核測系統技術改造項目管理與實施研究

盧 建，李嘉淵，葛孟，朱鵬飛

（1.中核核電運行管理有限公司 維修三處，浙江 海鹽 314300；2.海鹽縣科技服務中心，浙江 海鹽 314300；3.中核核電運行管理有限公司 大修管理處，浙江 海鹽 314300）

0 引言

反應堆堆外核功率測量系統（以下簡稱核測系統或RPN）是利用中子探測器實時監測反應堆功率、功率變化率和功率分布狀況，實現對反應堆的實時測量、監視和控制保護功能[1]。

RPN系統設備屬于核安全1E級的重要關鍵敏感類設備。設備功能的可靠性決定了反應堆功率運行期間的監測穩定性，是機組實現核安全保護和反應堆控制的重要手段。技術改造項目實施面臨諸多問題，要求技術改造在前期項目準備和現場管理環節做好充足的計劃和安排，這是解決設備改造現場問題的最有效、最直接、最經濟的手段[2]。

圖1 堆外核測整體技術改造圖例Fig.1 Overall technical transformation diagram of the nuclear test outside the reactor

1 組織機構

RPN系統整體功能技術改造是一項多部門協作、多時空維度施工的重大檢修項目，在設備安全、輻射防護、人員安全等方面存在各類風險。因此，必須具備完善的項目組織機構，如圖2。

圖2 堆外核測系統技術改造項目組織機構Fig.2 Organizational structure of the technical transformation project of the external nuclear testing system

1.1 技術部門

技術部門牽頭技術改造項目，牽頭內部各項會議、流程審批、部門協調等事項，如圖3。項目初期作為設備管理部門，需審核設備出現不良現象，以評估現場設備狀態，研究分析后得出設備需進行整體技術改造、替代與優化。在確認需改造后，同步進行改造方向調研和流程審批，調研需從不同類型電站的設備應用情況、廠家供貨情況、研究設計院最新技術等方面展開。

圖3 堆外核測系統技術改造項目流程圖Fig.3 Flow chart of the technical renovation project of the external nuclear testing system

項目前期需組織研究院部門、維修部門、潛在供貨廠家對現場設備進行研究，制定初步產品設計技術規格書。在執行合同簽訂階段，需與供貨廠家就技術改造整體技術要求和重點技術變更優化項展開討論。在項目中期合同簽訂后，把控項目流程，協調各部門制定初步設計方案、最終設計方案、項目節點、重點階段測試計劃和設備廠家驗收，直至技術改造設備出廠驗收。在項目后期，確認設備到廠驗收、開箱確認、設備功能驗收測試并長期驗證。在大修實時技術改造中，協調各方面資源協助維修部門實施現場技術改造，監督設備調試，見證設備整體功能驗收，直至項目完成。在項目終期，與維修部門分析設備運行狀況，確認設備達到技術改造要求，在質保期內未發生任何設備質量問題，最終完成技術改造完工確認[3]。

1.2 維修部門

在項目初期主要配合技術部門開展工作，提供設備歷年運行經驗和目前設備運維狀態，評估設備質量可靠性。

在設備調研階段，協助技術部門對重點運維問題進行核實，提出現場功能需求和運維經驗交流。

在項目中期，提供現場核實清單、圖紙和數據清單，審核初步設計方案，審核詳細設計方案，生產區監督設備組裝和功能測試，生產區見證設備驗收測試，設備到貨后廠區驗證還有功能測試等工作。

在項目后期大修現場技術改造階段，負責現場準備，新設備運輸和安置，原設備拆卸和安置，新設備安裝、調試和功能測試，各階段工作文件審核，方案制定，人員監督，工器具和物料保障，工作任務分解和執行清單等工作。

在項目終期，密切關注技術改造后新設備現場應用狀況，利用必要的數據分析和對比論證來保障設備質量可靠，設備功能滿足設計需求[4]。

1.3 設計部門

設計部門作為核級設備設計與安全監管部門，主要負責輸入輸出點位清單、邏輯清單、功能清單和關鍵功能技術支持等工作。

在項目初期收集整體原設計資料、現場實際設備情況，以及廠家原制造驗收文件等，同時就維修和技術部門提出的原設備設計問題、運維不足問題和建議優化方向進行評估和驗證，給出合理、科學的意見。在項目中后期，主要配合設備現場調試驗證相關的技術支持服務工作，解答功能設計、軟件算法相關內容。

1.4 供貨廠家

供貨廠家作為堆外核測設備的供貨方，需具備對外核測系統設備設計核計資質和制造，設計核計資質主要包含對系統內部和外部的邏輯設計、電路設計等。

在項目初期，供貨廠家作為潛在合作方需提供設備應用業績，本次改造初步方案和最新技術先進性，建立組織機構。

在項目中期合同簽訂后，供貨廠家需制定項目計劃節點、任務分工，及時完成初步設計、詳細設計、采購進度、安裝進度、功能測試進度和調試進度等，在重要節點聯系項目組執行駐廠監督和見證工作。

在項目后期，提供包括設備實體、軟件備份、測試調試記錄、設備圖紙文件等內容，在項目組確認完成設備驗收后，整體規范運輸至電廠。

設備到貨后，需在核安全監管部門、技術部門、維修部門、設計部門的見證下，對設備的數量、完整性、功能進行核實[5]。

1.5 維修支持部門

維修支持部門主要職責包含設備運輸、現場環境控制、工器具和耗材準備等事項。

設備運輸主要包含設備入庫運輸和設備出庫運輸，保障設備運輸的安全性。在大修期間，安置臨時空調或風扇保障作業空間溫濕度，給與技改設備標準運行環境；提前制定設備安裝、調試期間需要的合格工器具和耗材數量和清單，防止實際需求不足影響工作效率。

1.6 大修計劃部門

大修計劃部門主要職責包含保障實施計劃工期、設備運行先決條件。

堆外核測系統作為反應堆持續監測堆芯中子注量率的唯一手段，在裝料及后續啟堆過程中作為決定性的先決條件之一。本次核測技術改造所在短大修總工期約20～22天，項目實際工期約3～5天，先決條件（上游電源、冷源、通風）的及時投用可以給設備預留充足的調試和問題處理時間，避免占用主線造成狀態停滯。

1.7 消防保衛部門

消防保衛部門主要職責包含設備進出安全核查和現場動火施工安全監督。

在項目過程中，保衛部門要對設備與人員進行仔細清點記錄和檢查，避免無關人員或物資違規進出。在設備拆卸和安裝過程中，需要對部分設備進行電焊、切割或電洛鐵等動火作業，需嚴格遵守動火作業規范，消防部門在作業期間實時監督，規范作業，保障人員和設備安全。

1.8 質量監督部門

質量監督部門主要職責包含項目過程安全監督和工作質量監督。

為保證項目實施管控的規范化和標準化，達到安全、質量、進度全面受控的目標，質量監管部門需與維修部門一同制定核測技術改造安全管控方案。

2 項目節點

節點分為工期節點和任務節點，工期節點以時間段為限，任務節點以完成重要任務事項為限。核測技術改造節點以時間軸為主，分解任務為輔制定。雙機組核測技術改造項目總周期約3年半，項目啟動至合同簽訂約12個月，至設備到貨A機組約30個月，至設備到貨B機組約39個月，至B機組大修現場完成約42個月，計劃總工期至少應保證30個月，廠家生產周期至少應保證15個月，如圖4。

圖4 項目節點圖例Fig.4 Project node diagram

2.1 調研階段

調研階段一般6個月左右，主要包含現場設備評估、外部電廠應用反饋、潛在供貨廠家交流和編寫初步技術規格書工作。

評估現場設備需收集設備投運后的歷年運維數據、故障率、故障類型、設備短板、停產情況、老化趨勢、遺留問題、運維問題等。

外部電廠應用反饋對國內各電廠的核測產品應用情況進行交流，在設備穩定性、設備安裝調試經驗、工況運行問題、設備可靠性等方面進行討論，對標各電廠核測運維項目、故障處理經驗、設備功能、信號邏輯等方面。

在確定潛在供貨方后，及時與潛在供貨廠家就本次項目實施范圍、原設備問題、新設備功能方向、新產品技術應用和廠家供貨產品應用業績進行技術交流。

在內外部充分的技術評估和分析后，編寫初步技術規格書等技術改造相關文件，有序推進技術審批和商務流程。

2.2 合同采購階段

合同采購階段一般6個月左右，主要包含商務招標、廠家投標、技術與商務評標和最終合同簽訂。

2.3 初步設計階段

初步設計由設計部門完成，在合同簽訂后1～2月內提交給技術部門、維修部門和供貨廠家，主要包含系統功能圖、系統I/O清單、系統定值清單、系統AD圖、通訊清單及軟件功能等內容，經各部門組織的設計評審會議確認后生效，最終由供貨廠家依據初步設計文件進行系統詳細設計[6]。

2.4 詳細設計階段

供貨廠家在初步設計后9個月內完成工程設計及硬件采購、組裝內容。工程設計由系統及設備硬件設計、軟件設計組成，硬件設計在初步設計完成后6個月內完成，軟件設計在硬件設計完成后3個月內完成。在工程設計階段，依據生效方案采購標準電子板件、板件框架、機柜框架、筆記本電腦及耗材，采購完成后依據設計方案進行柜體布線和零部件組裝，如圖5。

圖5 詳細設計階段圖例Fig.5 Detailed design stage diagram

2.5 功能測試階段

供貨廠家在詳細設計結束4個月內完成功能的單項測試和聯動測試內容。

單項測試計劃工期約2.5月，包含2個源量程通道測試、2個中間量程通道測試、4個功率量程通道測試、4個tester測試、1個RPDM測試、1個CONTROL測試、1個次高選模塊測試、5組開關電源測試等，以確認單項功能滿足要求。

聯調測試計劃工期約1.5月，包含不同通道間的切換測試、工程師站通訊測試、控制處理設備響應測試、系統功能測試及系統精度測試等，以確認整體功能滿足要求。維修和技術部門需在聯調階段安排駐廠，全程監督與見證各項聯調工作，以確保聯調工作按要求準確執行[7]。

2.6 包裝運輸驗收

技術部門和維修部門在供貨廠家完成聯調測試后，開展廠家驗收并在1～2周內完成。驗收內容包含系統設備數量、設計文件、安裝文件、測試文件，以及對重點功能內容進行重新見證，確保出廠前設備滿足技術改造要求。首次驗收完成后，供貨廠家對設備進行包裝、運輸，如必要對重要部件解體、封裝，確保2個月內到達中國海關。經1～2個月的清關安全檢查后，由物流運輸至核電廠區，項目組各部門聯合開箱見證、驗收和設備入庫。

2.7 仿真調試運行

仿真調試運行的原理為：將入庫技改設備當作測試對象，組裝成型后，利用模擬信號、采集和顯示模塊對系統進行整體功能驗證、整體精度驗證和仿真工況運行。仿真調試運行計劃1～2個月工期，在確保場地和環境安全可靠的情況下，持續對設備進行仿真拷機運行和定期功能驗證檢查，對安裝人員、調試人員進行培訓和觀察，利用實體對象模擬實施安裝、接線、測試過程（不接觸），進一步完善實際操作方案，提升可執行性、熟練度，優化操作順序和流程，實現最安全、最高效、最可靠的安裝與調試過程[8]。

2.8 安裝、調試運行

核測技術改造設備安裝與調試由維修部門負責，其他部門配合實施。根據短大修計劃工期推算技術改造工期約4～6天，項目工期短，項目眾多，目前計劃設備拆卸工期1天、設備安裝工期1天、設備接線和初步調試工期1天、設備聯調工期1天，各部門兩班倒24h作業，安裝隊3組并行施工，001AR和003AR為1組、002AR和004AR為1組、005AR和主控設備為1組，調試隊3組并行實施，A列1組、B列1組、配合組，保證系統各項工作一次性合格。設備安裝完成后，調試組依次執行調試大綱和驗收方案，技術部門和維修部門項目執行負責人需現場見證和監督，各參數設置和輸入輸出精度在設計范圍內，保障系統在投用運行后，功能滿足現場需求且一次合格[9]。

2.9 文件驗收

文件驗收主要包含設計部門文件和供貨廠家文件。

設計部門文件主要包括：總體技術方案編制、設備（不含探測器和電纜）采購技術規格書、第一階段系統手冊、第二階段系統手冊、第三階段系統手冊編制、I/O清單、整定值手冊、報警手冊、電纜清單等。

供貨廠家文件主要包括：工程采購與制造進度表、系統功能圖、機柜尺寸及布置圖、系統設計規范、源量程軟件功能、中間量程軟件功能、功率量程軟件功能、工程師站軟件功能、控制軟件功能、試驗軟件功能、質量管理手冊、工程質量計劃、子供應商名單、硬件制造質量計劃、軟件設計質量計劃、設備尺寸及機械接口、通信接口信息、電氣接口信息、RPN機柜電氣特性等文件[10]。

3 總結

堆外核測技術改造項目管理主要作用是優化項目流程，提高項目執行效率。該項目管理模式細化多個負責人，明確各組織權利和義務，項目計劃與執行同步，動態地反映最新進展，讓整個過程有序、可控。采用項目管理，過程有計劃、有控制，結果有評審，歷史工作可追溯，目標質量通過測試檢驗，產品質量、服務質量有保障。