大亚湾核电站维修介绍.doc

大亚湾核电站维修介绍大亚湾核电站的维修介绍一、维修类别1维修类别核电站的维修基本上可分为以下三大类：(1) 预防性维修它是为减少设备故障或功能下降的概率，按预定的计划实行的维修。(2) 纠正性维修它是在设备发生故障后实行的纠正性维修。(3) 设备改进它是根据经验反馈而对核电站进行的设备更新或技术改造。在电站传统概念中的大修也属于预防性维修的范畴，因为它是预先安排的有计划的，而不是由于出了故障再进行修理。大修不仅仅将设备拆开检查和修理已经发现的缺陷，而且要通过更换磨损老化的部件使设备恢复到原设计状态。1.1 预防性维修预防性维修又可分为两大类：(1) 以时间为依据的定期维修它是按预先制定的时间表（根据制造厂提供的维修手册与有关维修程序）去实施，而不考虑设备的状态如何，例如设备的定期更换润滑油、密封材料、滚珠轴承等等。(2) 以衡量设备性能是否恶化的一套程序进行的按状态的维修按状态的预防性维修有三种监督任务，即监控、试验和检查。这些监督工作是掌握现代化维修的关键，也是降低重要部件的故障概率的最有效途径。1.2 纠正性维修纠正性维修包括故障诊断、临时修理和修理三个方面的内容：(1) 故障诊断根据通过检查、核实和试验所提供的资料作逻辑推论，借以查明故障的可能原因。诊断又可分为下面两个级别：a. 一级诊断利用现成的各种考察方法收集起来的资料，对故障原因进行分析与假设，从而决定应该采取的纠正性维修措施。b. 二级诊断以经过一级诊断后的结果资料和对故障的部件的分析结果为基础对所进行的维修活动进行评价，并继续核查经过维修的部件是否已恢复良好状态或需要再考虑其它补充措施。通过以上的活动增加对故障方式的深入了解，从中获得经验，以供日后参考，这也是一种最有效的经验反馈，是最好的运行与检修经验积累。(2) 临时修理其目的是使损坏的设备在永久性修理以前暂恢复使用，以便提高设备的可用率。(3) 修理为使设备或部件恢复良好运行状态而进行的最终维修活动。1.3 设备改进设备改进实际上是纠正性维修与预防性维修的结合，可应用于已经发生故障或尚未发生故障的部件，改进活动的意义是旨在改善设备可靠性的一种有计划的提高质量的活动。因此它也应属于预防性维修的范畴。改进项目包括设备更新、技术改造和采用先进技术等内容，它主要来源于制造厂及电站运行两方面的经验反馈或世界上类似核电站的事故经验教训以及国际原子能机构的信息。而另一部分改进要求来自电站本身，这部分改进大都与维修活动有关。2维修级别的划分核电站的维修活动可分为五个等级。2.1 一级简单的调整指不打开和拆卸设备，按照厂家指定的方法，对可见的元件进行检查和简单调整，或十分安全地更换易耗元件，无需专门工具。如蓄电池的检查、继电器的调整、更换指示灯或熔断丝等，这一级维修活动由各维修主管提出要求，计划人员下达工作票即可进行。2.2 二级标准部件替换设备定期检查、试验，用更换标准件的方法排除故障和进行较小的预防性维修。如开关或仪表控制插件板的替换，机械密封装置和盘根更换；管道及容器的检查，一般水泵的振动情况监测等。这一级别的维修活动需要事先做出预防性或改正性维修计划并应有维修程序或措施由各专业工作负责人实施。2.3 三级损坏诊断鉴别和诊断故障，用更换元件或部件的方法进行修复，以及一般的机械修理和日常的预防性维修。这种维修由专门的技术人员与工人来进行，要使用维修程序中所指定的工具，校验和测试装置。甚至使用试验台和设备检测台及仓库的备件，要完全按照有关维修文件的规定进行。例如一回路和与核安全有关的管道和容器按规定所进行的检查，水泵叶轮的更换，阀门解体检查并更换有关部件等。这一级别的维修活动由维修部门负责人做出决定并报告电站负责人备案。2.4 四级大修和中等规模的修理这个级别的维修是指除更新改造之外的所有重要的纠正性或预防性维修。这种维修活动要由高度专业化的技术人员与工人来进行，并要具有必需的专用工具及完整的技术文件与设备。所有维修活动的计划与技术措施要由电站负责人审查 并做出决定。与核安全相关的项目还要得到国家核安全局的认可。2.5 五级更新改造和重大的修理这项活动一般委托制造厂家或专门的承包商，并利用厂家的方法进行。由电站提出计划与措施，经电站的上级主管单位与国家核安全局等有关单位做出决策。二、维修组织1维修组织的机构设置和目标维修处由秘书办公室及以下五个科组成： 技术准备科， 电气科， 仪表控制科， 机械科， 现场服务科。1.1 维修组织的总任务(1) 对设备、各系统及厂房进行检查。(2) 负责管理各系统和设备，并负责按照程序中被指定的隔离项目对各系统及设备进行隔离。(3) 进行定期试验。(4) 负责制订、准备及完成预防性与改正性维修活动。(5) 为电站提供技术后勤手段及现场服务。(6) 不断改进维修方法，提高维修质量、职工素质，以降低费用，提高可用率及可靠性。(7) 完成所有的燃料装卸与运输活动。(8) 管理所需文件、工具、专用工具、备品备件及消耗材料。(9) 对所规定的厂房负责管理及维修活动。(10)按照有关程序，在现场应急计划内，提供24小时服务。(11)提出重大维修项目的对外委托要求。(12)制订年、季、月度维修计划。1.2 维修的基本目标电厂维修部门的职能是计划和实施预防性和改正性维修任务，其目的是为了尽可能的降低成本，保证设备可用率和降低人员的辐照剂量。维修部门的短期任务是尽快地修复损坏了的设备，保证设备的安全、可靠运行。长期的任务是对故障进行分析，找出对策，制订切实可行的维修计划并预以实施。进行维修的目标之一就是使设备保持在最佳的运行状态和最高的质量水平上。维修部门应重视解决以下两项问题：(1) 在尽可能短的时间内修复损坏的设备。(2) 监控电厂设备的状态，早期发现征兆，处理各部件的老化问题，以尽量减少故障，提高设备的可靠性。2维修人员的培训与授权对于新参加工作的维修人员要按照个人的岗位“培训大纲”进行有计划的、系统的、严格的岗前培训与考试，并按照培训内容及考试成绩给予不同等级的授权。一些专门的特殊的工作还要进行特殊技术培训并给予特殊的授权。对于已经参加工作的维修人员要按照“培训大纲”的要求制订年度在岗培训计划（包括特殊技能的再培训），并经考试合格，否则将取消其已授权的资格。通过有计划的培训使各维修人员能够获得知识和经验的巩固提高与更新，以便不断适应现代科学技术的发展，以及充分利用经验反馈，长期保持维修队伍的整体素质和维修工作的高质量。三、维修组织的各项职能1定期的监督与检查在电站正常运行期间，维修人员应重视运行巡视和各种参数的分析，了解设备运行中的性能，以便确定是否进行预防性维修。这些巡查工作通常只限于在汽轮机厂房和其它辅助厂房内。2制订预防性维修计划在电站的维修部门配备有若干名计划管理人员，他们的任务之一就是制订预防性维修计划。预防性维修计划应能预见可能发生的故障和损坏。3工作准备与文件准备维修部门必须按照质保部门及其它有关程序的规定慎重的做好每项检修任务的准备工作，确保在最短的时间内实施最优质的维修。准备工作还需要有完整的和最新的文件、程序以及设备的历史档案，同时还要考虑到施工现场的环境，工业安全和辐射防护等方面。准备人员要对工作现场的危险性进行全面的评价，并做出妥善的措施。4维修活动的实施在实施维修活动中，不仅仅是排除故障，还要注意做好如下几件事：(1) 工作现场准备：要熟悉现场环境，准备好程序中所规定的工具、材料、备件及起吊拆卸所必需的设备。(2) 诊断：在拆卸过程中要逐项仔细的鉴别任何损坏迹象，并找出可能的原因，做好技术记录。(3) 核查：检查各阶段工作中的质量。(4) 检修后的重新试验鉴定：以确保设备经过检修后恢复其原有功能。5进度控制在实施各项维修活动时，维修部门要按照已经确定的工作期限及时间表，进行严格的控制，在遇到困难时要调查研究，并对进度做适当调整，但要严格掌握关键路径，并保证维修工作的高效率，以便尽可能地缩短设备的停运时间。6维修活动的成本管理在制定维修计划时要选择最优化的方案从而科学地使用资金与分配劳动力，并根据维修活动的进展及时调整。7备品备件与专用工具维修部门的功能之一就是要与有关部门一起，在经济核算评价的基础上，编制出电站本身的最佳库存量，并根据维修活动中的经验反馈不断予以修订。维修部门负责对有关的专门工具进行管理与使用，这些工具大都在核区域使用，因此必须完全可靠，否则在核区域的现场再去修理专用工具是极端困难的。因此要建立有关程序并对专用工具进行定期的检查与试验，及妥善保管，还要在模型上反复进行操作实习，以保证其可靠性及人员操作的熟练程度。8与运行部门的接口和联络维修活动的进行与运行部门有着密切的联系，几乎是不可分割的。例如工作申请单的审批，维修前的隔离与修后的解除隔离以及质量再鉴定等活动都需要运行人员的紧密配合。运行人员掌握和了解各设备在运行中的状态及功能的好坏，这些经验的反馈对维修部门也是非常重要的。维修部门要主动地搞好与运行及其它有关部门的合作，取得他们的支持与帮助。四、核电站的维修特点1核安全及其与维修的关系核电站的核反应一旦开始，就无法让它完全停止。所有维修活动都要受到严格的全面的控制，各承包商的活动也要受到监督。每一个维修人员，每时每刻都要想到“工作质量”，质量保证是电站实现其安全目标的重要手段。2辐射防护首先要对维修人员进行系统的、严格的培训，要给予不同等级的授权。最主要的是要他们知道对自身的安全所负的责任。各国核电站都把辐射剂量列入衡量维修工作的指标之内。3停堆周期核电站完全不同于常规电站的维修周期。因为当压水堆机组运行一定时间之后，必须停堆以便对堆芯中的燃料进行全部或部分的更新。周期的长短取决于负荷因子和燃料的平均燃耗，也取决于燃料成本与维修成本的经济平衡，一般压水堆电站的机组运行周期为1011个月，而换料工作要用几周的时间，因此将利用此时间进行设备的维修工作。核电站的维修规律主要是：(1) 在正常运行期间，只进行监测和试验，除日常的预防性保养以外，很少进行其它的维修工作。(2) 在年度换料停堆期进行无损检验（在役检查），大修以及其它需要拆卸性的维修与改进。4放射性区域的封闭与出入维修准备时必须对工具、搬运方法等做通盘的考虑，使之适应维修活动，减少维修人员的工作停留时间。同时由于限制放射性物质的逸出，人员与设备出入维修现场要受到严格的控制，任何工具设备未经严格检查证明没有污染，绝对不允许带出核工作区。5蒸汽特征压水堆核电站的汽轮机所使用的蒸汽不同于常规电站使用的过热蒸汽，它是饱和蒸汽，而且流量大。由于这一蒸汽特征就导致了设备的加速侵蚀与腐蚀，这也是维修工作的一个特殊的课题。常规电站大多数问题发生在一次侧即锅炉，而核电站的大多数问题发生在二次侧即汽轮机及其热力系统。五、维修指标维修工作的效果和设备状态的改善需要一些定量的指标来评价，这些指标对制定检修的方针政策也有指导作用。目前核电站维修的综合指标大致有以下四种：(1) 设备可用率，(2) 维修质量与设备可靠性，(3) 剂量测量指标，(4) 维修费用。1设备可用率由于它对电站总的运行费用影响很大，所以它是最重要的指标，直接关系着电站投资的回收及经济效益。2维修质量与设备可靠性维修质量是一个概括性的指标，与其它各项指标都有内在的联系，也有的电站用设备可靠性来解释。维修质量一般从以下三个方面来衡量与评价：(1) 每台机组每年强迫停堆的次数。当然有些是因设备的直接缺陷造成的，也有的是自动保护与控制装置的动作引起的。(2) 当电网发生故障时，是否能迅速地与电网解列，并顺利地过渡到带厂用电运行。以便保证有足够的电力来供应电站本身的辅助设备及应急系统，使机组随时都能重新并网恢复正常运行。(3) 是否能保证在设计工况给定的任何负荷下稳定运行，并有灵敏的负荷跟踪系统。3辐射剂量指标剂量测量指标虽然不能与经济指标作比较，但是它能反映出在维修过程中对剂量限制值的贯彻执行情况以及实际效果，同时也反映出自我主义保护方针的有效性。4维修费用电站维修组织的首要目标是设备的可靠性。在保证设备可靠性基础上尽量降低维修费用。仅靠削减预防性维修来降低费用，往往会造成故障率的上升反而使费用大幅度增加和安全水平的下降。六、预防性维修1判断性维修判断性维修是根据采集积累的数据来判断故障是否有可能发生并相应地进行预防性维修。研究判断性维修的目标是要减少以致避免不必要的拆卸工作。目前已经普遍采用的成果有：(1) 转动机构的振动测量。例如汽轮机、发电机转子的振动监测，通过观察与分析这些振动数据可以掌握设备内部状态的变化，并做出判断。(2) 位移与作用力曲线的检测。例如大型截止阀等通过这样的检测可以验证设备是否在良好状态。(3) 润滑油金属杂质分析。通过这一活动可以发现设备的内部磨损情况。(4) 温度检测。这种方法可以监控设备的保温层或电气设备及电缆连接状态。(5) 声学探测系统。它可以探测静止设备中的松动部件和振动引起的冲击。(6) 仪表控制设备的自动测试和仿真线路，用来寻找故障原因及进行微调。当然上述这些监控制手段还处于研究开发阶段，今后将会逐步完善。2设备改进设备在投入使用以后都会发现一些设计和制造工艺方面的局部缺陷，这些不足将导致出现设备故障，为此通过经验反馈及认真周密的调查研究对原设计进行适当的修改或工艺方面的修正是非常必要的，它可以使设备不再发生同样的故障，提高其可靠性。但是改进工作必须要慎重，要有分析、研究和跟踪。2.1 改进项目的类型改进项目分为两种类型：即国家级和电站级的。凡与核安全质量相关的设备的改进，涉及电站运行或信号系统等侧重于运行安全方面的改进属于国家级。电站级的改进一般只考虑工业安全及经济上的可行性，重点是侧重维修活动方面。2.2 改进项目完成后的质量再鉴定每项改进工作完成以的，都要对其功能进行质量再鉴定，对于重要的、国家级的改进项目的质量复检，必须经有关上级及国家核安全局的审查认可。2.3 改进项目完成后的文件修改改进项目完成后的一项重要工作就是对原有文件进行修改，包括技术规范、运行、检修文件及报警值、系统流程图、备品备件等等。其中最重要的是对运行和检修程序的修改，工作量也是相当大的。3可靠性维修它是建立在以可靠性为中心的维修概念的基础上（RCM）对核电站的维修进行优化，即“以风险为基础的核电站的优化维修”和“优化核电站的维修提高核安全及可靠性”。七、换料停堆大修换料停堆大修是核电站不同于常规电站的一大特点，压水堆电站比常规火电站具有较低的灵活性，反应堆中能量的储备要靠定期的停堆换料来更新，而正常的燃料循环周期的伸缩是有限的，不能随意改变。1计划的制订大亚湾核电站的年度停堆换料计划是由核电站自己编制的，它按照每台机组的运行情况与经验反馈，详细地编制出年度的换料停堆活动，最佳日期与期限。在制订停堆换料计划时要遵循如下的步骤：(1) 决定要实施的主要任务(2) 确定停堆大修的工期换料停堆大修一般分为以下三种类型： 年度换料停堆大修（即短停堆）。目前一般工期为46周不等，在此期间可以进行必要的检查与维修。 五年一次的换料停堆大修。一般工期为68周，在此期间可安排一些特殊的检查与试验项目或改进项目。 十年一次的换料停堆大修。一般工期为1214周，在此期间按照国家有关规定进行一回路水压试验，安全壳密封试验以及反应堆压力容器的全面在役检查（MIS）等重大检查与试验项目，以及较大型的改进项目、设备更换等。(3) 确定工作顺序与进度(4) 人力与物资的平衡(5) 停堆检修期间的计划跟踪2大修前的准备工作(1) 确定大修项目(2) 计划与进度的制度(3) 技术准备(4) 备品备件、消耗材料和专用工具的准备(5) 组织准备(6) 人力准备(7) 文件准备3大修的实施3.1 实施阶段的管理3.2 大修例会(1) 大修准备阶段的例会(2) 实施阶段的例会3.3 停堆72h之内的计划安排停堆72h之内的活动对整个大修的进度至关重要，这些活动大都在关键路径上，这段时间核燃料还在堆芯内，存在着核事故的危险，停堆初期厂房内的放射性剂量较高，而由于安全壳气闸通道的限制，在这段时间里进入反应堆厂房工作的人数被限制在16人以下（同一时间）。因此如何合理地安排进入的人员与时间，严格控制关键路径对以后各项工作的开展极为重要，故此这72h工作计划要专门予以安排，包括详细的工作项目及需要的人员数与进出入时间（以小时计算）。3.4 计划的控制与协调在停堆大修期间计划人员要深入现场跟踪大修的各项活动，严格控制开竣工时间，并及时发现在计划与进度方面存在的问题，提出调整或修改的建议，给出未来三日内的滚动计划。3.5 后勤服务核电站停堆换料大修时间紧，工作量大，特别是有关的放射性区域内的工作必须减少人员，缩短时间，高效率高质量地完成并及时撤离。因此这就需要及时的大量的后勤支援，这些后勤服务工作直接影响到关键路径上的各项主要活动，一旦失误，不仅仅是影响大修计划的完成，而更重要的是将会造成放射性污染及核安全方面的事故，因此必须给予高度重视。3.6 承包商的管理核电站自己的维修人员没有能力担负全部停堆大修任务，因此每次停堆大修都要有一些承包商参与工作。承包商的管理包括以下主要内容：(1) 大修准备阶段对承包商的选择。(2) 技术规范书与合同的准备与确定。(3) 承包商的培训与授权，特别是核安全与辐射防护方面的培训与授权。（大型承包商自己负责培训与授权，业主进行审查）。(4) 工作指令的准备与下达。(5) 对承包商工作的监督与计划的控制及日常的协调与联络。(6) 备品备件与专用工具的使用（按照合同规定进行提供与管理）。(7) 文件的提供与管理（大型承包商自己制定质量计划文件及其它相应程序由业主审核批准，中小型承包商由业主负责提供），提供与管理的范围要根据合同条款的规定执行。(8) 大修结束后承包商应提供其工作总结报告及经验反馈文件以及相应的文件与图纸的修改建议。4与国家核安全局的联系5经验反馈和最终报告每次换料停堆大修结束后，都要进行全面的总结及经验反馈工作，以便于下次大修的提高和改善。八、主要设备维修纲要举例发电机的维修纲要1转子与定子发电机的大修项目与周期的确定除了其电气部件的特性以外，还与运行中的负荷、应力和材料老化以及发电机的原始设计制造过程均有直接的关系。1.1 运行中发电机所承受的荷载(1) 介质应力：它与所使用的电场大小有关，主要影响定子绝缘。(2) 热胀应力：由定子和转子绕组中的铜损以及铁芯的铁损引起的。(3) 机械应力：与电动力的电磁力，铁芯振动，旋转部件离心力以及各个机构的机械谐振现象等因素有关。1.2 在瞬间短路或失去同步故障时对发电机产生的影响(1) 定子铁芯端部线棒绝缘层的开裂，其原因是铜线与绝缘层的胀差以及铁芯与绝缘材料之间的胀差。(2) 定子线棒在线槽中的锤击。这一现象发生在槽楔固定不当或松脱的线槽部位，由电动力造成。(3) 机械冲击，尤其是定子端部绕组的机械冲击，由诸如失去同步等异常运行工况产生的力所引起。(4) 振动引起的电气部件或液压部件特别是螺栓的开裂或断裂。1.3 维修要点一般制造厂提供的维修手册中规定在发电机首次投入运行8000h之后应进行一次抽出转子的全面检查，以后则每隔45年进行一次抽出转子的检查与修理。除了以上规定的大修以外，配合每年的换料停堆大修，可在不抽转子的情况下进行局部的检查与修理，主要是其辅助设备，例如氢冷却系统和定子水冷却系统等。运行中对发电机的监督是制定预防性维修计划的依据，同时在大修前还必须根据测量的全部运行参数对整个发电机的状况进行全面的评价，以确定其维修原则。主要的测量参数如下：(1) 发电机轴承、励磁机轴承与滑环轴轴承的振动与温度，这些测量数据与汽轮发电机组减速时主轴的振动记录曲线具有互相补充的作用。(2) 不同输出功率下定子绕组的温度。(3) 冷却前后的氢气温度。(4) 定子绕组冷却水的特性曲线（压力、温度、阻力与pH值）。(5) 密封油回路的压力、温度、氢油压差。(6) 由于漏入定子冷却水系统，氢气冷却器系统内的泄漏和经密封瓦间隙的泄漏而引起的耗氢量。(7) 发电机与励磁系统的主要电气变量。发电机在大修和局部检修前或重新启动之前，要对定子绕组的绝缘电阻进行测试。而交流或直流高压绝缘试验则不作为常规试验项目，这种试验一般用来鉴别故障或进行鉴定性试验用，因为高压绝缘试验可能会造成损坏或故障。对于新型机组局部放电试验（用来观测绝缘材料的老化状态）应在反应堆首次换料停堆大修时进行，此后每四至五年重复一次。发电机转子在反应堆首次换料停堆时必须抽出，以后每隔四、五年抽出一次，以便对定子绕组线槽与端部的槽楔进行彻底的检查，同时检验磁路是否封闭，检查中必须特别注意绕组的绝缘情况，确保空心铜线之间和铜线与铁芯之间因振动和胀差引起的相对位移不至于影响到绝缘。与此同时，还要对定子内部液压接头通过对定子水冷系统升压进行密封性试验。对各种电气接头，特别是接到端子盒（内侧和外侧）的接头，以及栓接件也要仔细检查。对于磁路铁芯部分，必须消除所有的污垢（尘土、油垢等），并找出原因，消灭污垢源以免重新积聚。对