核电厂的技术复杂、建设周期长,生产准备工作是新建核电项目在设计和建造阶段基本建设的重要组成部分,各项准备工作的质量直接影响到整个核电厂建设周期、投资成本以及未来核电运营成本与安全。
生产准备活动的主要内容包括生产组织机构调整、人员准备和培训、文件准备、生产设施和物资准备、调试参与和移交接产等方面,贯穿核电项目基本建设的全过程。作为生产准备工作的一部分,生产设施和物资的准备是确保新建核电项目顺利调试接产的物质保障,是核电厂从工程建设向生产运营过渡的重要“硬件”基础。因此,新建核电项目需要在总结既有经验的基础上不断提高生产设施和物资准备的管理水平,以促进核电厂快速与高质量的建设,满足我国经济社会快速发展的需要。
1 生产设施和物资准备的模式
生产设施和物资的准备模式与新建核电项目的建设模式息息相关。当前,项目业主单位小型化,建设单位专业化,由业主单位通过商务合同委托专业承包商进行项目建设与管理的模式已经成为目前核电建设的主要趋势之一,出于各方不同考虑,这种委托承包的形式也多种多样,主要有以下三种形式:
(1)采用总承包方式,将生产运行前的所有工作包括工程设计、建造安装和调试等全部委托一家承包商或多家承包商组成的联合体来承担,项目业主单位主要负责后续的接产运行。
(2)采用分包方式,将工程设计、建造、安装与调试工作分别委托给不同的承包商来承担,项目业主单位主要负责后续的接产运行。
(3)将工程设计、建造、安装、调试与生产运行等绝大部分工作全部委托给专业承包商承担。
不同的项目建设模式势必对核电项目的生产准备工作带来直接影响,而背后投资方、利益方的不同组成,也对生产设施和物资准备的内容、计划和实施等工作有着不可忽略的影响。这里选取当前新建核电项目主要采用的业主负责制模式,以核电项目建设采用总包或分包方式为基础进行讨论。
2 生产设施和物资准备的阶段任务
生产设施和物资准备是生产准备的一项重要工作,充足的物资供应是保证机组安全稳定运行的必要条件。
新建核电项目的绝大多数的生产设施和物资都包含在总承包合同中,由总包单位负责采购,但也有一些与机组生产密切相关的物资需要业主考虑,如首炉燃料、模拟培训设施、补充备品备件等在生产准备阶段要做好自主采购工作。新建核电厂在项目筹备初期就应建立完善的物资采购和管理体系,做好自主采购物资的准备计划和目标,并参照工程建造进度计划和实际工作需要来确定物资到货或设施投入运行的时间需求,做好生产设施和物资的准备工作。
本文讨论的生产设施和物资是指由核电项目营运单位负责准备并用于电厂调试运行的生产配套设施(如生产技术楼、培训中心、模拟体厂房、检修食堂等)、首炉核燃料、工器具(专用工具、通用工具、计量器具等)、备品备件、消耗性材料等方面。在工程总包/分包模式下,核电厂的调试和运行责任由新建核电项目的营运单位承担,因此在生产准备阶段做好生产设施和物资的准备规划是生产准备活动的重要内容,相关准备工作也按照生产准备的不同阶段顺序开展。新建压水堆核电项目的生产准备活动按照工程进展划分为以下三个阶段,具体如下:
总体策划阶段:工程前期准备--1号机组FCD.
全面实施阶段:1号机组FCD--1号机组220kV辅助电源可用。
接产和试运行阶段:1号机组220kV辅助电源可用--2号机组商运。
在总体策划阶段,生产准备处负责开展生产物资的需求分析,提出生产相关设施和物资准备计划,配合工程、设计等部门进行生产设施的规划及相关设计文件的审查,确定燃料组件及相关组件采购、全范围模拟机等工作的总体方案和总体计划,策划生产管理信息系统的实施方案。
在全面实施阶段,生产准备处拆分为若干生产相关部门并按照各自的职责跟踪生产设施的建设,落实生产物资、燃料组件及相关组件采购,跟踪全范围模拟机研制工作总体计划以确保其在1号机组220kV辅助电源投运前可用,同时该阶段基本完成生产管理信息系统建设。
在接产和试运行阶段,启动燃料到场后的实体保卫、应急演习和装料临界工作,并以接产为重点全面验证生产准备的工作质量,实现工程建设向生产的有序平稳过渡,该阶段将按照电厂正常运行和首次换料大修需求完成生产设施和物资的准备工作。
3 准备过程及相关要求
在生产准备的各个阶段,生产相关部门应指定专人负责规划、协调、跟踪和落实生产物资准备工作。在生产准备总体策划和全面实施阶段,生产准备处负责生产设施和物资准备的总体协调并定期召开沟通协调会议,及时掌握和了解准备过程中存在的问题并及时解决。生产准备、运行、维修、技术支持等各生产职能部门应密切配合物资采购和工程设计部门,开展采购技术规范要求、制造监理、出场验收、现场安装实施等各类技术工作。
3.1 生产设施的准备
新建核电项目的生产准备管理部门应提前明确总包合同范围外需要营运单位提前准备的生产设施的范围,以便后续有针对性的开展准备工作。如,位于厂前区的调试检修楼、培训中心、模拟体厂房、检修食堂、值班公寓等,不在总包范围内的化学实验室、环境实验室、计量实验室等,都需要在项目前期阶段予以考虑和规划。生产相关部门还应积极参与设计文件审查,密切跟踪包括总包合同范围内的各生产相关设施的准备情况,配合工程或调试等部门完成移交、验收等工作,这其中包括:
3.1.1 生产设施使用需求的增加或调整应及时协调设计、工程等部门落实,并及时跟踪反馈信息,重点关注环境、化学、计量、辐射防护等领域的功能实验室或检定室的设计和实施过程,保证功能和进度满足正常生产的需要。
3.1.2 参考成熟核电厂仓库建设和管理情况,考虑战略备件集团共享等因素,合理规划仓储设施;仓库的土建设计以满足两台机组需要为前提并留有适当余量,确保投用的仓储设施能够满足机组移交接产的需要。
3.1.3 根据成熟核电厂机加工经验和新建核电项目的实际情况,尽早做好机加工设备、检修车间、原材料等方面的准备工作。在管理模式上应考虑与机加工实力较强的企业建立合作关系,由其提供日常机加工的劳务人员和服务,其它大型部件可考虑委托专业厂家进行加工。行政后勤和信息文档等部门应根据核电厂正常运行的人员配置和调试高峰期的预计情况,准备足够的永久办公用房和临时办公用房,配备齐全的办公家具、电脑、通讯等设施,并考虑调试期间生产人员频繁联络和便于联络的需要。
3.2 首炉核燃料的准备
项目营运单位的生产准备或技术支持部门在生产准备的初始阶段即需要规划并逐步建立和完善核燃料管理机构,参与核燃料合同的谈判,负责设计制造文件审查、制造质量监督、出厂及到货验收。在首炉核燃料到达核电现场前一年应成立核材料管制办公室,负责电厂的核材料管制并配合执照申领部门完成许可证申请工作。
在核燃料到达现场取得《核材料许可证》,表明该核电项目在核材料的各项设施和管制方面获得了国家的认可,国家核安全监管部门给予授权范围内U-235的使用授权,这为核燃料的进入提供了条件,是核燃料进场的关键性节点。根据《核材料管制条例实施细则》(HAF501/01-1990)的要求,核电厂必须提前6个月向国家核安全局提交核材料许可证申请报告,并在实体保卫、厂房条件、核材料衡算管理等方面满足各项要求。
核燃料运输许可证的申请较为复杂,根据《放射性物品运输安全许可管理办法》(HAF701-2010)的要求,反应堆新燃料作为一类放射性物品管理,营运单位应组织编制“燃料组件运输环境影响报告书”和“燃料组件运输安全分析报告”,报核安全监管部门并取得核燃料运输批准书后,方可委托具有放射性物品运输资质的承运单位运输。因此,核电厂营运单位应制定详细的燃料运输和现场保管计划,并根据批注的计划开展工作,并于首炉核燃料到达现场前半年完成核燃料组件“运输批准书”的申请工作。
在堆芯首次装料前取得“首次装料批准书”是新建核电项目开展首次装料活动的重要条件之一。根据《核电厂安全许可证件的申请和颁发》(HAF001/01-1993)的要求,核电厂首次向堆芯装入核燃料前12个月需向国家核安全局提交《核电厂首次装料申请书》,同时提交有关支持文件;国家核安全局颁发《核电厂首次装料批准书》后,营运单位才可以开展堆芯首次装载核燃料、带核调试和按批准的计划提升功率、进行试运行。
3.3 全范围模拟机的准备
在生产设施的准备中应尤其重视全范围模拟机的开发建设,要将其列入专项工作计划及早策划并落实。生产相关部门应及时跟踪进度情况,配合采购部门参与相关的准备工作。
模拟机准备工作包括:模拟机设计与开发、模拟机模型集成、模拟机计算机购买、验收测试规程的编写与审核、出厂验收试验、现场安装及现场验收试验等。模拟机应不晚于首次装料前2年建成并投入使用,以满足运行人员培训的需求,为反应堆操纵人员的取照培训满足法规要求提供保障。
3.4 补充生产物资的准备
3.4.1 备品、备件与工器具的准备。为弥补总承包合同中备品、备件和工器具不足的影响,生产相关部门应做好相关采购计划的审核,根据实际需求提出补充采购计划,并配合采购部门提出技术要求和进度要求,以满足机组日常维修和大修的需要。准备工作主要内容包括:技术准备(如编码规则、仓库设计、技术规范书审查等)、电厂库存建立、仓库建立、物资接收、各种管理制度建立等。
电站的维修部门是全厂工器具的归口管理部门,在生产准备阶段应规划工器具管理机构,确定工器具配置、管理原则和模式,制定工具准备实施计划,进行人员准备和培训;设备采购部门负责备品、备件和专用工具的编码,并建立备品、备件数据库,建立“设备-备件”关联关系,实现备品、备件和工器具的数据库和编码管理。
电厂的调试、运行、安防、技术支持等专业领域常用工器具和计量器具应由各专业处室负责管理。使用部门指定人员对管辖范围内的工器具登记造册、发布库存信息并报工器具归口管理部门进行备案;使用部门应指定人员与计量管理部门进行接口并负责处室管辖范围内计量器具的计量管理。
生产相关处室各专业组或人员较多的班组可配备少量个人工具,可按照成熟电厂的良好经验进行选型和配备。
3.4.2 消耗性材料准备。生产用消耗性材料主要包括:生产用各类油品、气体、机加工材料、实验室材料、化学试剂等,应根据生产准备、接产和试运行的进度及耗材存放期限合理地提前准备。
生产耗材的需求计划由使用部门提出,由采购部门统一采购。采购部门应通过调研和资格审查,逐步建立可靠的生产材料供应商网络,通过与供应商的战略合作实现部份消耗性材料零库存;对于大宗常耗生产材料,应采用与本地供货商签订长期供货协议的原则,以降低库存、保证供应。
4 结语
截至2014年底,通过22台运行核电机组、4台出口核电机组和26台在建机组的工程实践,我国已在核电厂生产准备方面积累了一定的经验,认真总结、评估和交流这些经验是十分必要的。建设核电厂的最终目标是在确保核安全的前提下使机组经济高效地生产出高品质电能,作为与核电项目基建工作同时开展的生产设施和物资准备工作,是新建核电项目生产准备活动的重要内容,只有高质量的开展相关准备工作才能为电厂顺利开展调试以及后续安全稳定运行打好基础。
核电厂生产设施和物资准备工作涉及面广、持续时间长、任务繁杂,是由若干不同方面内容的阶段性任务所组成的。对于新建核电项目生产设施和物资的准备既面临着很大的不确定性,也面临着很大的机遇和挑战,但是在生产设施和物资准备方面的覆盖范围和基本要求是不变的,只要核电项目的决策层和管理者在项目准备初期能足够重视并配置充足的资源,生产准备领域工作质量和水平的提高是必然的。
参考文献
[1] 昝云龙。大亚湾核电站生产管理丛书-生产准备管理[M].北京:原子能出版社,2003.
[2] 周克非。新建核电项目审评中组织机构问题初探[J].核安全,2008,3(3)。
[3] 中核辽宁核电有限公司。辽宁徐大堡核电一期工程生产准备大纲[S].2014.