《核电厂工程的设计与设计管理》.doc

核电厂工程的设计与设计管理 一概述 一个基础 前一阶段工作的结果和审查意见是后一阶段工作的原则基础 两个思维 形象思维全局观念明白项目要求做什么结果是什么 逻辑思维局部关联熟悉怎样设计知道怎样设计更好 三个要点 充分借鉴参考电站的工程设计应用和项目管理经验 充分体现现行法规标准规定程序对项目各阶段的要求 充分认识初步设计对详细设计施工图设计的影响 四个步骤 了解工艺系统或相关子项的功能及性能要求运行及监控要求 按照功能性能范围水平及成熟性确定和审查系统设计方案 根据规定编制提交和索取内外部设计输入输出资料 落实各阶段设计工作大纲执行相关设计规定实施工程设计 按照ISO 9000关于质量的定义质量是一组固有特性满足要求的程度而产品的固有特性是根据设计文件和图纸建造出来的因此设计把投资意愿转化为蓝图设计制订工程项目的质量进度和成本三大控制目标设计决定了项目的先天质量 作为工程项目质量控制标准的质量等级和技术要求是由设计确定的作为项目成本控制底线的概算是设计计算出来的作为项目进度控制基准的一级里程碑进度也是设计制订的可见先有设计设定的工程项目三大目标才有项目的实施和管理设计是工程项目的龙头 设计指的是设计机构为项目提供产品和服务设计包括项目前期的设计咨询工程设计和设计服务设计管理指的是设计机构为实现产品和服务目标进行的管理工作和业主公司或工程公司对设计服务合同的承包方工作的管理及协调 设计的产品是图纸和文件设计的对象则是项目图纸和文件的质量最终要由项目的质量检验虽然设计一般划分为总体设计初步设计和施工图设计阶段但设计工作贯穿了项目前期设备制造建造调试和运行的全寿命周期 根据价值工程原理核电工程设计不仅要遵守 以最低的寿命周期费用可靠地实现必要的功能这一工程设计原则还必须遵守纵深防御保守设计的原则依据的技术标准必须符合法规要求 工程设计包括设计生产和设计服务两大部分 设计管理是为保证设计符合项目目的而采取的管理活动设计管理是对设计过程进行的质量变更进度和接口等的管理具体管理内容包括设计规范和标准的选择评审和控制设计的接口管理设计分析管理设计审查设计修改和工程变更管理设计服务管理等 二项目前期工作 设计阶段划分 设计阶段划分续 设计阶段划分续 项目设计阶段划分 核电站工程前期工作过程 工程咨询 投资机会研究 规划选址阶段的主要工作 规划选址阶段的主要工作续 初步可行性研究 初步可行性研究续 初步可行性研究续 可行性研究 前期工程准备 项目前期设计咨询 初可研阶段的项目前期设计咨询 初可研阶段的项目前期设计咨询续 前期设计咨询需要考虑的技术原则 前期设计咨询需要考虑的技术原则续 工程技术路线的选择要素 工程技术路线的选择要素续 工程技术路线的选择要素续 工程技术路线的选择要素续 初步可行性研究 初可研阶段的设计内容 由原电力工业部于1996年颁发的核电厂工程建设项目初步可行性研究与可行性研究内容深度规定试行于2010年废止 根据国家发展改革委办公厅关于印发2005年行业标准编制项目计划的通知发改办工业2005739号的安排由中国电力工程顾问集团公司制定核电厂初步可行性研究报告内容深度规定由电力行业电力规划设计标准化技术委员会于2009年1月14日至15日对核电厂初步可行性研究报告内容深度规定送审稿进行了审查现以NBT 20033-2010核电厂初步可行性研究报告内容深度规定执行 初可研阶段的设计内容续 初可研阶段的设计内容续 初可研阶段的设计内容续 初可研阶段的设计内容续 可行性研究 可研阶段的设计内容 由原能源部于1992年颁发的核电厂工程建设项目可行性研究内容与深度规定试行于1996年废止 由原电力工业部于1996年颁发的核电厂工程建设项目初步可行性研究与可行性研究内容深度规定试行于2010年废止 现行有效的NBT20034-2010核电厂可行性研究报告内容深度规定由国家能源局于2010年发布并于2010年10月1日开始实施 可研阶段的设计内容续 可研阶段的设计内容续 可研阶段的设计内容续 可研阶段的设计内容续 可行性研究阶段应排除厂址颠覆性因素落实建厂条件研究确定厂址相关设计基准值其主要任务是论证建厂的必要性阐述项目的可行性和提出工程设想方案可行性研究报告的深度和成果应满足 1工程项目进行科学决策的需要 2编制和上报项目申请报告的需要 3工程准备阶段现场施工的需要 4开展长周期设备提前订货准备工作的需要 5工程开展初步设计的需要 可研阶段的设计内容续 项目列入发展规划相关文件国家能源主管部门对项目开展前期工作的指导文件由政府主管部门认可的咨询机构对厂址初步可行性研究报告的审查意见核电厂接入系统设计审查意见和国家或南方电网公司对核电厂接入系统设计的批复意见等电力系统方面相关文件以及工程用地用海用水的相关文件 省级国土资源主管部门同意工程建设用地的初审意见和国土资源部关于工程用地的预审意见 省级规划行政主管部门建设厅关于工程的选址意见书以及厂址所属省军区同意厂址位置的文件 取得省级文物行政部门说明厂址不涉及文物保护单位或对厂址涉及的重要文物的处理意见的文件 省级或以上国土资源管理部门说明厂址不压覆矿产资源或同意厂址压覆矿产资源的文件 国家海洋主管部门关于项目用海的预审意见以及工程建设区域涉及水产资源或养殖时尚应取得具有管理权限的有关主管部门的同意文件 当工程需修建码头取排水等建构筑物或厂区涉及江河湖海滩时应取得所属省级海洋渔业水利航道海事等主管部门同意的文件 当厂址内有拆迁工程时应取得当地政府同意拆迁方案承诺组织实施拆迁工作的文件 核燃料与放射性废物管理相关协议 核燃料供应协议含运输 交通运输相关文件 内陆核电工程大件设备采用水路运输必要时应取得航道主管部门确认航道通过能力同意航道包括中转码头采取临时措施的确认文件 大件设备采用公路运输时应取得交通主管部门同意运输路径采取临时加固或改造措施的确认文件如当地公路网不能满足工程建设要求时应取得当地政府承诺对相关道路进行同步扩能改造的文件 职业安全与职业病危害相关文件 项目上报核准前取得国家安全生产监督管理总局对工程职业安全预评价报告的备案文件和对工程职业病危害预评价报告的批复文件 财务评价部分相关文件 各投资方合资或合作协议书复印件或独资项目投资方的出资承诺书复印件协议中至少应明确项目资本金比例及投资各方的出资比例 银行贷款承诺函 按项目协议要求必备的其它有关文件 其它有关协议或文件 可行性研究阶段的工作深度比初可研阶段要大的多涉及的专业面更广在工程技术方案厂址安全分析报告环评报告职业安全卫生预评价技术经济分析等都会投入相当大的人力需要外委的专题也要多很多 以防城港核电厂一期工程为例可研阶段外委的专题就近40项见下页其中对具体工程方案和投资有直接影响的专题主要有辅助电源淡水供水进厂公路 海域工程等外部工程可行性研究 可研阶段应对工程方案进行充分的方案比选和优化以控制投资其中外部工程的方案比选应尽量兼顾施工前期的四通一平工程永临结合 可研阶段的设计内容 技术可行性研究基本内容 技术可行性研究基本内容续 技术可行性研究基本内容续 技术可行性研究基本内容续 安全可靠性研究基本内容 安全可靠性研究基本内容续 安全可靠性研究基本内容续 安全可靠性研究基本内容续 安全可靠性研究基本内容续 安全可靠性研究基本内容续 环境适宜性研究基本内容 环境适宜性研究基本内容续 环境适宜性研究基本内容续 经济合理性研究基本内容 经济合理性研究基本内容续 估算概算预算编制原则 中华人民共和国行政许可法由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第四次会议于2003年8月27日通过自2004年7月1日起施行 国务院关于投资体制改革的决定 国务院 2004年7月16日发布 国发200420号 三工程设计 内容 我国核安全法律法规标准体系结构 遵循和参照的设计法规与标准 相关法律法规简介 许可证制度 主要设计管理程序 我国核安全法律法规标准体系结构 我国核安全法律法规标准体系结构 纵向 法律涉核专门法律1部 行政法规8个其中民用核安全设备监督管理条例2007年7月4日国务院第183次常务会议通过自2008年1月1日起施行 部门规章30多个另有导则细则70余个和诸多技术文件 遵循和参照的设计规范与标准 设计规范与标准 设计规范与标准续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 目前我国尚无完整的核电厂设计规程和规定方面的体系性文件因此各设计阶段除了要执行核安全法规和核电厂设计相关的法规标准导则以外还应参照相应的行业标准和等效的国际标准 尽管核总计发1998498号发布的核电厂初步设计内容与深度规定试行12余年至今没有进行过任何修改和补充但该规定仍然是目前我们编制核电厂初步设计文件或审查引进核电厂初步设计唯一明确定义的设计规定和正式公开宣贯执行的设计行为依据 常规岛及电站配套设施设计文件参照DLT 5427-2009火力发电厂初步设计文件内容深度规定执行同时参照电力行业颁布的DLT 5000-2000火力发电厂设计技术规定DLGJ 1591-2001电力工程勘测设计阶段的划分规定等规定 在AP1000自主化设计中采用依托项目的规定较为合理但国产化设备尽量采用等效的国标 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 设计规范与标准 续 相关法律法规简介 放射性污染防治法 民用核设施安全监督管理条例 核材料管理条例 放射性同位素与射线装置放射防护条例 核电厂核事故应急管理条例 民用核安全设备监督管理条例 质量保证安全规定 HAF003 核电厂厂址选择安全规定 HAF101 核电厂设计安全规定 HAF102 核电厂运行安全规定 HAF103 民用核安全设备设计制造安装和无损检验监督管理规定 HAF601 中华人民共和国放射性污染防治法 第一章 总则 第二章 放射性污染防治的监督管理 第三章 核设施的放射性污染防治 第四章 核技术利用的放射性污染防治 第五章 铀钍矿和伴生放射性矿开发利用的放射 性污染防治 第六章 放射性废物管理 第七章 法律责任 第八章 附则 放射性污染防治法内容 国家对放射性污染的防治实行预防为主防治结合严格管理安全第一的方针 国家对从事放射性污染防治的专业人员实行资格管理制度对从事放射性污染监测工作的机构实行资质管理制度 核设施选址应当进行科学论证并按照国家有关规定办理审批手续在办理核设施选址审批手续前应当编制环境影响报告书并报 核设施营运单位在进行核设施建造装料运行退役等活动前必须按照国务院有关核设施安全监督管理规定申请领取核设施建造运行许可证和办理装料退役等审批手续 与核设施相配套的放射性污染防治设施应当与主体工程同时设计同时施工同时投入使用 民用核设施安全监督管理条例 安全许可制度 国家实行核设施安全许可制度由国家核安全局负责制定和批准颁发核设施安全许可证许可证件包括一核设施建造许可证二核设施运行许可证三核设施操纵员执照四其他需要批准的文件 安全许可制度续 在核设施建造前核设施营运单位必须向国家核安全局提交核设施建造申请书初步安全分析报告 以及其他有关资料经审核批准获得核设施建造许可证后方可动工建造核设施的建造必须遵守核设施建造许可证所规定的条件 核设施营运单位在核设施运行前必须向国家核安全局提交核设施运行申请书最终安全分析报告 以及其他有关资料经审核批准获得允许装料或投料调试的批准文件后方可开始装载核燃料或投料进行启动调试工作在获得核设施运行许可证后方可正式运行核设施的运行必须遵守核设施运行许可证所规定的条件 主要设计管理程序 管理案例不符合项处理基本流程 设计阶段及其内容 初步可行性研究 可行性研究 总体设计方案设计或称概念设计 初步设计基本设计 扩大初步设计技术设计 详细设计施工图设计 竣工设计 初步设计包括总体设计 初步设计的具体内容 初步设计包括总体设计工作主要包括四个方面 总体设计的主要工作范围包括确定适用的法规标准确定总体方案和总参数编制招标书确定总体设计准则与布置准则总平面布置交通运输全厂管网执照申请安全评价设计管理等 系统设计包括功能设计编制系统说明书技术文件及绘制相关图纸PID图功能逻辑图等 布置设计主要是控制室人机接口设备主电缆通道布置和绘制各类设备布置图 主要设备选型主要原则选型论证及主要设备材料清单 总体设计阶段的主要工作内容 为了有效地保证核电厂的安全要求高质量高效率地完成核电站设计保证工程项目与设计方案通过国家行政管理部门和核安全当局的审查监督为后续协调好工程设计与工程组织计划进度施工安装调试运行等方面的关系在初步设计开始前有必要开展核电站的总体设计工作核电厂总体设计包括确定适用的法规标准确定总体方案和总参数编制招标技术文件确定总体设计准则与布置准则等 在通过总体设计确定主要技术方案的同时可进一步明确业主的要求并用文件形式确定下来用以指导下一阶段的设计工作通过总体设计明确改进项目和业主的具体经济及技术要求要为继续进行的工程设计统一技术条件明确设计分工和接口同时要确定部分主要设备的技术条件 总体设计阶段的主要工作内容续 总体设计阶段的主要工作内容续 初步设计的具体内容续 初步设计的具体内容续 初步设计的具体内容续 初步设计内容与深度应满足的条件 初步设计内容与深度应满足的条件 初步设计的主要工作 翻版设计的项目可免去总体方案设计的过程 根据可研报告国家主管部门对于本项目的核准批复以及总体设计的结果进行初步设计确定工程项目建设的技术方案和投资概算 确认设计依据和设计输入符合任务书指导书要求确定设计中使用的法规标准和规范 熟悉和消化参考电厂的相关资料 根据第3项的内容评判参考电厂的工艺流程图是否符合项目的要求明确厂址适应性变更和技术改进内容 收集整理确认系统主要工艺参数影响系统主要功能和设备特性参数的参数 初步设计的主要工作续 参照参考电厂的设计手册进行设备和安全阀的选型包括主要材料 因国产化和或技术改进需要引起参考电厂对应的参数和设备选型修改必须对修改内容的正确性经济上的合理性及工程上的可达性提供充分论证 主要管道的规格和设备特性尺寸的计算或校核计算 管道DN50的安全级 换热器再生热交换器下泄热交换器等上充泵除盐器混床阳床容控箱等 编制初步设计阶段的专项设计文件包括初步安全分析报告设计阶段环境影响评价报告劳动安全卫生报告等 初步设计的主要工作续 放射性平衡计算根据核岛总的放射性平衡RCV系统净化工序应达到的净化系数来计算这类计算较复杂工程设计中主要对长寿命供献大的核素进行计算 参照DLJG9-1992研究厂区总布置核岛厂房与汽轮机发电机厂房布置主要工艺系统电厂配套设施设计以及主要的土建设计该项工作包括确定主要工艺系统流程和进行重要设备的选型和配置确定核燃料组件及相关组件确定三废处理设施确定核安全环境保护劳动安全卫生消防与安全保卫等配套设施确定大件运输方案及配套设施确定主要建筑物构筑物公用及辅助设施确定生产组织与劳动定员确定主要技术经济指标进行工程概算 初步设计的主要工作续 参阅关于参考电厂房布置方面的资料根据本项目土建作业图按工艺流程绘制系统布置图 主要设备及主要房间的平面和标准剖面图向土建专业提资的依据 主要管线走向平剖面图 重要管系接口如贯穿安全壳处系统边界 参阅参考电厂系统运行工况资料和与接口系统的关系向相关系统和专业提交接口资料 管路水力学计算校核泵的参数及管网布置 编制主要设备包括非标阀门管道管件技术条件或规范书向设备专业提资依据 初步设计的主要工作续 编制系统说明书参照参考电厂的系统设计手册相关内容系统说明书内容包括 描述核电厂各系统功能运行管理要求 说明主要设备和系统的分级原则 说明工艺设备配套供货情况 工艺系统主要组成运行方式和检测控制联锁保护功能等自动化水平包括安全功能测量范围控制定值等要求 主要设备特征性能运行介质及参数包括温度压力流量液位介质成份等 说明系统和主要设备的可靠性指标和设计中将采取的可靠性措施例如冗余设置原则等 初步设计的主要工作续 内部初步评审质保工程师介入 编制主要设备材料清单 主要设备清单 阀门清单 管道管件主要保温材料清单 初步设计图纸册文件清单 初步设计审批前的资料准备图纸文件论证材料 初步设计的主要工作续 汇总各项设计参数 编制设备采购技术规格书 设计接口的控制进度的协调 参与设备采购确定供货商 组织初步设计的国内专家审查组织设计验证活动组织设计监理 初步设计形成的主要设计文件 初步设计形成的主要设计文件 初步设计的具体内容 规范初步设计行为提高初步设计质量 设计文件包括过程文件使用标准格式综合管理 严格履行岗位职责及分工垂直管理各负其责和编制设计校核审核审批制度杜绝随意性行为 积极进行内外部接口控制加强互提资料合理性合规性正确性完整性讨论规范设计流程不使用详细设计资料作为初步设计阶段的提资内容 设计过程中就应该严格执行投资控制进度控制质量控制三大控制避免施工准备区污水处理之类的临建设施控制过高要求杜绝有求必应现象 加强文字修辞锻炼避免设计文件留有翻译痕迹专业词被动语态关注细节杜绝低级错误错别字病句越权定义超限行责 及时反馈技术争议和设计进度问题严格执行汇报制度 规范初步设计行为提高初步设计质量 举例1非正式模拟机房土建提资 1工作大纲中规定培训中心按照A参考电厂进行设计但在功能需求上要求参考B核电厂培训中心的相关资料因此设计者必须核对功能需求与模拟机房布置是否对应齐全如果不尽了解土建专业又不能说明房间功能或设计意图则总体的模拟机房的布置设计参考A核电站的培训中心布置设计的部分我没有意见的说法欠妥 2模拟机房的设计要遵循最大限度的避免产生与核电厂主控制室在视觉上的差异的原则以充分体现和发挥全尺寸全范围模拟机的功能因此可以要求土建专业尽量按照主控制室和值长办公室所的实际相对位置进行布置设计当然这一点还取决于业主的需求意见初步设计阶段不宜轻易表态附件图中值长办公室位置的设计可以接受 3一般情况下值长工作台包括计算机终端设备布置在主控制室的后部值长办公室布置在值长工作台的后侧并有大玻璃窗与主控制区相隔 规范初步设计行为提高初步设计质量 举例2某核电站项目制氢站化学水专业向仪控专业提资 初步设计阶段工艺专业需要向仪控专业提供系统说明书PID图平面布置图等三个主要资料而且内容必须完整 制氢系统说明书中关于运行方式和自动化水平方面已经明确系统无人值班自动运行管理十分方便可以理解为制氢站仪控系统的设计应该满足工艺系统无人值班自动运行管理的要求两台水电解氢气发生器一台运行一台备用 说明书中应该就仪控系统是否随工艺系统设备配套设计供货还是单独设计采购给出意见 根据DLT 5227-2005火力发电厂辅助系统车间热工自动化设计技术规定中的要求制氢站的仪控系统设计应该采用标准设计参考设计典型设计和通用设计 提资单中应该补充备用的水电解氢气发生器联锁自动投入的条件 提资单中关于某些监控参数进DCS的要求有待进一步讨论因为系统说明书中给出的方案是一个制氢站满足四台机组的供氢需要也就是说制氢站不是单元制运行因此参数重复发送监视不尽合理不符合相关设计规定 是否可以考虑执行水系统集中控制室可以与工艺专业讨论 规范初步设计行为提高初步设计质量 举例3化学危险品库提资 所谓提资是专业间相互的约定首先必须明确对象的功能 化学危险品库就是一个仓库因此工艺系统说明中就不应该包括系统描述系统组成系统运行控制说明更不存在工艺流程图尤其是不存在信号去向PLSPMSDASQDPS主控制室就地控制室就地等和信号功能控制保护指示报警事故后监测等要求也不存在对于流量测量装置还应提供允许的最大压力损失等要求更不存在控制要求设定值最大允许变化范围若改变设定值允许的最大相应时间控制方式手动自动就地远程等应急联锁方式执行机构安全级别形式或阀门类型等等方面的提资内容当然可以考虑简单必要的环境监测要求温度湿度易挥发易燃易爆气体检测但一般不会出现定值点L报警LL报警H报警HH报警保护控制等要求 规范初步设计行为提高初步设计质量 核电厂BOP仪控系统及其初步设计案例分析 核电厂BOP仪控系统及其初步设计案例分析 核岛BOP常规岛BOP的仪控系统基本都在DCS系统的覆盖范围内各BOP子项均满足单元核电机组控制模式要求即使随设备配套设计供应的仪控系统及其设备也基本上可以实现共享统一的人机接口设备 某些BOP子项可以纳入单元核电机组DCS控制范围也可以归属全厂BOP系统控制范围取决于工艺系统的运行模式如除盐水系统空压站等 全厂BOP各子项对应的可以分为完全独立仪控系统和与单元核电机组有关联仪控系统两种情况 培训中心模拟机系统化学危险品库特种洗衣房污水处理系统等 启动锅炉房辅助锅炉制氢站化学水处理车间空压站等 核电厂BOP仪控系统及其初步设计案例分析 核电厂BOP仪控系统及其初步设计案例分析 培训中心模拟机房全尺寸全范围全功能模拟机的概念以及最大限度的避免产生与核电厂主控制室在视觉上的差异土建建筑 制氢站空压站一般不具备单元制运行管理条件 污水处理施工准备区污水施工区生活污水生产区污水生产区生活污水临建与永久性设施的设计差异生活污水含油遵循地方与国家环保标准的条件 化学危险品库无生产工艺流程特点 特种洗衣房三废处理性质工业电气自动化模式放化监测 启动锅炉房辅助锅炉仪控系统要求完整检测控制保护等 化学水处理车间受工艺系统设计影响可以设计为单元制或公用管理模式仪控系统要求完整检测控制保护等 核电厂BOP仪控系统及其初步设计案例分析 机务专业根据用户各类气耗需求制定工艺系统设计方案根据气动仪表气动执行器试验室等用气需求提交仪控系统用气量 仪控专业根据工艺专业提交的工艺系统流程图绘制管道仪表图PID 工艺系统专业提交系统设计说明书包括工艺系统的监控要求 确定空压站仪控系统初步设计方案包括配套供货方案的认可 根据234项编制仪控系统初步设计说明书 根据45进行空压站仪控系统初步设计 详细设计施工图设计 详细设计施工图设计的主要工作 详细设计施工图设计的主要工作续 详细设计施工图设计 施工图设计范围包括 反应堆堆芯和相关设施燃料元件和组件反应堆堆芯控制反应堆停堆 反应堆冷却剂系统反应堆冷却剂系统的设计反应堆冷却剂压力边界的在役检查反应堆冷却剂装量反应堆冷却剂净化堆芯余热的排出应急堆芯冷却应急堆芯冷却系统的检查和试验余热向最终热阱的输送 安全壳系统安全壳系统设计安全壳结构的强度安全壳压力试验的能力安全壳泄漏安全壳贯穿件安全壳隔离安全壳气密闸门安全壳内部结构安全壳的排热安全壳内气体的控制和净化覆盖层和涂层 仪表和控制安全重要仪表和控制系统总的要求控制室辅助控制室基于计算机的系统在安全重要系统中的应用自动控制保护系统的功能保护系统的可靠性和可试验性基于计算机的系统在保护系统中的应用保护系统和控制系统的分隔 详细设计施工图设计续 应急控制中心 应急动力供应 放射性废物处理和控制系统液态放射性物质向环境释放的控制气载放射性物质的控制气态放射性物质向环境释放的控制 燃料装卸和储存系统未辐照燃料的装卸和储存己辐照燃料的装卸和储存 辐射防护总的要求辐射防护设计辐射监测设备 电厂非标设备 汽轮发电机系统及辅助系统 电厂配套设施 建构筑物 详细设计施工图设计续 施工图设计阶段的设计及设计服务内容如下 施工图设计包括电厂总平面设计系统设计电气设计仪控设计设备设计含采购技术规格书编制建筑与结构设计建构筑物布置设计及相关的分析计算等在内的各项设计工作和相关的技术交底与澄清 根据工程进度体系要求和设计进度计划进行设计进度以及接口的管理与协调 详细设计施工图设计续 核电厂施工设计工作所形成的主要设计文件有 1设计基准文件 2总图 3结构图 4执照申请文件安全分析报告 5核设计报告 6热工水力设计报告 7系统设计说明 8核蒸汽回路管道应力分析报告 9辅助及二次管道应力分析报告 10布置图及布置详图 详细设计施工图设计续 11支撑图 12设备图 13支架定位图 14管材清单 15制造等轴图 16支架图 17支架材料清单 18仪表管走向图 19电气设备布置详图 20电气设备安装数据清单 21电缆槽走向图 22电缆清单 23接线图 详细设计施工图设计续 24电气柜接线图 25风管图 26风管部件清单 27预土豆件标准图 28包装技术规范 29储存技术规范 30设备运输吊装储存通用规范 31清洁技术规范 32油漆技术规范 33安装标准技术要求 34大宗材料表 35试验程序 详细设计施工图设计续 36设备运行维修手册 37系统运行定期试验程序 38运行程序 39系统报警手册 40工程专题研究报告 41施工图预算 42电气采购规范 43暖通雪调采购规范 44仪控采购规范 45机械设各采购规范 46管道及管件采购规范 47土建及结构采购规范 竣工设计 竣工设计 竣工设计文件编制原则 竣工设计文件编制原则 竣工设计范围及内容深度 初可研及可研设计阶段的设计流程 1核电机组的选择 11 堆型选择动力堆堆型 按冷却剂和慢化剂种类分 A轻水堆压水堆PWR和BWR沸水堆 B重水堆CANDU C高温气冷堆VHTR D熔盐堆MSR E其他堆型快堆气冷GFR和钠冷SFR和超临界水反应堆 12 机组的选择CPREPRAP1000等 13 机组总参数反应堆及核岛系统常规岛系统 初可研及可研设计阶段的设计流程 2 选择厂址及总平面布置含厂外交通运输 与系统专业有关的内容厂址区的水文地质各子项布局和接囗总平面竖向厂房基准标高 3 编制可行性研究报告环评报告安全评价报告 与系统专业有关部分 第四卷 工程技术方案 笫1册部分和笫2册大部分核岛系统 第五卷核燃料 第六卷环评报告 笫七卷国产化分析经济技术指标 4 报批立项 核电工程项目施工设计流程 已审批通过的可行性研究报告及其审批意见书 可行性研究报告所确定的主要技术经济指标和重要工程技术方案及工程项目必须的科研课题以及经审查后形成的成果专题报告和审查结论 国家审管部门和行业主管部门发布的设计与建造法规标准 项目管理部门的设计任务书和或技术主管部门的设计指导书具备可操作性和本专业的统一性 设计公司质量管理文件和技术管理文件 经批准的项目初步设计技术组织措施 参考电厂的系统初步设计的全部设计文件和图纸 注意事项 国外承担设计或成套进口的核电厂建设项目必须由具备资格的国内设计院负责设计归口并根据外方提供的设计文件编制核电厂初步设计文件 初步设计明确的技术方案中不能存在与可研报告及其审查意见相左的描述如有重大变化必须经原审批部门批准 初步设计基础条件 遵循的法规导则标准和规范现行有效与执行有效原则 确定设计规定包括实施细则和相关管理程序 了解参考电站的设计或运行情况确定核电厂运行管理模式 确定核电厂整体设计方案及设计原则 总平面及主设备总体布置要求 立足成熟性和可靠性注重先进性确定主要设备选型的基本原则及规定 设备分级原则及分级清单 设计项目和各专业技术组织措施以及内部设计分工和职责人员落实计划合理 理解业主需求 初步设计阶段的设计输入 初步设计技术指导书总体技术要求 初步设计技术组织措施 可研报告审批意见和相关标准设计规定 设备选型有关规定主要设备产品样本 参考电厂初步设计的相关资料 包括设计应用反馈经验图纸文件等 系统设计手册 工艺系统流程图及其图例符号说明 工艺系统设备总图及其技术规格书 初步设计厂房内设备及管道布置图 设备材料清单 标准支吊架手册 初步设计质保管理程序及标准设计质保大纲 设计接口文件 各专业间的互提资料 初步设计阶段互提资料要求 初步设计阶段互提资料属于过程文件严格说不是设计成品范围内容包括外部提资和内部提资两种 内部接口所涉及的专业之间互提资料包括工艺系统及仪控系统所必需的电源等级类别容量接地条件以及用气用水通信消防用房需求采暖通风等方面的要求建筑要求包括房门类型照明地板噪音湿度温度装饰颜色等 外部提资主要包括主要系统及其设备技术性能指标包括外形尺寸材料重量用电负荷接地要求环境条件要求等 互提资料单必须使用标准格式的提资单并按照规定的深度进行编制经各级正式校审后提交分发归档 初步设计阶段的设计输出 初步设计的系统图册和文件清单 初步设计系统手册或系统说明书含PID流程图及图例符号说明 初步设计图纸工艺系统流程图 工艺系统流程图应采用规范的图例符号表达设备功能和设备标识并在流程图中合适的位置表示监控测点及相关仪控设备以及对应的监控功能 设备布置图电源配电系统图电缆导管敷设主通道图主控制室应急控制室技术支持中心BOP子项控制室布置图 主要设备清单材料清单阀门管道管件等 主要设备技术规范书 初步设计阶段的设计输出 主要设备选型 根据工程设计应用经验系统规模功能要求及设备工程应用市场情况确定主设备选型必要时提出技术经济比较专题报告 根据各子项工艺系统配套能力工程设计应用经验系统规模功能要求设备工程应用市场情况及集中运行管理方式确定BOP系统设备选型 电源配置原则要求电源等级种类负荷各专业向电气专业提资 气源系统配置气源品质耗气量等原则及要求各用户向工艺专业提资 主要计算书工艺设备水力学选择性放射性平衡电源负荷 对参考电厂设计的改进或变更的论证材料例如换料周期设备设计使用寿命放射性源项等 相关标准规定和程序对初设的约束 设计技术接口管理 接口控制管理ICM 设计过程中的接口关系 硬件接口 系统流程图中标注系统分界点介质流向及接口矢量座标 系统流程图中标注过程仪表一次表的位置取样点位置及自控连锁关系 软件接口互提资料执行专用设计管理程序接收需求单返回资料和外提资料 土建工艺系统用房设备定位布置图及负荷参数和设备固定方式各种门位置与土建有关的防水淹房间楼板设备吊孔及起重设备位置需二次浇灌的安装洞和活动墙的位置需实体隔离的屏蔽物墙板的厚度 设备标准设备非标设备含阀门技术规范书设备专业归囗后可直接提给采购部门 设计过程中的接口关系 续 注非标设备技术规范书及其附图是设备专业进行技术设计和施工设计的重要设计输入规范书的内容视两专业的分工范围而定一般应包括设备使用功能主要技术特性参数如运行值和设计值安全级别抗震类别质保等级制造等级等外形尺寸接管规格和方位工作介质的理化特性及其放射性比活度主要材料设计使用寿命在役检查要求及清洗检修方式在设备寿期内所受的累积剂量有特殊要求的应具体注明 设计过程中的接口关系 续 仪表工艺过程测量仪表位置和被测项目测量参数范围正常值或整定值最大值和最小值报警值等测量方式显示位置与方式 控制运行参数的控制方式自动手动连续间歇和连锁关系控制屏台的位置 强电设备用电含电动阀的供电方式AB母线应急电源电压功率控制要求房间照明要求 弱电电讯电子屏显示 剂量监测监测点位置房间和被测对象的相关参数及其阈值 设计过程中的接口关系 续 暖通房间环境温度和换气次数临时通风点例如检修期间通入排风系统设备的气体量 除盐水供应和给排水除盐水供应量及其供应方式地面冲洗水和检修时用水量及其供应方式 供气氢气氮气的需求量及供应方式压缩空气的供应点布置 力学计算需计算的管道的布置图管道等轴图及其支吊架布点各工况下的工艺参数管道材料及安全级别评判要求SSEOBE 设计过程中的接口关系 续 各系统接口资料所设计系统对下游系统提交的资料包括从本系统流入下游系统的物料的工艺过程参数放射性比活度和在各工况下的输出方式取样点位置和分析要求各换热器的热负荷或RRI流量出口温度对REA补水的水质指标要求和在各工况下的硼酸浓度 配合计算机及数据库CRT显示等设计人员的工作提供相关资料 配合PSAR的编制工作提供相关的支持性材料 配合概预算人员工作提供相关资料 在互提资料的过程中若提供的要求对方在技术上无法实现或要作重大设计修改和严重影响设计进度时应双方协商必要时可由技术主管部门组织研讨再作相应修改 设计过程中的接口关系 续 设计过程中的接口关系 续 业主及AE公司的设计管理责任 在基本设计初步设计开始前业主要向总包设计工程设计单位提供厂址资料包括地震条件冷却水条件人口分布等电厂总的技术要求主要包括规范标准和核安全法规要求电厂容量额定值和输出功率机组数与布置要求堆型核蒸汽供应系统与配套工程规格汽轮发电机系统性能要求运行方式环境影响质量保证等要连接的电网条件主要涉及电力系统电力系统的线路保护电网自动化系统以及载波通讯系统在项目进行中业主还要提供政府主管部门的批准文件以及项目里程碑进度等 业主提供的资料要求条件是总包设计工程设计的重要设计输入 设计的接口管理续 如果核蒸汽供应系统的设计由设计总包工程设计单位承担那么这一对关系就转化设计总包工程设计单位的内部接口核蒸汽供应系统的设备供应则转由设备采购单位负责 核蒸汽供应系统供应商设计单位提交给设计总包工程设计单位的主要信息应包括核蒸汽供应系统与配套工程设计准则核蒸汽供应系统布置要求堆芯相关参数安全分析结果系统瞬态模型与相关计算结果核电厂运行方式相关资料安全壳系统设计要求核蒸汽供应系统冷却水要求核蒸汽供应系统热载荷对空调设计的要求载荷组合和验收准则辐射防护设计用的源项主控制室设计要求电气设计要求取样要求维修与检验要求设备鉴定中的环境要求严重事故下安全壳环境条件等 设计总包工程设计单位应提供给核蒸汽供应系统供应商设计单位的接口资料主要是核电厂布置图管道布置图系统流程单线图地震报告以及其他必要的接口信息 设计的接口管理续 设计与采购的接口主要是提出设备清单设备规格书和有关技术条件的设计单位与依据这些资料同制造商进行技术谈判的采购单位之间的接口包括标准的选用材质要求与检验工艺试验与评定抗震耐压试验等等 设计总包工程设计单位要通过采购单位提供给主要设备供应商的资料有核蒸汽供应系统接口处的载荷电压等级安全壳数据压缩空气供应要求冷却水数据环境条件参数运行方式维修与检验要求等设计单位则要求采购单位将某些设备参数如外型尺寸重量等及时反馈以便最后确定厂房设计 设备清单是采购的基本依据清单提出的时间应考虑施工的需要还要给采购单位制造厂留出充分的定货制造时间 设计的接口管理续 设计与土建安装施工之间的接口很多主要涉及要在合同附件中明确施工图纸的深度如钢筋图是否附加工图钢筋表钢结构图管道施工图通风管施工图管道支吊架图电缆托架图等设计单位出图到什么深度要求施工单位作哪些转化设计如合同规定不够具体设计单位或业主必须尽快加以明确并以文件形式表明这些接口 施工技术条件是设计要求和施工规范标准的具体运用设计单位在制定施工技术条件时应在满足有关规范标准要求的前提下尽可能考虑施工的可行性和各工种对见证件试验测试仪表校准等要求的一致性施工单位应组织有关专业人员尽快熟悉消化施工技术条件如有不同意见及时反馈 设计的接口管理续 调试在工程阶段的顺序中紧接在土建安装之后调试管理通常由业主营运单位自己负责设计与调试的技术接口主要是由设计总包工程设计单位向调试现场提供调试相关的基准技术资料与调试设计技术文件例如系统设计手册整定值手册安全分析报告等以及调试大纲导则安全准则等 组织接口具有较广泛的含义包含所有的与设计采购施工和调试单位的接口关系和协调工作是项目管理中不可缺少的重要组成部分是设计技术接口以外的接口管理工作的集合 设计的接口管理续 设计的接口管理续 设计与其他相关方接口的逻辑关系 设计方与其他方之间的组织接口中进度计划是龙头设计采购和施工都有着相互交错关联的基本逻辑关系和工作程序并涉及了三个关键时间要求因此必须由核电总承包方协调好以上三个时间要求满足正常设计采购和施工的工程逻辑关系同时满足设计接口基本要求 1设备技术规格书提交的时间要求设计方要有足够的时间完成初步设计后提交设备技术规格书供采购方编写标书 2设计方的设备信息输入时间要求前提条件是技术规格书按时提交同时采购合同按时签订 采购合同签订后采购方除了监督设备制造满足设备到货要求还要根据设计方设备信息设计输入的时间要求由供方与设计方根据一层采购类接口ICM进行接口交换以满足设计方的施工图设计输入要求并按进度出版施工图 3施工图和设备到现场的时间要求前提条件是前两个时间要求均满足后设计方和采购方才能满足施工方的图纸和设备到场时间要求从而满足建造进度可见以上三个时间要求是相互联系相互制约的 设计的接口管理续 常见的组织接口管理 1设计方与业主之间的设计接口初步设计开展之前业主应向设计方提供以下资料作为设计依据 1厂址资料包括地震条件冷却水条件人口分布情况等 2电厂总体技术要求主要包括规范标准和核安全法规要求电厂容量额定值和输出功率机组数与布置要求堆型核蒸汽供应系统与配套工程规格汽轮发电机系统性能要求运行方式环境影响质量保证等要求 3外电网出线条件主要涉及电力系统电力系统的线路保护电网自动化系统及载波通信系统等 4政府主管部门批准文件进度计划如项目里程碑等 常见的组织接口管理续 2设计方之间的设计接口设计方之间的设计接口与设计分包的数量和分工有密切的关系分包少则设计接口就少分工清晰则接口清晰 设计方之间的设计接口在设计分工时还与设计阶段的划分有密切联系如初步设计是一方一般是总体或总包院而施工图设计是另一方则容易产生较多的上下游之间的新增组织接口和技术接口设计单位的设计输出将成为施工图设计的设计输入 3设计方与采购方供方的设计接口由于设备的详细信息是设计方施工设计的设计输入而工程设计与设备制造往往分离因此设计方与采购方供方的设计接口无法避免和减少是制约施工图设计进度的重要因素 由于采购招标要求所有的设备信息都需要提交设计方作为设计输入因此采购包的划分对设计接口也有影响采购包划分越细供方就越多参与设计接口的单位就越多采购方的管理幅度就越大 常见的组织接口管理续 4设计方与建安承包商的设计接口设计与建安承包商的设计接口主要涉及图纸深度要求施工技术条件调试文件等 5设计院内部各专业之间的组织接口每家设计院都有自己的专业分工核电厂的设计涉及堆芯设计安全分析核岛系统设计辐射屏蔽设计设备设计常规岛机务设计电气设计暖通设计仪控设计土建设计等约30多个专业对于内部专业接口根据HAD00306核电厂设计中的质量保证关于设计接口管理的要求作为项目总承包管理的内部设计院应根据核电质保要求建立完善的互提资料制度明确内部接口的分工责任联络渠道以及制订管理各组成部门之间各设计资料传递的程序 设计技术接口按性质可大致分为实体接口Physical Interface和功能接口Function Interface大类也有硬接口和软接口的说法 设计技术接口作为必要的设计输入是设计管理的核心工作具有三分管理七分技术的特点归纳我国几个核电工程项目的经验设计技术接口的主要管理方式如下 1核电总承包单位建立接口控制手册方式 2设计承包方建立明确的外部接口与内部接口方式这是以设计院为主导的一种管理模式分为外部接口和内部接口两部分 3利用协调会制度进行设计单位的协调管理方式 ICM与进度计划管理IED管理等共同构成核电项目设计进度管理的核心管理内容ICM一般根据实际情况进行分层和管理例如分层为设计方之间的接口设计方与设备供方之间的接口根据接口的分层关系确定接口的管理方管理方负责ICM的编制增补调整及升版对接口设立的合理性交换时间可操作性交换内容正确性等方面进行技术把关同时对接口交换情况和交换进度进行综合协调管理接口参与各方应严格按照达成的交换内容和时间进行信息交换并对接口交换信息的正确性承担最终责任ICM是动态文件工程期间可能做出以下更改 1增加新的设计接口 2修改设计接口内容及日 3取消不必要的设计接口 管理方负责ICM的增减调整原则上申请方需尽可能提前三个月提出接口修改申请ICM接口交换的原则是以设计采购供方安装和调试等分工为基础实现各方接口内容直接及时高效的交流这也是接口设置的原则 设计的策划管理续 编制完成项目开工报告后应组织各专业进行审查和院级评审并经院分管项目的领导和或职能管理部门审批后实施当遇内外条件变化应与委托方沟通对协作计划进行修改调整并及时下达 根据下达的工程项目设计任务书项目管理部门负责组建由项目办公室和专业设计人员组成的项目组织机构项目管理部门提出项目设计总工程师简称设总人选经相应授权人员批准后任命 项目办设专职的管理人员包括设总副设总质量管理工程师商务经理进度工程师接口工程师工程文件管理员各设计所为项目配置经项目设计总工程师确认同意的专业主设人各专业设计室根据项目任务的要求为项目配置设计人员 项目设总根据设计任务要求明确控制程序和规定结合项目的特点组织开展项目的分级设计策划设总负责和专业子项策划专业子项负责人负责 设计的策划管理续 项目策划应达到的目标 确定项目管理组织和管理流程明确各岗位的职责 通过与各专业协商确定设计任务分工和进度明确各项设计任务的责任人以及配置符合要求的编校审人员 明确各个设计节点的时间除了给出目标日期外还应规定中间环节的控制时间点包括重要互提资料初稿评审包括内外部评审和审查正式出版等 明确接口和互提资料的交换方式及交换内容 明确设计深度和文件的出版格式 明确设计管理要求包括沟通方式和报告及会议制度 鉴于核电厂工程的设计的复杂性设总在进行项目策划的过程中还应组织进度接口管理工程师开展专项管理策划工作包括 设总会同进度管理工程师结合项目的特点共同确定进度管理的要求和方法 设总会同接口管理工程师结合项目的特点共同确定接口管理的要求和方法 设总会同文件管理工程师结合项目的特点制订文件出版统计跟踪及归档的要求和方法 设计分析的管理 设计分析是设计单位的责任设计分析的管理是设计管理的重要组成部分业主应通过设计质保监查等方式监控设计单位的设计分析活动确保得到的设计输出资料是建立在充分的设计分析基础上的设计单位应根据合同规定向业主与安全审评机构提供必要的设计分析报告 根据我国核电厂设计安全规定的要求必须对核动力厂设计进行安全分析在分析中必须采用确定论和概率论分析方法分析的目的是证明所设计的核动力厂能够满足各类核动力厂状态下放射性释放的所有规定限值和潜在的辐射剂量的可接受限值并论证纵深防御己起到作用 设计分析的管理 设计分析是为编制设计输出文件例如图纸技术条件和程序规程等 使用设计输入产生所需资料贯穿于设计的全过程的一系列设计活动设计分析活动通常包括设计要求的分析模型方法假设的比较与选定计算及其验证基于计算机图象与实体模型的模拟分析经验反馈和其他背景资料的调研与应用设计输出的评价与论证等这些活动产生的资料是编制设计输出文件的基础为设计输出文件提供技术上与管理上的支持没有充分的设计分析就没有合格的设计输出任何核电新项目都必须借鉴成熟的设计但是任何新项目的设计都不是成熟资料的简单重复我国已建核电项目的设计分析已积累了丰富的经验在总结这些经验的基础上遵循核安全法规HAF102的新规定提高设计分析的管理水平对确保新建核电厂满足新的核安全要求是十分必要的 设计分