核电厂安装调试期间异物事件分析

核电厂安装调试期间异物事件分析

王永鹏,庄泽楠,陈鑫,薛恩宠,韩文悦,崔运佳,张龙强

中核国电漳州能源有限公司

摘要：本文以某电厂安装调试期间异物事件为基础，对其进行分析，通过对这些异物事件按防异物失效层次及发生原因进行整理分类，探究这些事件发生的主要原因，并选取主要异物事件进行分析。针对这些异物事件提出漳州项目在防异物方面的理念及管理措施，描述在安装调试期间防异物的重要环节采取的具体措施。

关键词：异物；防异物管理；安装调试

1 核电厂异物概念及防异物层次

核电厂对异物的定义是指在系统、设备自身以外的，进入、遗留或存在于系统设备中可对系统设备运行和性能造成不利影响的所有物项。如工作过程中的切割碎片和碎屑、焊渣；水中的悬浮物、可溶性杂质、微生物。

外来异物进入到系统或设备中，会导致设备降级或功能异常，严重时将直接导致设备损坏。如果异物进入到堆芯或一回路系统中，将可能导致燃料组件包壳破损，导致辐射水平增高以及放射性污染扩散，“异物”问题对核电站的安全稳定运行构成了极大地威胁。

目前核电厂对防异物工作可以划分为三个层次，分别为：

第一层：厂房、系统、设备防异物屏障，主要有各种滤网、离子交换器、过滤器、防尘防雨罩、厂房房间周界门窗等，保证这些防异物屏障的完整性和效率是保证厂房系统中没有超标异物存在的有效手段。

第二层：采取引入异物可能性小的设备、工艺和技术，如：凝汽器和热交换器在传热管口安装尼龙保护套，采用可拆卸式整体保温，减少保温固定螺钉，便于拆装，降低保温材料成为异物的可能性。

第三层：即是我们熟知的，在开展检修、安装的工作工作过程中防止异物进入系统设备。

2 某电厂异物事件分析

2.1某电站安装调试期间防异物数据

某电站某号机组安装调试至今共出现100多项异物事件，该电站安装调试期间异物事件一直处于高发的状态，并且异物来源广泛。部分异物事件的潜在影响严重，其中如汽辅泵试车时蒸汽入口管道多次堵塞、RHR120/121/122VP（隔离阀）先导阀泄漏，这些异物事件严重制约了工程进度，给现场的工程质量管理带来极大的挑战。

2.2典型事件分析

1）调试期间离线啜吸装置水泵卡死

事件描述：某电站调试人员在执行离线啜吸系统试验过程中，启动离线啜吸水泵后约2分钟，水泵出现卡死现象。拆卸联轴器后对泵进行手动盘车无法盘动，对泵进行解体检修，发现次级叶轮及导叶中间有约0.4mm深的拉伤痕迹，各自产生约0.5mm高的毛刺，导致叶轮卡涩，对毛刺打磨干净后回装，起泵运行正常。

原因：泵叶轮与导叶配合精密，水泵输送介质有微小颗粒进入导叶与叶轮间，产生摩擦及拉伤。

后果及潜在后果：设备损坏无法修复或修复时间过长，影响乏燃料水池排水及新燃料接收进度。

2）控制棒驱动机构电源系统试车过程中发现异物

事件描述：控制棒驱动机构电源系统进行试车时，在该电机完成点动试验后，安装单位进行002MO的首次启动运行。启动大约3秒后，电机非驱动端产生较强烈异音。随后安装单位立即断开电源，停止002MO试车工作，在电机完全停转后，打开电机非驱动端叶轮端盖，在其内部发现一支已断裂、破碎的马克笔，安装单位随即对电机端盖叶轮进行异物清理，至此现场试车工作暂停。

原因：在机组建设安装期间，现场重要设备缺少监管，工作人员防异物意识淡薄。

后果及潜在后果：非驱动端内部存在异物会给电机稳定运行带来风险，端盖内部有测温探头，异物可能会导致探头损坏，使棒电源机组产生非预期报警；存在停机停堆风险。

原因：阀门安装期间，焊渣过多，RHR系统内的管道介质不干净，导致密封面磨损。

后果及潜在后果：先导式安全阀不能正常起跳和关闭，导致RHR压力增大或过低，影响机组安全。

3防异物管理理念及工作组织

早期的防异物管理模式是：根据异物事件的经验反馈，认识到在大型设备安装、调试、检修活动中引入异物会造成设备损坏和返工，造成工程质量问题和核电厂的经济损失。为了避免类似事件再次发生，根据经验反馈的内容编制专项管控文件，在工作时由质量管理小组人员临时组织专项防异物检查，但是这样的防异物管理模式效果并不理想，主要表现为：

1）工作人员对防异物的认识未经过系统的培训，只是机械地执行防异物文件的要求，执行过程中常常出现偏差和理解不到位；

2）防异物监督检查人员为临时拼凑，由于技能的差异和对管控措施的理解不足，无法查出现场防异物管理方面存在的隐患。

安装调试期间异物事件频频发生，核电站应该提前建立防异物管理理念以及管理措施，在项目开始前成立异物项目控制专项小组，建立起总包-施工单位多层级的异物控制组织，理清组织职责并使之良好的运转。

3.1预防为主、过程控制、最终清洁的原则

总体原则：

1）所有员工及各级管理者应树立防异物管理“重在预防”的理念；

2）在进行工作前，要认识到异物进入的潜在影响；

3）将防异物作为工作计划的一部分，并制定防异物控制方案；

4）应根据物项的重要性及进入异物后的危害程度，对防异物活动进行分级管理；

5）具体工作的防异物管理遵循“谁主管、谁负责”的原则。

异物的控制的重点在“预防”。建安阶段异物控制应树立“预防为主”的思想，通过检查、防护、封堵等方式防止异物进入设备或系统。施工期间应实施全过程的防异物控制，从施工环境、成品保护、开口封闭、施工人员行为、施工临时措施、施工滋生异物等方面进行严格控制，并采取监督、检查等管理手段，保证施工期间尽可能减少异物进入设备或系统。

为了避免后期异物问题遗留到设备检修期间。我们在系统移交调试前，应通过清扫、吹扫、冲洗的方式对系统或设备内部进行清洁，并符合清洁度标准要求。对冲洗完成后的管线进行焊口恢复、清除保留项、执行设计变更等作业时必须实施清洁安装，严格限制使用水溶纸；焊接组对前应严格检查内部清洁度，必要时使用内窥镜检查，对于无法实施清洁安装的管线，必须进行登记和报告，并实施回路冲洗或循环冲洗，确保系统的最终清洁。

3.2防异物专项小组管理

防异物不是每个单位各自为战的战场，而是通过单位间的紧密配合，通过统一的防异物工作目的，在建安领域系列活动中，CNPE项目部、监理公司、建安分包商、核电业主单位各相关部门在防异物管理工作履行责任和义务。通过成立专项防异物小组，各单位部门合力进行防异物措施实施及监管，避免发生重大异物失控事件，为机组建设、调试奠定坚实的基础。

4调试期间防异物控制具体措施

由于核电建设周期较长，在近40个月的安装调试过程中，必须明确对哪些活动要进行异物控制，要控制到什么程度。这取决于异物进入的可能性、异物被发现及取出的难度、异物滞留于系统内的潜在后果等。为此在热试后、水压试验后、NCC核回路冲水后、安装单位冲洗后这些阶段可以进行重点异物检查工作。而对于主泵组装、堆芯及乏池相关工作、汽轮机安装调试工作等作为重点进行异物控制。以下对部分项目异物控制进行简要描述。

4.1主泵组装过程防异物控制措施：

根据同行电厂经验反馈，主泵在使用过程中多次发生异物事件，其中就有在组装过程产生异物。为此对此重要设备需制定专门的防异物工作方案。设立防异物工作组织机构，建立、维护并管理防异物区，监督、控制人员和物项进出，并对工作过程实施检查、记录和报告。具体控制过程分为如下几个环节：开工前异物控制、高压冷却器组装控制、悬液分离器的组装控制、密封再循环水组件的组装控制、下电机支座组装控制、上电机支座组装控制、上半轴承室组装控制、下半轴承室组装控制、顶油管路组装控制、泄漏油泵管路组装控制、油冷器冲洗和安装控制、冷却水管清洁和安装控制、组合轴承组装控制、机械密封组装控制等等环节。

4.2乏池及堆芯区域防异物控制方案

根据同行电厂乏池及堆芯区域在运行期间多次发现底部有异物，部分异物来源为机组安装、调试期间遗留。为此该区域是我们在建安、调试期间防异物的重点工作区域。通过对其制定专门的防异物工作方案，设立防异物工作组织机构，建立、维护并管理防异物区，监督、控制人员和物项进出，对工作过程实施检查、记录和报告。

水池相关的工作，于RX厂房16.5m堆芯池与构件池围栏为边界建立防异物控制区（包含装卸料机），如下图所示，并设立防异物管理员在防异物区域入口处进行人员、物品进出控制，只留一个出入口。压力容器、堆内构件池周边禁止放置工器具、杂物等，建立存放区妥善存放拆出的零部件，存放区应尽量远离水池，小型零部件应放置在存放区的专用器具中，防止零部件落入水池中。

对于水池内部工作，可在水池入口放置一个物品临时存放柜，规定进入的人员必须先将与工作无关的物品存放在临时存放柜中，并且接受检查、确认后才允许进入。这些检查和控制项目包括：

1）检查服装的拉链或钮扣，确保没有脱落的风险；

2）任何与工作无关的物品不允许带入，如手机、手表、项链、耳环等个人物品；

3）所佩戴的物品应采取可靠方式固定，防止滑落，如眼镜使用眼镜绳固定；

4）连体服口袋中不应有物品，如果是必须的则应将口袋用胶布封口处理；

5）如需把工具盒/包带进防异物区，将工具盒/包内的工具清单附于记录上，只做一个项目进行记录。当工具盒/包从防异物区带出时，必须按工具清单进行详细的核查；

6）带入的工器具备品备件等，应确保没有易松脱部件，包括：表面无特别的粘物（如沙子、金属片、胶带等）；无油污、易脱落的漆片等。对于有脱落风险的松动部件包括工器具二次标签等，带入前需去除；

7）进入控制区的文件要求用订书钉进行装订，禁止回形针、金属夹在控制区使用；

8）对于作业中损坏或遗失的部件应被记录在日志文件中，工作负责人在检修作业结束时将此记录登记在设备检修文件（报告）中。

4.3安装单位冲洗后的检查

系统清洁的目的是限制管道系统在整个电厂寿期中由于系统外来物、不锈钢合金的局部腐蚀、结垢而引起的传热的降低等等原因产生的危害。其也是作为异物控制中重要的一个环节，具体的检查方法如下：

1）过滤器试验：通过对不同清洁度要求的流体冲洗水中污物微粒尺寸，将能阻挡这些微粒通过的过滤器放置在冲洗回路的出口，以此来检验流体冲洗水的清洁程度；

2）目视检查；

3）白布检验：这种检验用来检查有无油、脂或灰尘，用于对可见表面检验。其方法是用一块干净、不起毛、非合成织物的白布擦拭表面，通过白布的清洁程度来判断表面清洁情况；

4）表面可润性检验：将蒸馏水喷射或喷洒到干净的表面上。如果没有油或某种外来物质，这些水通常将会弥散，形成连续的薄膜；

5）棉塞试验：用干净、干燥、无油的压缩空气将棉塞吹过小直径管子，这种试验仅用于热交换器的传热管；

6）冲洗水的检查。

5 结束语

核电工程质量管理是一项复杂的系统工程，工程质量是核电厂安全、可靠、稳定、经济运行的基石，异物问题作为核电厂安装调试期间制约工程质量的一大因素，甚至也会成为核电厂运行阶段质量缺陷的诱因。针对防异物工作，应该是以预防为主、过程控制、最终清洁为原则，成立单位间、部门间的防异物专项小组，建立起总包-施工单位多层级的异物控制组织。通过防异物专项组织运作模式来整体提升异物控制的管理能力及水平。

参考文献：

[1] 扬中 核电厂防异物专项组织运作分析[J].电力安全技术，2019（5）：10-14

[2] 余腾昱 核电工程建设期间防异物管理探讨[J].核安全，2016（2）：29-34

作者简介：

王永鹏（1995.10-），男，福建，本科，工程师，核电厂设备维修管理