核电厂调试介入安装阶段的质量管理探讨

发表时间:2021/5/14   来源:《中国电业》2021年2月第4期   作者:马勇 李志鹏
[导读] 核电厂调试阶段设备和系统的整体安全性尚处于验证阶段
        马勇  李志鹏
        中国核电工程有限公司华东分公司  浙江 嘉兴 314300

        摘要:核电厂调试阶段设备和系统的整体安全性尚处于验证阶段,设备和系统可能存在“跑、冒、滴、漏”以及设备损坏和人员伤害的风险,此外,土建、安装和运行在此阶段处于交织状态,立体作业和交叉作业多;同时,调试阶段系统设备“带压、带能”,如操作失误将导致质量事件/事故。调试阶段质量事件表明,调试介入安装阶段后设备和系统质量管理的边界不明确,隔离被破坏等因素导致的质量问题居多。本文基于华龙一号海外首堆K-2/K-3机组调试现场质量管理实践,对调试介入安装阶段后的系统和设备的的隔离的质量管理进行探讨,明确在此阶段的质量管理责任范围,为后续海外其他调试项目调试提供指导。
        关键词:调试 介入 安装  质量 探讨
         
0  引言
        核电厂整个寿期包括厂址选择、设计、建造、调试、运行和退役等6个阶段,调试阶段属于独立的阶段,是在良好设计、制造、建安的基础上,为证实核电厂设备、系统和构筑物能否正确的执行其功能,并消除在此期间发现的缺陷,从而保证期性能符合设计要求和有关准则的过程。调试阶段具有:
        (1)验证性;
        (2)工期紧、工作连续性强;
        (3)接口单位多;
        (4)与建造和运行阶段不能截然分开等特点。
        基于调试阶段的不同特点,调试安全风险管理方面不同于设计、建造和运行阶段,调试阶段安全风险的特点具有:
        (1)调试质量的影响因素多;例如设计、设备制造、建造安装、异物、环境等均对调试安全管理具有一定的影响;
        (2)对调试质量管理人员的专业技术要求高,调试专业细分程度高,因此决定了质量管理人员不但需要掌握常规的基本知识外,还要具备必要的专业知识和技能;
        (3)安全风险大,由于设备和系统处于调试阶段,对设备和系统的整体安全性尚处于初始验证阶段,设备和系统不可避免的存在“跑、冒、滴、漏”以及设备损坏和人员伤害的风险。
        针对调试的特点,探讨调试介入安装阶段后,关于系统和设备的管理权限和隔离的问题,避免发生质量问题,为后续的核电厂调试和安装等过程控制提供有效的管理思路和规范化的管理手段。
1  EESR及介入的特点
1.1  EESR管理
        EESR (End of Erection Status Report)安装竣工状态报告,指安装承包商在系统完工后提交的竣工文件包,是安装活动和调试活动之间的接口文件,涵盖了安装承包商执行的合同范围内的安装活动。该文件包的签署,证明该系统或设备安装已经完成,具备向调试移交的先决条件,系统和设备将进入联调阶段。调试从施工管理部门接管该系统,并对该系统根据隔离管理程序进行隔离、挂牌和上锁,此时,任何单位和个人不得以任何理由破坏调试隔离边界,擅自解除调试隔离牌和开动隔离锁。其他单位如果需要在移交调试的系统开展相关工作,必须到调试隔离办申请工作许可,在得到调试计划工程师、隔离经理的许可后并办理介入工作单后,方能开展相关工作。
1.2  调试介入安装以及其他单位介入调试的特点
        由于受现场客观因素及相关进度节点的影响,部分系统的EESR不能及时实现,而尚未EESR的系统又就急需满足功能或节点的要求;此时,由施工管理部门组织建安单位、调试单位共同协商,到安装单位办理调试介入工作单,调试便介入到安装阶段,将该系统尽快调试完成,具备使用和生产条件。但由于该系统个别功能不具备移交调试的条件,所以调试介入安装的系统具备生产条件后,调试将退出该系统的管辖,将相关系统的管辖转移到建安单位,关闭调试介入工作单。待系统具备移交调试条件后,重新进入EESR流程。调试介入安装期间的设备、系统的安全管理需要根据介入系统和隔离边界来划定具体的范围和管理原则;具体原则为:调试提出介入范围,安装单位实施相关隔离工作(包括隔离/占用、上锁、挂牌)并做好内部安全交底,通知并做好本单位的交叉作业管理。
        事实证明,调试介入安装阶段的质量风险较大,调试阶段的质量事件在此阶段发生较多,例如某核电厂发生阀门漏水导致设备被水淹、系统不具备相应功能而导致跑、冒、滴、漏等质量问题;因此,调试阶段质量管理需要重点关注调试介入安装阶段的相关工作。同样,系统EESR后,如果安装或运营等单位需要介入调试阶段进行维修、消缺或技改等工作,都必须按照上述要求,申请介入工作单,同时将介入范围内的安全风险管理做好分析,对介入的系统和设备纳入各自单位的管辖,进行隔离、挂牌和上锁,设备和系统以及介入单位的人身安全,由各自单位负责;同时调试对已经EESR的系统做好监管。介入单位的安全管理部门应确保隔离边界的完整性和有效性。
        正常调试流程和调试介入安装流程的区别见图1。
        
        图1 正常调试流程和介入安装调试流程的区别
1.3  总承包模式下与分包模式下的调试介入的特点
        在CNPE总承包模式下,所有建安单位的安装进度和安全状况均在总承包项目部管控范围内,质量管理的风险是已知的且能够得到有效的预控,调试部门接口部门和配合部门的指令单一,调试介入后,相关问题可由调试部门统一协调指挥,以调试为主线,建安单位配合,可由顺序作业更改为平行作业,将对整个核电工程的进度提供保障,能够有效缩短调试工期,降低成本。所以在保证安全的前提下,国内CNPE总承包项目部的调试介入安装有利于系统早日实现既定的功能,为总的节点目标提供有利的技术支撑。
        在k-2/k-3项目的分包模式下,调试介入安装对调试的质量管理提出了新的挑战,由于参建单位众多,接口关系复杂,同时鉴于调试合同范围及总承包单位管理问题,调试在系统EESR之前的话语权和管理权几乎为零;当调试介入后,相关的系统和设备依旧存在交叉作业和立体作业,即便调试在介入安装后,实现了系统功能,依旧存在功能被建安单位更改,导致试验重新实施的问题;且整个调试介入阶段,调试对整个系统没有主导权。而在总承包模式下,这种问题几乎不存在。
        通过调试阶段事故事件的统计结果表明,调试介入是质量问题高发阶段,分包合同模式下调试作为独立阶段,应当按照合同和EESR的相关规定,在系统或设备移交后按照正常逻辑开展调试试验,而介入是一种非常态和非常规的手段,分包模式下应尽可能避免介入的问题发生。
2  调试介入安装后边界范围内的质量管理
        以巴基斯坦卡拉奇核电现场调试介入安装为例,在调试介入安装后,安装单位破坏调试隔离边界等事项屡禁不绝。虽然总承包单位将破坏隔离边界的行为写入了“k项目安全生产十条红线”,触犯者将被开除现场并列入黑名单等措施,但是现场破坏隔离边界的事情并未因此而减少。通过对前期破坏隔离边界的问题进行分析,是因为现场隔离使用的铁链是国内采购,且制造牢固,外观精美,深得现场巴工的喜爱,因此,某些巴工私自将隔离用的铁链取下带回家当做工艺品,见图2,被巴工偷走隔离链条后的阀门。针对此类现象,由于调试属于分包商,分包模式决定了调试无法行使相应的管理权和处罚权,无法对相关建安单位直接采取相应的措施,只能通过发函总承包单位,要求总承包督促安装单位加强现场巴工的安全意识的提升,强调破坏调试对破坏隔离边界的行为零容忍;与此同时,调试对隔离铁链进行改良,涂抹黑黄油漆,涂成黑色或灰色,尽量避免被巴工挪作他用。同时调试系统负责人或实验负责人加强对现场的巡检,系统启动前必须再次对系统的隔离边界进行再次确认,系统运行中应当加强巡检,发现隔离问题后及时采取有效措施。

        图2 被破坏的隔离边界
        其次,在调试介入安装后,调试只对调试介入的隔离边界内的试验负责,该系统或设备以及厂房和区域的安全由建安单位负责,例如,卡拉奇调试项目部DP除盐厂房及EC网控楼等区域在2019年8月暴雨期间存在不同程度的漏雨,总承包单位组织防汛时,调试针对介入的系统和设备开展巡检,并对漏水点要求建安单位采取必要的修补措施,避免由于漏雨导致系统和设备受损。此外,对于调试未介入的系统和设备,调试将提出建议,避免自然灾害导致设备受损。
        最后,调试介入安装阶段的质量管理与建安单位的密切配合有着密切的关系,调试介入安装后,安装单位安全管理部门及相关的施工管理部门需要立即发布相关的通告,告知该系统已经调试介入,所有相关操作必须要求调试单位到建安单位申请并经建安单位认可,这种信息要宣贯到现场每一位施工人员,让其知晓现场系统或设备存在的风险,做好交叉作业的管控。
3  调试介入安装后的工作许可
        无论是调试介入安装还是安装介入调试,只要系统不在各自单位的管辖范围内,均需要通过施工管理部门和调试主管部门到对方隔离办申请介入工作单,见图3。由试验负责人持该介入单到隔离办申请工作票,对介入的系统进行安全风险分析,开展安全技术交底,并落实各项安全控制措施,准备系统的调试,并在工作开展作业时,需要设置监护人,全程进行监护。

        图3 系统临时介入单
        调试介入工作票中将明确机组号、介入的系统及名称、介入时间、系统代码、介入原因和范围、工作描述以及临时进入前状态检查和各单位负责人签字确认,当完成系统调试,具备预定功能后,调试将组织临时介入后状态检查,由各单位负责人签字确认,关闭该系统临时介入单,同时关闭该项调试活动的工作票,介入流程见图4。

        图4 调试介入安装工作流程
       
        图5 正常模式下的调试流程
        调试介入后,相关的工作流程严格按照介入流程介入期间的工作要求实施,正常的调试实施流程见图5。
4  调试介入安装后的隔离
4.1  调试介入安装后的系统隔离目的
        为防止调试介入安装期间隔离被破坏导致质量、安全事故/事件发生,需要确保隔离的充分性和有效性,隔离的主要目的和作用包括:
        1)建立并维持一个可以确定安全条件的工作区域,以避免在此区域内工作的人员受到伤害;
        2)确保与核安全功能相关的设备处于正确状态,而这些设备的状态无法在主控室得到确认;
        3) 防止对设备的误操作或由于设备的偶发性故障造成的人身伤害或设备损坏。
4.2  调试隔离的注意事项
        1)明确所要进行工作(作业)的内容、性质和范围。从MPCM中调出已批准的工作许可证申请,审查隔离要求。隔离要求不明确或有疑问时必须询问申请审批者予以澄清,不能澄清或确认时应拒绝准备工作许可证并注明原因;
        2)确认该项工作的危险性(工业安全、核安全和机组可用率)和潜在风险;
        3) 确认所申请的许可证类型适用于所要进行的工作;
        4) 确认申请文件准备的完整性:风险分析单、图纸、流体传输等;
        5) 分析隔离对区域、系统的影响;
        6)考虑使用主隔离的必要性;审查主隔离覆盖下的各项工作的相容性。决定对某个子隔离实施补充隔离或其他的附加安全措施;
        7) 决定隔离的类型:简单隔离或双重隔离;
        8) 标明要执行的安全隔离措施,确定需要隔离的能源:电、流体等;
        9) 使用有效图纸或文件作为参考来确定隔离边界;
        10) 根据下列原则给出逻辑性强、且准确的隔离指令:不会对相邻运行中的设备造成危害;不会对执行隔离操作的人员造成危险;不会影响已确定的作业区域的完整性;
        11)按操作顺序输入隔离边界设备的名称、要求的设备状态;
        12) 确保所有的票单(操作单等)和隔离牌都通过电脑程序打印。从MPCM打印操作单和相应的隔离牌,检查隔离牌和操作单的一致性,内容完整清楚;
        13) 重要、复杂、高风险的隔离措施必须由另外的具有隔离经理授权的人员进行审查和验证;
        14) 填写隔离操作风险分析单。对于隔离操作中每一项可能出现的风险,必须对风险进行描述,并制定风险防范措施,如有附件,需在分析单上注明。
        15)实施者在隔离前,应充分理解隔离操作单的内容和顺序,有疑问则要与隔离经理充分沟通,意见一致时,再进行隔离操作;
        16)隔离操作前,检查隔离牌和锁具应与操作单的一致;
        17)按操作监护制的要求,按照操作单的顺序和要求准确到位的操作设备、挂隔离牌、上锁,将设备置于要求的状态;
        18)每项操作完后,在操作单上将该项“操作”和“验证”两栏予以打“√”确认;
        19)在隔离操作中应观察每项操作的实际效果,保证达到所要求的安全条件。如果出现未预期的结果,隔离操作必须停止,在查明原因并获得调试隔离办的同意后再继续操作;
        20)按要求设定设备状态后,将隔离牌锁应挂在阻止设备操作的安全位置,取下的保险丝的隔离牌应挂在最靠近保险丝支架的位置;
        21)完成隔离操作后,操作者和监护者在操作单上签字,注明日期时间后将操作单送回给调试隔离办,并报告执行情况。调试隔离办在操作单上盖“已执行”章。
        隔离是调试确定边界的主要手段,也是保证设备质量和安全的重要基石,是区分安装和调试的重要分界点。所有隔离操作必要按照流程和要求,确保符合资质的人员,按照认可的程序隔离到位,在隔离完成后,必须定期和不定期的做好巡检,及时发现隔离问题,及时处理。
5  总结
        调试介入安装后的质量管理需要各参与单位的质量管理部门和施工人员的共同努力。同样的,其他单位在介入调试时,也必须严格遵守相关介入管理规定。目前,国外核电厂调试介入安装阶段的责任边界尚未统一规定,从而在相互介入方面留有一定的风险,且这种风险的结果不可控。但值得肯定的是卡拉奇调试项目现场对这种风险已经完成辨识,后续将出台相关的管理制度,弥补在核电厂调试阶段相互介入的安全风险管理方面存在的问题。同时,我们清晰的认识到,核电厂调试阶段的安全风险来自于各方面,包括了土建遗留孔洞、安装遗留的缺陷、临时设施的牢固性、设计缺陷以及设备制造质量缺陷等等方面,这其中的某一环节出现问题,都有可能造成不可逆的质量、安全事件/事故。调试介入安装的质量管理只是上述风险中的一部分,而那些未知的或已知但没有采取措施的安全风险才是致命的。
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