五大联赛揭幕战/曼联 乌龙球/篮球直播360/2026世界杯在哪

重水堆核電站大修工期優化的

階段實施方案探討

口  姜福明

(秦山第三核電有限公司，浙江，314300)

        摘     要    核電站大修工期的長短是影響電站運行業績的重要因素。隨著電力市場競爭的不斷加劇，各個核電站的業主千方百計縮短核電站的大修工期，同時保證下一運行周期內電站的安全、穩定運行。本文針對泰山三期重水堆大修工期優化提出階段實施方案，旨在縮短大修工期。
        關鍵詞    重水堆核電站  大修工期優化  核安全
1  前言
        重水堆核電站由于其具有不停堆換料的特  點，使得每次大修期間的關鍵路徑工作隨檢修項目的變化而變化。如何將重水堆核電站的大修關鍵路徑工作逐漸規范化，建立長遠的大修規劃、標準的檢修窗口，從而形成同類CANDU電站間比較和提高的基礎，對于CANDU電站大修業績的提高具有重要意義。
2  大修長遠規劃的制定
        大修長遠規劃對于電站大修工期的優化起著舉足輕重的作用。大修長遠規劃包括大修周期的確定、關鍵設備大修周期的確定，主要是汽輪發電機檢修周期的確定、反應堆廠房泄漏率試驗頻率的確定等。
2．1  必須考慮的管理要素
        (1)合理的大修長遠規劃的制定可以確保每一個大修期間的工作量的平衡，即提前確定大修中需要實施的工期長、影響大的大修項目，按照其大修周期的要求合理分配至不同的大修中。
        (2)對于采購周期長的設備或備品備件可以提前一個或多個大修周期下定單，以確保大修的順利進行。
        (3)大修長遠規劃應與電站壽期和老化管理相結合，將壽期管理和老化管理的項目納入到大修長遠規劃中。對于秦山三核，由于電站剛剛投入商業運行，遇到的此類壽期和老化管理的項目相對較少，但10—20年后，這些項目將是  大修項目的重要組成部分。
        (4)大修長遠規劃的制定為確定每次大修所需人力資源及承包商人力資源的需求計劃提供了依據。隨著國內投運核電廠日益增加，檢修服務資源也將越來越緊張，因此提前確定人力資源和檢修服務資源需求，提前準備后續工作，也將為大修的優化帶來直接的影響。
        (5)對于一些平時難以接近區域的重大改  造或變更，可以在前一個大修期間進行現場的實地勘測，以支持相關設計及施工的計劃安排和開展，避免因臨時決定帶來的諸多不確定因素。
        (6)提前確定大修長遠規劃可以較早地判  定大修期間因大修活動而影響停堆安全的情況，從而對采取的應對措施及準備工作及時安排落實，確保電站縱深防御原則的實施。
        (7)對于向國家核安全管理當局承諾整改  的重大事項，在正式實施前，需要將其納入到某  一次大修中，確保其在大修中能夠實現，從而提  高電站在國家核安全管理當局的可信度。
        (8)大修長遠規劃與公司長期的經營目標  直接掛鉤。合理的大修長遠規劃應滿足實現公司經營目標，保證公司盈利值每年不斷上升的要求。
2．2  規劃的基礎及相應的限制條件
        在秦山三核，根據技術規格書(最終安全分析報告第16章)的要求，對于重大試驗(大修工況下進行的試驗)要求每18個月進行一次，這就限制了大修周期必須小于或等于18個月。綜合考慮近年全國電網缺電情況、冬夏兩季為電網用電高峰期、水電機組春季為發電量高峰期等因素，確定秦山三核兩臺機組大修一般安排在春秋兩季進行。要求兩臺機組大修時間一般錯開6個月或以上，以保證充分進行大修前期準備工作，保證大修的順利進行。
        大修長遠規劃的限制條件主要是重大關鍵設備的檢修、監測試驗的周期要求，主要有：
        (1)汽輪發電機檢修周期72個月，即每6年必須對汽輪發電機進行一次解體檢查和檢修；
        (2)反應堆廠房泄漏率試驗周期必須小于等于5年；
        (3)蒸汽發生器一次側渦流檢查：一般要求每次大修對蒸汽發生器進行檢查；
        (4)壓力管基準檢查：1號機組首次基準檢查在2005年11月實施，此后每5年實施一次；2號機組首次基準檢查在2005年5月實施，此后的一次在役檢查為2010年后，之后每8年實施一次。
 3  大修標準檢修窗口的建立
        大修檢修窗口標準化對大修工期的持續優化是至關重要的。在大修長遠規劃的基礎上，根據CANDU-6機組的特點及秦山三核目前的做法，建立大修關鍵路徑工作或次關鍵路徑工作的重大檢修窗口，為CANDU-6電站所共有，作為比較和提高的基礎。這些窗口是：
        (1)發電機解列至汽輪機停盤車；
        (2)核島主熱傳輸系統低水位運行(蒸汽發生器一次側渦流檢查)；
        (3)機組啟備變壓器(SST)檢修；
        (4)機組廠用變和主變(UST／MOT)檢修；
        (5)電站電氣母線停電檢修和備用柴油機檢修；
        (6)反應堆廠房高壓泄漏率試驗；
        (7)汽輪機解體檢修(包括高壓缸和低壓缸)；
        (8)壓力管基準檢查；
        (9)機組臨界后至并網。
        對上述9個重要檢修窗口的優化并形成標準化，對于縮短大修工期有很好的作用。在秦山三核的建議下，已經通過CANDU業主聯合會(COG)在CANDU電站內發起了一個名為“通過比較和大修準備的標準化來提高大修業績”的項目，旨在對上述檢修窗口實行標準化，通過COG各成員單位間的交流，達到優化和縮短大修工期的目的。
4  大修關鍵工作的優化
        在建立大修標準檢修窗口后，對于在窗口內需要完成的大修工作可進行專項研究和細化。此處對其中兩項工作的優化提出初步建議。
4．1  蒸汽發生器渦流檢查
        秦山三核現行的蒸汽發生器渦流檢查安排為每次大修期間對兩臺蒸汽發生器50％的“U”形管進行檢查，檢查工作最短紀錄為12天18小時。目前世界上最短的紀錄為9天6小時。在創造最短紀錄的電站，由于其允許對兩臺蒸汽發生器同時開口進行檢查，因此幾乎縮短了一半的工期。但在秦山三核，目前對蒸汽發生器一次側在低水位運行工況期間開口的數量有比較嚴格的限制，一般采取保守的策略，即每次安排對一臺蒸汽發生器一次側開口進行渦流檢查。
        通過停堆后衰變熱分析，可以確認主系統開  口應急情況下所需的恢復時間。在確保有足夠人  員在緊急情況下對系統開口恢復封閉的條件下，  可以參照其他電站安排兩臺蒸汽發生器的渦流  檢查同時進行。實施該建議的其他額外要求是增加一套渦流檢查設備和相應的檢查人員。
4．2  備用柴油發電機的檢修
        目前秦山三核的柴油機檢修均安排在大修期間。在前兩次大修中，柴油機檢修工作占用關鍵路徑時間。對于后續柴油機解體大修的年份，機組停堆大修的時間將相應地延長。目前在加拿大安大略發電公司(OPG)的CANDU電站，已經遇到了這樣的問題，即柴油機檢修工期遠遠超過既定的大修工期(35天)，若不實現在線檢修柴油機，則大修工期必須延長。
        秦山三核允許一臺柴油機在功率運行時退  出進行故障檢修。技術規格書中規定，在柴油機  故障時可以退出熱備用進行檢修，限制時間為  4周。而在其他情況下不允許在功率運行期間退出熱備用進行預防性檢修。這一點同時也體  現在年度的柴油機不可用指標上。以2005年為例，備用柴油機不可用指標≤0．01，即2005年  柴油機在機組功率運行期間主動退出熱備用進行檢修的時間不能超過3．65天。而一般柴油機  檢修(小修)均需要6天或以上。這就無形中限制了柴油機必須在大修期間進行檢修。
        根據秦山三核機組大修熱阱配置和管理細則要求，對于電站的四路電源，即主變和廠用變、啟備變、1號備用柴油發電機和2號備用柴油發電機，在大修期間只允許有一路退出進行檢修，其他三路必須處于運行狀態或可運行狀態。由于備用柴油發電機在每次大修中必須進行檢修，同時啟備變和主變／廠用變也要求在每次大修中進行檢修，因此使電氣檢修工作成為101、201和102大修期間的關鍵路徑。若不對該策略進行更改，則勢必延長后續大修的工期。
        鑒于此，在1號機組首次大修后，秦山三核專門組織專家通過概率安全分析(PSA)對備用柴油發電機功率運行期間檢修的影響進行評估分析。
        該分析報告對備用柴油發電機在功率運行期間而不是在大修期間進行檢修的可行性進行了系統的、全面的風險分析，其目的在于確認：
        (1)功率運行期間進行備用柴油發電機檢修對堆芯損傷頻率(CDF)和早期大量放射性物質外溢(LERF)的影響極小；
        (2)核安全管理當局對專設安全系統和技術規格書的要求完全得以滿足；
        (3)明確的風險管理要求及臨時措施得以減少備用柴油發電機功率運行期間檢修帶來的風險。
        PSA分析結果如下：
        (1)備用柴油發電機在正常運行期間進行檢修對停堆系統可利用率不產生任何影響，對應急堆芯冷卻系統和安全殼系統不可利用率的影響可忽略不計；
        (2)備用柴油發電機改為正常運行期間檢修對CDF和LERF兩個指標的影響可以忽略不計。CDF值從2．94E-06增加到3．05E-06，增加值為1．10E-07，低于美國核管會(NRC)導則RG 1．174所規定的CDF變化值接受標準值。對于LERF，由于正常運行期間檢修對反應堆廠房完整性及對安全殼系統的可靠性影響可忽略不計，因此相應的LERF也可以忽略不計。
        備用柴油發電機檢修是大修項目中的一項重要內容。通過使用PSA分析技術，結合目前的限制條件，最終實現備用柴油發電機正常功率運行期間的檢修策略是非常有實際意義的。對于電廠中其他冗余設備，也可以通過類似的分析方法，逐漸將部分傳統檢修項目從停堆大修轉移到正常功率運行期間進行。
5  預防性維修大綱的優化
       預防性大修項目是每次停堆大修中占有較  大比重的工作。優化預防性大修項目，減少大修  工作量，是大修工期優化進一步深化的方向。
       目前秦山三核已建立電站各系統預防性維修大綱。但各個系統間預防性維修項目標準不統一，項目分類不統一，沒有針對預防性維修項  目建立一個完整的歷史信息及規劃數據庫。每次大修項目的確定均需按個案處理，花費的人力資源較大，規劃性應可進一步改進。實際上目前國際上部分核電站開始采用以可靠性為中心  的預防性維修管理，對預防性維修的優化有很大的推動作用。
       為了進一步提高大修標準化管理，即實現大修項目標準化、維修評估標準化、運行準備標準化和計劃編制標準化等目標，目前正在對現有的預防性維修大綱進行整合和優化。
6  結束語
        結合秦山三核目前已經初步建立的大修長遠規劃，在建立標準檢修窗口的基礎上，不斷優  化各項關鍵工作的時間，同時通過預防性維修大綱優化，合理減少大修項目，秦山三期的大修  工期可以進一步縮短和優化。
參考文獻
      ［1]WANO GL2001—16 Guideline for the Management Of  Planned Outage at Nuclear Power Plant by World  Association Of Nuclear Operator 2002
         [2]IAEA—TECDOC—1315 Nuclear Power Plant Outage  Optimization Stratey by International Atomic Energy  Agency 2002
         [3]Strategies for Coping with Multiple Limiting Conditions  fOr Operation,jie WU
         [4]An Approach fOr Using Probabillsti cRisk Assessment  in Risk—Informed Decisions On Plant—Specific Changes IO  the Licensing Basis，NRC Regulatory Guide 1．174．Rev．1  Nov．2002
          [5]Status and Future Outlook fOr Regulation Of Nuclear  Power Plants in the US (a reulatory program for the 21st century)N.J.Diaz Chairman,U.SNRC April.21st,2004on the 37th JAIF ANNUAL CONFERENCE
       ［6］Application of Standard Maintenance Windows in PHWR Outage 14th International Conference on Nucler Engineering,Miami,Florida,U.S.A 2006 Fuming JIANC