(中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

1 目的和意義

大修是核電站運(yùn)行生產(chǎn)活動(dòng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為保證下一運(yùn)行周期內(nèi)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須按照一定周期和計(jì)劃，執(zhí)行正常運(yùn)行期間無(wú)法進(jìn)行的維修、變更改造、檢查和試驗(yàn)等工作。目前，國(guó)內(nèi)的核電基地均擁有2臺(tái)或2臺(tái)以上的機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組有上萬(wàn)條預(yù)防性維修項(xiàng)目，為了科學(xué)有序的安排多臺(tái)機(jī)組的大修工作，需制定大修中長(zhǎng)期規(guī)劃，對(duì)未來(lái)五到十年的大修類型、循環(huán)長(zhǎng)度、大修工期、大修項(xiàng)目等進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。在確保機(jī)組安全可靠性的前提下，合理調(diào)配各項(xiàng)資源，為大修順利實(shí)施創(chuàng)造有利條件，為公司經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)的提升奠定基礎(chǔ)。

2 大修規(guī)劃制定流程

大修規(guī)劃是綜合考慮法規(guī)要求、大修策略、電網(wǎng)需求、企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)等因素制定的，與公司經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、發(fā)電規(guī)劃、成本規(guī)劃、燃料規(guī)劃、物資規(guī)劃等密切相關(guān)，其制定流程主要分為圖1中四個(gè)階段。

圖1 大修規(guī)劃制定流程

大修類型確定和大修重點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)劃主要針對(duì)單臺(tái)機(jī)組，這兩個(gè)因素決定了大修工期的長(zhǎng)短。同時(shí)，大修工期又反過來(lái)指導(dǎo)大修項(xiàng)目的規(guī)劃安排。大修分布規(guī)劃主要針對(duì)多機(jī)組，關(guān)注企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，統(tǒng)籌調(diào)配人力、物資等大修資源。大修的分布決定了年度大修次數(shù)、年度大修天數(shù)，進(jìn)而決定了公司的年度發(fā)電業(yè)績(jī)。

3 大修策略

根據(jù)工期長(zhǎng)短和標(biāo)志性項(xiàng)目，核電站大修通?？煞譃槟甓却笮?、十年大修、短大修三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)類型。中核運(yùn)行有7臺(tái)壓水堆機(jī)組和2臺(tái)重水堆機(jī)組。結(jié)合多年大修經(jīng)驗(yàn)，采取了“長(zhǎng)短結(jié)合，均衡分布”的大修策略，即所有機(jī)組均設(shè)置年度大修、十年大修。在十年大修中集中實(shí)施重大周期性項(xiàng)目和重大變更改造項(xiàng)目；在年度大修中平衡項(xiàng)目工作量，工期均衡。另外，壓水堆機(jī)組增設(shè)了以汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組全面檢修為關(guān)鍵路徑的五年大修，以便于主機(jī)軸系中心調(diào)整并集中安排工期較長(zhǎng)的項(xiàng)目。目前，中核運(yùn)行的壓水堆機(jī)組尚未規(guī)劃和實(shí)施無(wú)低低水位的短大修，若要實(shí)現(xiàn)，須對(duì)在役檢查大綱進(jìn)行修改。

以M310機(jī)組為例(圖2)，長(zhǎng)燃料循環(huán)改造后，M310機(jī)組6個(gè)運(yùn)行周期執(zhí)行一次十年大修，兩次十年大修中間視情況安排一次五年大修，其余為年度大修。

4 大修重點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)劃

大修重點(diǎn)項(xiàng)目包含數(shù)據(jù)庫(kù)里的周期性項(xiàng)目和變更改造、糾正性維修等非周期性項(xiàng)目，其中的周期性項(xiàng)目應(yīng)是大于一個(gè)運(yùn)行循環(huán)的項(xiàng)目。大修重點(diǎn)項(xiàng)目應(yīng)具有以下一個(gè)或多個(gè)特征：嚴(yán)重影響機(jī)組設(shè)備可靠性，直接或潛在影響大修工期，受場(chǎng)地、物資、外部協(xié)作等資源或技術(shù)條件限制，成本較高等。大修重點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)劃的目的是通過合理安排重點(diǎn)項(xiàng)目的檢修時(shí)機(jī)，確保重要設(shè)備的安全可靠性，有效控制大修工期，同時(shí)為更優(yōu)化的技術(shù)、商務(wù)、物資準(zhǔn)備創(chuàng)造條件。

現(xiàn)以中核運(yùn)行M310機(jī)組為例，分析大修重點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)劃的方法。經(jīng)詳細(xì)分析和經(jīng)驗(yàn)反饋，識(shí)別出表1中大修周期性重點(diǎn)項(xiàng)目。同時(shí)，重大缺陷處理和重大技術(shù)改造也列入重點(diǎn)項(xiàng)目清單，進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。

表1 M310機(jī)組大修重點(diǎn)項(xiàng)目

重點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)劃需遵循以下原則：

1)項(xiàng)目工作量與大修類型、大修工期相匹配。工期較長(zhǎng)的項(xiàng)目?jī)?yōu)先安排在五年大修、十年大修等工期較長(zhǎng)的大修中實(shí)施。例如，秦山第二核電廠應(yīng)急柴油機(jī)有五年檢修和十年檢修項(xiàng)目，均工期較長(zhǎng)，因此，應(yīng)在十年大修和五年大修中安排一臺(tái)應(yīng)急柴油機(jī)的檢修。另一臺(tái)的檢修工作則安排在十年大修和五年大修前的年度大修中執(zhí)行。

2)需串行檢修的項(xiàng)目應(yīng)盡量安排到不同大修中執(zhí)行，避免延長(zhǎng)大修工期。例如：不同列核島6 kV配電盤的檢修、不同應(yīng)急柴油機(jī)的全面檢修、不同列重要廠用水系統(tǒng)泵組和鼓型濾網(wǎng)的全面檢修、主變/輔變的全面檢修等，均應(yīng)盡量分散大修安排。

3)避免共模故障。例如余熱排出泵、上充泵、主蒸汽氣動(dòng)隔離閥的解體工作，需盡量錯(cuò)開大修安排。

4)避免設(shè)備重復(fù)隔離，充分考慮項(xiàng)目開展的同步性。例如：泵體和電機(jī)的解體、容器內(nèi)檢和相關(guān)閥門的檢修，都應(yīng)盡量同步安排；6 kV配電盤與下游380 V配電盤、相關(guān)低壓控制電源的檢修應(yīng)盡量同步以減少停電次數(shù)和再供電操作；核安全相關(guān)設(shè)備的檢修應(yīng)盡量結(jié)合上游電源的檢修安排執(zhí)行窗口，避免出現(xiàn)A列配電盤檢修的時(shí)候安排B列設(shè)備檢修的情況。

5)充分考慮檢修空間和檢修資源(人力、備件等)的限制。

5 大修工期分析

大修重點(diǎn)項(xiàng)目中長(zhǎng)期規(guī)劃是大修工期制定的基礎(chǔ)。確定大修重點(diǎn)項(xiàng)目后，需要估算各項(xiàng)目所需工時(shí)，找出占關(guān)鍵路徑的項(xiàng)目，利用關(guān)鍵路徑法測(cè)算大修工期。大修工期的測(cè)算應(yīng)基于當(dāng)前階段核電站正常的檢修能力。對(duì)于已執(zhí)行過的大修項(xiàng)目，工時(shí)主要以歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)。對(duì)于未執(zhí)行過的項(xiàng)目，主要通過專家判斷法、類比估算法等方法估算工時(shí)[1]。

現(xiàn)以秦山第二核電廠M310機(jī)組年度大修為例，說明大修計(jì)劃工期確定的方法。

表2 M310機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)年度大修工期測(cè)算

壓水堆M310機(jī)組的大修大體上可以分為表2中三個(gè)階段。其中大修停機(jī)過程(M0～M3)和啟機(jī)過程(M8～M13)每次大修的工期相差不大，每次大修工期的區(qū)別主要體現(xiàn)在M3～M8這個(gè)階段。通過對(duì)各階段工期歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，標(biāo)準(zhǔn)年度大修的工期測(cè)算為32 d。制定大修中長(zhǎng)期規(guī)劃時(shí)，通常在目標(biāo)工期的基礎(chǔ)上增加3 d預(yù)留工期，因此標(biāo)準(zhǔn)年度大修的計(jì)劃工期為35 d。

經(jīng)窗口分析和經(jīng)驗(yàn)反饋，若在年度大修中安排以下預(yù)防性維修項(xiàng)目會(huì)占關(guān)鍵路徑，有很大幾率突破目標(biāo)工期：柴油機(jī)全面解體檢查、主變內(nèi)檢及濾油、主泵及其電機(jī)全面解體檢查。以上項(xiàng)目無(wú)法都放在十年大修或者五年大修中執(zhí)行，必然會(huì)有部分項(xiàng)目落在年度大修中，這樣的年度大修稱為“非標(biāo)準(zhǔn)年度大修”，大修計(jì)劃工期應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。

經(jīng)過對(duì)各種大修類型進(jìn)行工期測(cè)算，中核運(yùn)行現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)大修的計(jì)劃工期如表3所示。

表3 中核運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)大修計(jì)劃工期

在保證設(shè)備安全和質(zhì)量的前提下縮短大修工期，是公司提升業(yè)績(jī)的重要手段。檢修技術(shù)水平、大修組織管理水平和大修規(guī)劃水平等對(duì)大修工期均有重大影響。從大修規(guī)劃的角度，可以通過以下途徑對(duì)大修工期實(shí)現(xiàn)優(yōu)化：

1)優(yōu)化重大項(xiàng)目的檢修時(shí)機(jī)。使項(xiàng)目工作量與大修類型、大修工期匹配，分散安排需串行檢修的重點(diǎn)項(xiàng)目。

2)優(yōu)化項(xiàng)目周期設(shè)置。比如相同隔離條件的重點(diǎn)項(xiàng)目周期是否能優(yōu)化為一致、有替換關(guān)系的重點(diǎn)項(xiàng)目周期是否能設(shè)置為整數(shù)倍關(guān)系等，通過這些優(yōu)化減少設(shè)備隔離、檢修次數(shù)。

3)充分利用電網(wǎng)調(diào)停窗口、機(jī)組小修消缺窗口，執(zhí)行部分原應(yīng)在大修期間執(zhí)行的項(xiàng)目，尤其是占大修關(guān)鍵路徑的項(xiàng)目，減少大修期間的工作壓力。

4)挑選合適的大修，實(shí)現(xiàn)短工期的突破。在滿足大綱周期要求的情況下，合理調(diào)開占關(guān)鍵路徑的項(xiàng)目(例如調(diào)開配電盤檢修和低低水位閥門檢修)，為實(shí)現(xiàn)短工期大修創(chuàng)造條件。

6 大修分布規(guī)劃

由大修重點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)劃梳理分析出各次大修的關(guān)鍵路徑，得到各次大修的計(jì)劃工期，結(jié)合平均大修周期和上次大修結(jié)束時(shí)間，構(gòu)建出大修分布規(guī)劃的初步框架。以此為基礎(chǔ)，測(cè)算出每年發(fā)電量、機(jī)組能力因子等重要指標(biāo)，結(jié)合公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)、大修重疊情況等對(duì)燃料循環(huán)、大修工期等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，最終形成大修分布規(guī)劃。

大修分布規(guī)劃的制定需遵循以下幾個(gè)原則：

1)滿足核安全相關(guān)法規(guī)制度、運(yùn)行技術(shù)規(guī)范的要求。

2)考慮社會(huì)用電需求。大修應(yīng)合理避開迎峰度夏用電高峰并合理利用春節(jié)、國(guó)慶等社會(huì)用電低谷。中核運(yùn)行核電機(jī)組供電華東電網(wǎng)， 7～8月用電需求尤其緊張，因此應(yīng)盡量避免在7～8月進(jìn)行大修。近年來(lái)，春節(jié)、國(guó)慶等重大節(jié)假日，中核運(yùn)行越來(lái)越多的機(jī)組需要參與降功率或調(diào)停。為減少機(jī)組調(diào)停帶來(lái)的電量損失，可視情況利用上述社會(huì)用電低谷進(jìn)行大修，但需注意大修結(jié)束時(shí)間避開節(jié)假日，因?yàn)楣?jié)假日機(jī)組并網(wǎng)操作和升功率活動(dòng)將受到限制。

3)滿足燃料管理策略。大修的布置要在滿足燃料管理策略的前提下進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)目前中核運(yùn)行壓水堆機(jī)組的燃料管理策略，機(jī)組達(dá)到平衡循環(huán)后，一般通過換料時(shí)增減4組新燃料組件，實(shí)現(xiàn)循環(huán)長(zhǎng)度調(diào)整最長(zhǎng)25 d左右。例如，秦山第二核電廠4號(hào)機(jī)組第6個(gè)循環(huán)多裝載了4組新燃料，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)長(zhǎng)度的延長(zhǎng)。必要時(shí)也可采用降功率延伸運(yùn)行和犧牲燃料燃耗深度的方法對(duì)循環(huán)長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。例如，為避免其他大修重疊，秦山第二核電廠2號(hào)機(jī)組第11個(gè)循環(huán)延伸運(yùn)行十多天。重水堆機(jī)組的大修時(shí)間不受燃料策略限制，大修分布具有一定靈活性。

4)滿足公司經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)需要。規(guī)劃中重點(diǎn)關(guān)注年度發(fā)電量和機(jī)組平均能力因子，使其每年較為平均并維持在較高水平。合理調(diào)整跨年或跨年前后大修的開始時(shí)間，是調(diào)整年度發(fā)電量的有效方法。必要時(shí)也通過調(diào)整重點(diǎn)項(xiàng)目規(guī)劃以調(diào)整大修工期。中核運(yùn)行還通過調(diào)整方家山2臺(tái)機(jī)組長(zhǎng)循環(huán)實(shí)施計(jì)劃，將其由第4次大修提前至第3次大修實(shí)施，避免了公司經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)過度起伏的情況。

5)合理調(diào)配人力、物資等大修資源，避免資源緊張。中核運(yùn)行9臺(tái)機(jī)組，組織管理上，分為秦山第一核電廠，秦山第二核電廠1、2號(hào)機(jī)組，秦山第二核電廠3、4號(hào)機(jī)組，秦山第三核電廠，方家山共5個(gè)生產(chǎn)單元。大修分布上應(yīng)避免同一生產(chǎn)單元兩臺(tái)機(jī)組大修時(shí)間發(fā)生重疊，避免公司3臺(tái)機(jī)組大修時(shí)間發(fā)生重疊。同時(shí)，對(duì)同一批人員操作的項(xiàng)目的時(shí)間窗口也需要錯(cuò)開安排，涉及外部支持的項(xiàng)目計(jì)劃窗口盡量避免落在重大節(jié)日期間，以免對(duì)方人員難以安排。

經(jīng)過充分分析和調(diào)整，中核運(yùn)行大修中長(zhǎng)期分布規(guī)劃有效控制了每年大修重疊天數(shù)，控制了7～8月間的大修次數(shù)，并合理利用了春節(jié)和國(guó)慶安排大修。每年大修次數(shù)維持在5～7次，年度電量保持在500億kW·h左右。

7 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，中核運(yùn)行大修業(yè)績(jī)節(jié)節(jié)攀升，大修工期“30目標(biāo)”在各堆型機(jī)組上全部實(shí)現(xiàn)。大修業(yè)績(jī)不斷提升，大修規(guī)劃的作用不容忽視。與世界上很多優(yōu)秀的核電站相比，國(guó)內(nèi)核電站在大修業(yè)績(jī)優(yōu)化方面還有不斷提升的空間。今后大修規(guī)劃工作還需不斷探索創(chuàng)新，使其更具有適應(yīng)性和前瞻性，能更好平衡安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電廠利益最大化。