两个问题:第一, 增加线圈的数量是否会增加系统的精度?得到的结论是:如果在控制棒全行程范围布置太多线圈, 那么线圈之间的间距必然变小, 理论上系统精度会提高, 但还应该考虑到线圈间的互感作用会降低系统精度, 对于一个堆型布置多少个线圈是最优设计, 这有待于试验验证。另外, 系统的精度还受到控制棒驱动机构线圈 (特别是提升线圈) 磁场的影响;第二, 数据机柜布置在安全壳内, 在设计机柜时需考虑抗辐照要求, 还会增加维修人员的辐射风险, 是否可将数据机柜移出安全壳?厂家人员认为考虑到信号衰减问题, 棒位数据机柜只能放在壳内。但我们认为, 可考虑增加信号滤波器和放大器来解决信号衰减的问题。不过, 数据机柜移出安全壳需要改进安全壳电气贯穿件的设计。

4 小结

从棒位探测的原理上分析AP1000棒位系统的半精度和全精度的影响因素, 不仅有利于运行维护人员了解系统设备, 而且有助于优化系统设计思路, 提高系统测量精度。在以后的工作中, 我们将重点研究如何提高系统的测量精度以及如何提高系统的可靠性。

参考文献

[1]张佑杰.一种基于自感式原理的单级线圈控制棒棒位测量传感器[P].2009.

AP1000 篇10

[关键词]蒙特卡洛仿真 进度计划优化 AP1000核电

[中图分类号]TL48 [文献标识码]B [文章编号]1672-5158（2013）06-0307-02

APl000核电项目是引进美国西屋技术，在中国建造的世界首堆APl000核电机组，采用“标准化设计、工厂化预制、模块化施工”。目前，两个场址的施工建设已进入高峰时期，但原编制的进度计划已不能有效地指导工程建造，亟需对进度计划进行优化。AP1000建设周期合理优化，既可以大大提高经济效益，又延长设备的技术寿命和经济寿命，提升AP1000核电整体竞争力。

在AP1000进度计划优化时，采用了计划评审技术（PERT），借助于网络表示各项工序与所需时间及各工序的相互关系，在复杂、庞大的网络图中找出关键路线，辨识项目的期望完成时间。对工序时间确定的网络计划，利用经典的关键路径分析法解决；对于工序时间随机的网络计划，现有的数学分析方法（如三点时间估计法）在计算一定时间内项目完工的概率时一般先假定：

1）工序时间服从β分布。

2）关键路线利用期望工序时间求出。

3）项目完成时间服从正态分布，其期望值与方差分别为沿关键路线的工序时间的期望值之和与方差之和。

由这些假定产生的问题是：实际工序时间可能不服从β分布，而服从其它分布；工序时间的变动可能造成关键路线与由期望工序时间求出的路线不一致，项目完成时间的分布可能不是正态的，项目完成的时间风险难以得到较精确的揭示。

对于工序时间具有随机性的复杂工程项目，本文提出在Crystal Ball中运用蒙特卡洛仿真估计项目的完成时间及关键路线，可以很好地避免现有分析方法带来的上述缺陷。

1、蒙特卡洛仿真

仿真是建立模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过该模型的试验来研究存在或设计中的系统，以获得对系统行为的认识或帮助解决决策问题的过程。仿真的一个主要优点在于它将问题或系统的任何适当假设模型化的能力，当问题表现出在分析上一般不易处理的不确定性时，仿真特别有用。

蒙特卡洛法亦称统计试验法，是一种通过构造概率模型并对它进行随机试验来解决数学问题的方法。蒙特卡洛仿真的本质是从概率分布中重复抽样以建立输出变量的分布，其原理是：在所研究的系统中，采用某种特定方法产生随机数和随机变量，仿真随机事件，对结果进行统计处理，从而得到问题的解决。

蒙特卡洛仿真的基本步骤：

1）实际问题，构造仿真的数学概率模型。

2）根据数学概率模型的特点，设计和应用降低方差的各种方法，以加快结果的收敛。

3）给出概率模型中各种不同分布的随机变量的抽样方法。

4）统计处理仿真的结果，得到问题的解，并估计解的精度。

2、在Crystal Ball中进行进度计划的蒙特卡洛仿真

仿真建立的模型是描述型的，它们对特定输入量集合直接评估系统行为或性能的各种量度，如图1所示：

电子表格是以输入单元的公式为假设的描述型模型，对任意输入量的集合，电子表格自动计算相关输出量。电子表格具有很强的灵活性和统计能力，利用电子表格进行蒙特卡洛仿真的程序如下：

1）建立电子表格模型；

2）按照每个随机变量的概率分布生成其随机结果；

3）重复步骤2）足够多的次数，以生成结果的分布；

4）计算主要统计量并收集频数分布的输出数据进行分析。

在Crystal Ball中，将随机的输入变量规定为假设单元，将感兴趣的随机输出变量规定为预测单元。在Crystal Ball中建立好工程进度计划的仿真模型，用公式表示出各工序的先后关系；然后，将随机的工序时间所在的单元格设置为假设单元，为其设定一个适当的分布，将末工序的最早完成时间（即项目完成时间）所在单元格设置为预测单元；最后，设定足够大的重复抽样次数，就可以执行仿真了。

3、实例

本文以APl000核电项目某分项工程的一个子项工程的工程进度计划（如图2所示）优化为例。项目各工序都必须在其所有紧前工序结束后才能开始，各工序的最早开始时间等于其紧前工序的最早结束时间中的最大值；工序最早结束时间等于工序最早开始时间加上该工序的作业时间。根据这两个关系，在Crystal Ball中建立项目的电子表格仿真模型如表2。表格中单元格C3至C12表示的作业时间是服从三角形分布的随机变量，启用Crystal Ball，将单元格C3至C12设置为假设单元，其分布类型均设为三角形分布，参数取自表1。单元格E12表示的是子项目的最早结束时间，即项目完成时间，是需要统计分析的变量，故将其设为预测单元。将重复试验的次数设为1000次，运行得到的结果见图3和表3。

从结果中可以看得出项目完成时间的期望值为52.16个月，在53个月内完成的概率为70%。

工程项目完成时间的灵敏度分析结果见图4。从灵敏度分析结果中可以发现对项目完成时间变动的影响程度较大的几个作业从大到小依次为设备采购制造、采购资料编制、土建施工2。因此，要对这几个作业给予相应的重视程度，寻求缩短完工时间的途径。

4、结论

运用蒙特卡洛仿真可以很好地解决AP1000核电项目的工期优化问题：仿真模型能够真实地描述各作业之间的相互关系，反映作业时间变动对关键路线以及项目完成时间的影响；工序的时间分布不再局限于β分布，灵活性与适应性大幅提高；项目完成时间的分布可以通过频数图直观地表示，相关的统计量都可以获得，项目完成时间风险可以较精确的揭示；通过灵敏度分析，可以确定各作业对项目完成时间变动的影响程度。

参考文献：

[1]程锡礼，张延林、崔新生蒙特卡洛仿真在工程项目进度管理中的应用《工业工程》，第7卷第3期 2004年5月

AP1000 篇11

核电厂建设周期长, 投资大, 在设备采购过程当中的质量监督非常重要。因此, 在AP1000项目建设当中, 对设备制造过程的质量监督必须重视, 及时发现问题, 及时解决问题, 避免影响现场施工。本文主要介绍AP1000项目中1E级蓄电池及非1E级蓄电池的质量监督。

2 AP1000项目蓄电池介绍

2.1 蓄电池介绍

蓄电池是一种可以被重新完全充电的电池。铅酸蓄电池, 又称铅蓄电池, 是蓄电池的一种, 电极主要由铅制成, 电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。一般分为开口型电池及阀控型电池两种。前者需要定期注酸维护, 后者为免维护型蓄电池。铅酸蓄电池一般由正极板、负极板、隔板、电池槽、电解液和接线端子等部分组成。

正极板为二氧化铅板 (Pb O2) , 负极板为铅板 (Pb) 。蓄电池的原理是通过将化学能和直流电能相互转化, 在放电后经充电后能复原, 从而达到重复使用效果。

由于在放电反应及充电反应中, 没有额外物质减少或增加, 因此为可逆反应。

化学方程式为:

2.2 AP1000项目蓄电池基本情况

AP1000蓄电池包括1E级和非1E级两种, 物项代码分别为DB01和DB02, 每台机组1E级蓄电池需要840个电池块, 非1E级蓄电池需要520个电池块。1E级蓄电池组共有14组, 每两组蓄电池包括120个电池块, 供应250VDC电压。非1E级蓄电池组共有5组, 每组蓄电池组包括104个电池块, 供应220VDC电压。

2.3 AP1000项目蓄电池功能要求

在不需要充电器的情况下, 24h电池组 (A, B, C, D通道) 和72h电池组 (B, C通道) 都能够分别为24h和72h负荷负载循环提供足够电力。非1E级蓄电池能够为2h负荷负载循环提供足够电力。

为了最大可能为电厂安全直流负荷正常和应急情况下供应电力, 1E级蓄电池系统设计为6个通道的电池组提供了备用电池组, 分别与6个通道电池组连接。备用电池组同样由120块电池组成。如果在其他电池组故障或者正常情况不可用时, 备用电池组可以允许电厂在满功率负荷下运行。备用电池组正常情况下处于完全充电状态, 维护时由指定充电器浮充。1E级与非1E级单个电池允许被旁路。

IDS系统蓄电池组结构图见图1。

3 AP1000蓄电池制造过程中的质量监督

AP1000项目蓄电池为序列形式制造, 即供应商与其供应者的各个生产部门, 循序向前进行一些加工操作, 最终形成完整产品。产品的制造主要依据供应商的设计图纸, 该设计图纸必须满足买方 (JPMO) 的要求, 并且得到买方的批准。设备制造的质量监督主要为3个部分:原材料控制、工序控制和产品控制。在这3部分的控制当中, 主要涉及人员、机器、材料、方法和环境因素的检查。

在蓄电池开工检查时, JPMO质量监造人员必须至少明确以下内容:

1) 了解供应商制造厂的安全规定;

2) 明确质量监督过程中可以检查的范围;

3) 依据采购文件要求, 审查供应商质保体系大纲及程序、制造文件, 检查EQ试验报告 (如果有) ;

4) 检查设备制造准备情况, 包括人员资质、材料、程序文件, 设备情况等;

5) 确认和建议对特殊工序的质量监督要求;

6) 了解制造计划, 记录检查结果。

对AP1000蓄电池制造的工序控制, 主要采取见证点监督和巡检两种方式来进行。在控制过程当中, 主要关注以下问题:

1) 根据质量计划检查关键工序, 验证操作人员资质、程序文件版本、操作记录等;

2) 检查加工和测试设备的标定状态、维护记录、标识等;

3) 检查部件是否满足制造文件要求, 如有问题, 跟踪处理结果;

4) 验证程序文件的最新版本, 确保满足买方最新技术文件要求。

蓄电池的产品控制, 主要由试验检查、最终检查、清洁包装等组成。在产品检查阶段, 买方需要投入很多时间来检查产品的试验过程及结果。在蓄电池形成后, 需要进行出厂试验。AP1000项目1E级蓄电池出厂试验主要为3h和72h放电率试验。非1E级蓄电池出厂试验主要为2h放电率试验。在进行试验检查时, 主要关注以下几点:

1) 试验前与试验人员进行充分交谈, 了解注意事项, 注意人身安全;

2) 被试验电池是否满足制造要求, 检查电池外观、电极尺寸、电解液液位、临时标记和永久标记、电池温度等;

3) 试验人员与检查人员资质及培训记录, 主要为试验人员对工厂质保体系、买方合同要求及试验程序的培训记录;

4) 试验设备是否满足要求, 包括电源设备、温度计、比重计、电压表、数据记录仪器、放电单元、分流器等;

5) 试验场地是否满足要求, 包括环境湿度、温度、照明等;

6) 试验程序是否被买方批准;

7) 试验计划, 主要包括需试验的电池数量、完成试验所需时间;

8) 试验准备情况, 包括设备连接、试验记录、试验时间、参数设置;

9) 试验过程当中, 及时观察记录仪器, 检查设备状况, 并记录情况;

10) 试验结束后, 检查试验结果, 保证试验报告的有效性, 同时检查试验人员从试验回路移出电池, 保证电池完好, 移到储存区域。

4 AP1000项目蓄电池制造过程中发现的问题及处理过程

1) 质量数据包编制问题

由于蓄电池供应商首次为AP1000项目供货, 虽然蓄电池供应商有类似项目供货经验, 但仍然不清楚项目文件如何准备。在开工检查时, 供应商表示对采购文件要求已经清楚, 但在具体执行时, 仍然不清楚如何准备相关质保记录。在产品试验阶段, JPMO监造人员及时检查最终质量数据包准备情况, 发现厂家仍然对买方要求不是很清楚。面对此种情况, 监造人员将供应商质量数据包编制的培训材料与供应商质保人员一起学习, 在双方的努力下, 完成质量数据包目录清单, 并提交给JPMO批准。之后, 供应商根据目录清单准备文件, 在数据包准备过程中, 监造人员进一步协助厂家完成质量记录, 确保满足合同要求。SM1号蓄电池成功发货, 使JPMO和供应商积累了大量经验, 为后续设备交货打下了良好的基础。

2) 蓄电池供应商在未完成产品EQ试验的情况下请求SM1号1E级蓄电池放行。JPMO监造人员认为EQ未完成, 不满足合同要求, 无法进行质量放行。供应商项目管理人员开启NCR, JPMO技术部门批复意见为返工 (Rework) , 采购部门发起有条件放行请求 (CR) 。而供应商制造工厂不清楚返工如何操作, 与JPMO技术部门沟通, JPMO技术部门予以澄清。由于EQ问题处理时间较长, JPMO监造人员需要在最终发货时, 再次对设备及质量数据包进行仔细审核。

3) 图纸升版问题

AP1000项目三门和海阳项目蓄电池均由一家供应商供货。由于SM1、HY1、SM2、HY2依次供货, 供货周期长, 监造人员一定要重视图纸升版带来的问题。供应商在顺利交付SM1号机组的蓄电池格架之后, 按照SM1号机组要求来提供HY1的蓄电池格架, 导致蓄电池格架发货时并不能满足买方最新图纸要求。JPMO监造人员仔细核对蓄电池支架的入场检验、质量记录的文件, 由于最新图纸刚刚升版, 供应商已经按照先前版本完成所有工作。造成该问题发生的原因, 主要为厂家质保人员未能及时对图纸的升版及时采取措施。供应商质保人员对图纸进行核对, 发现图纸升版未发生实质性变化, 不影响发货。JPMO监造人员坚决否决, 立即暂停蓄电池格架的放行, 建议厂家开启NCR, 提交技术人员判断是否需要重新检验。

5 对AP1000项目蓄电池采购管理的建议

1) 由于AP1000单个机组蓄电池数量较大, 1E级蓄电池共840个电池, 非1E级电池共520个, 而电池的制造基本属于流水作业, 有些工序供应商无法等待买方见证, 尤其在进行蓄电池试验阶段。蓄电池制造的周期如表1所示。

1E级蓄电池共分14组来进行试验, 非1E级共分10组进行试验。在1E级蓄电池7个月的制造时间中, 出厂试验大约需要2个月时间。非1E级蓄电池出厂试验大约需要1周时间。因此, JPMO监造人员需要关注试验过程的质量监督, 在此阶段如不能驻厂监督, 必须采取巡检方式进行质量监督, 确保蓄电池满足性能要求。

2) 在AP1000蓄电池的运行维护手册中提到, 1E级蓄电池在35℃以下, 每6个月必须充电一次, 35℃以上每4个月充电一次。因此, 供应商在电池出厂之前必须对其充电, 并且立刻包装发运, 避免包装发运阶段耽误时间, 影响电池质量。对于蓄电池的包装、发运、储存和吊装要求, 必须满足ASMENQA-1分篇2.2的B级要求。蓄电池抵达现场, 必须满足6个月充电要求, 项目采购组必须保证蓄电池充电器按时抵达现场。建议蓄电池采购工程师及时掌握现场需求, 协调蓄电池与电池充电器的发运时间及现场接收时间, 现场做好储存准备。

3) 供应商按照合同交付日期完成产品, JPMO项目现场暂不需要, 这样会导致工厂没有足够空间存放, 并且向JPMO收取高额存储费用。鉴于这种情况, 建议JPMO及时与现场沟通, 蓄电池交货时间推迟, 必须及时调整采购计划, 尽早通知供应商暂缓制造。

6 总结

本文通过对AP1000项目蓄电池的结构功能特点描述, 根据目前蓄电池的采购管理情况, 重点总结了蓄电池质量监督, 并且对发现的问题及处理简要说明, 为后续项目管理及质量监督提出一些有益的建议。希望能为后续项目的海内外采购和质量监督积累经验。

摘要：AP1000项目蓄电池包括1E级蓄电池和非1E级蓄电池, 技术要求严格。论文主要介绍了AP1000项目蓄电池结构功能, 根据三门和海阳项目的采购质量管理经验总结了蓄电池制造过程中的质量监督特点, 归纳了质量监督中发现的问题及处理方式, 对质量监督和设备采购提出一些合理建议, 可为后续项目的蓄电池质量监督提供有益帮助。

关键词：AP1000,1E级蓄电池,非1E级蓄电池,质量监督

参考文献

[1]孙汉虹, 等.第三代核电技术AP1000 (第1版) [M].北京:中国电力出版社, 2010.