某核電站用屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)特點(diǎn)研究

劉學(xué)賡,徐躍進(jìn)

（國(guó)核工程有限公司,上海 200233）

某核電站用屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)特點(diǎn)研究

劉學(xué)賡,徐躍進(jìn)

（國(guó)核工程有限公司,上海 200233）

本文基于某核電站用屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化工作的實(shí)踐，分析了該型屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化工作的特點(diǎn)及國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)工藝路線，指出了影響該屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化工作的風(fēng)險(xiǎn)，并提出了風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施，為后續(xù)科學(xué)指導(dǎo)該型主泵的國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)工作提供了良好的借鑒意義。

主泵;國(guó)產(chǎn)化;工藝路線;風(fēng)險(xiǎn);應(yīng)對(duì)措施

1　背景

某核電站使用屏蔽電機(jī)泵作為反應(yīng)堆冷卻劑泵，該泵制造難度大，要求高，是該核電站生產(chǎn)周期最長(zhǎng)的設(shè)備，為設(shè)備供貨關(guān)鍵路徑上的物項(xiàng)，其供貨進(jìn)度受到核電建設(shè)單位的高度重視。

隨著該型主泵國(guó)產(chǎn)化工作的逐步推進(jìn)，國(guó)內(nèi)制造廠已逐步掌握其研制及生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)產(chǎn)化工作由兩家制造廠完成，一為屏蔽電機(jī)制造廠，負(fù)責(zé)屏蔽電機(jī)的研發(fā)與制造，二為水泵廠，負(fù)責(zé)主泵水力部件的研發(fā)、制造、泵組的組裝及最后的試驗(yàn)工作；本文基于該主泵國(guó)產(chǎn)化工作實(shí)踐，分析了該主泵生產(chǎn)特點(diǎn)，指出了影響國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并提出了應(yīng)對(duì)措施，為后續(xù)科學(xué)指導(dǎo)屏蔽電機(jī)主泵的生產(chǎn)提供了良好的借鑒意義。

2　某核電站用屏蔽電機(jī)主泵的生產(chǎn)特點(diǎn)分析

2.1 屏蔽電機(jī)主泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該型屏蔽電機(jī)主泵相較之前二代、二代半主泵，取消了機(jī)械密封、聯(lián)軸器等復(fù)雜零部件，且整個(gè)泵通過(guò)泵殼與蒸發(fā)器下封頭出水口的焊接掛置于蒸發(fā)器底部，葉輪直接套裝于電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，整個(gè)泵包括電機(jī)都將作為一回路壓力邊界。相較傳統(tǒng)核主泵，該型屏蔽電機(jī)主泵電機(jī)部分的制造難度較高，新的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)決定了泵的生產(chǎn)制造模式，管理要求也將不同于傳統(tǒng)主泵。

2.2 某核電站屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)模式

該型屏蔽電機(jī)主泵由水泵廠承擔(dān)總包任務(wù)，電機(jī)廠負(fù)責(zé)屏蔽電機(jī)的分包制造，兩家廠工作分工不同，工作側(cè)重點(diǎn)也不同。水泵廠主要負(fù)責(zé)主泵水力部件的生產(chǎn)工作，包括泵殼、葉輪、熱屏導(dǎo)葉、吸入導(dǎo)管、主螺栓、主螺母等水力部件及壓力邊界的制造，待電機(jī)運(yùn)至水泵廠后由水泵廠和電機(jī)廠相關(guān)人員組成的組裝試驗(yàn)聯(lián)合工作團(tuán)隊(duì)在水泵廠開(kāi)展主泵的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、整體裝配、臺(tái)架試驗(yàn)等組裝與試驗(yàn)工作。其中主泵泵殼不參與主泵的裝配工作，泵殼將提前另行發(fā)運(yùn)至蒸發(fā)器廠完成與蒸發(fā)器下封頭的焊接工作。電機(jī)廠主要負(fù)責(zé)屏蔽電機(jī)的生產(chǎn)工作，按照定子部套、轉(zhuǎn)子部套以及飛輪部套等三條生產(chǎn)主線開(kāi)展生產(chǎn)工作。

在電機(jī)與水力部件組裝前，兩廠的工作可并行開(kāi)展，互不干擾。在組裝試驗(yàn)階段，兩廠需抽調(diào)專(zhuān)業(yè)人員組建聯(lián)合工作團(tuán)隊(duì)開(kāi)展組裝試驗(yàn)工作。

3　某核電站用屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化制造工藝路線分析

對(duì)該型屏蔽電機(jī)主泵的工藝路線分析應(yīng)基于其生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行，分為兩個(gè)階段：在主泵組裝前，應(yīng)著重研究?jī)蓮S各自的生產(chǎn)任務(wù)；在主泵組裝開(kāi)始及后續(xù)試驗(yàn)過(guò)程，應(yīng)著重研究主泵組裝試驗(yàn)聯(lián)合工作團(tuán)隊(duì)的工作任務(wù)。

3.1 主泵組裝前的生產(chǎn)工藝路線分析

3.1.1 電機(jī)生產(chǎn)工藝路線分析

該型屏蔽電機(jī)的生產(chǎn)可分為三大部套的生產(chǎn)，分別為電機(jī)定子部套，電機(jī)轉(zhuǎn)子部套，電機(jī)飛輪部套。三個(gè)部套可并行單獨(dú)生產(chǎn)，相互沒(méi)有前置工序關(guān)系。

定子部套生產(chǎn)共需經(jīng)歷定子鐵芯裝配、定子繞組初裝配、定子繞組終裝配、定子繞組VPI、定子初裝配、定子最終裝配（1）、定子最終裝配（2）等7項(xiàng)關(guān)鍵路徑工序。

在每項(xiàng)關(guān)鍵工序前，皆有若干非關(guān)鍵路徑工序，完成這些非關(guān)鍵路徑工序是執(zhí)行下一步關(guān)鍵路徑工序的前提。例如在定子繞組VPI之前，需保證質(zhì)量計(jì)劃已編制完成、定子真空浸漆設(shè)備就位、定子機(jī)座加熱爐可用、上下鐵芯支撐環(huán)均完成裝配、RTD熱電偶均安裝至定子鐵芯中。

轉(zhuǎn)子部套與飛輪部套生產(chǎn)工藝過(guò)程相對(duì)定子部套生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子部套生產(chǎn)主要包括轉(zhuǎn)子軸加工、轉(zhuǎn)子鐵芯裝壓、轉(zhuǎn)子初裝配、轉(zhuǎn)子最終裝配等工序。

飛輪部套生產(chǎn)主要包括飛輪輪轂加工，上下飛輪初裝配、上下飛輪終裝配等工序，在轉(zhuǎn)子部套與飛輪部套各自生產(chǎn)完畢后，在電機(jī)廠內(nèi)完成轉(zhuǎn)子部套與上下飛輪的裝配工作，裝配完成后整體進(jìn)行包裝出廠，至泵廠安裝葉輪后進(jìn)行整個(gè)轉(zhuǎn)子的整體動(dòng)平衡。

3.1.2 水力部件生產(chǎn)工藝路線分析

泵廠在組裝試驗(yàn)開(kāi)始前的生產(chǎn)工作主要有泵殼的制造、葉輪的制造，熱屏導(dǎo)葉的制造、主螺栓/主螺母的制造等單項(xiàng)零部件的生產(chǎn)制造工作，其中泵殼將提前發(fā)運(yùn)至蒸汽發(fā)生器廠進(jìn)行與蒸發(fā)器下封頭的焊接，因此泵殼的進(jìn)度計(jì)劃并不影響主泵后續(xù)的組裝及試驗(yàn)工作，具備一定獨(dú)立性。

葉輪、熱屏導(dǎo)葉、主螺栓/主螺母等其他單件零部件的制造工作相對(duì)獨(dú)立，在與電機(jī)裝配前，水力部件之間并不存在裝配關(guān)系，給車(chē)間安排生產(chǎn)排產(chǎn)帶來(lái)了一定的靈活性。

3.2 裝配及試驗(yàn)工藝路線分析

電機(jī)定子部套、轉(zhuǎn)子部套、飛輪部套完工后，電機(jī)廠將以上部套運(yùn)至水泵廠，由水泵廠及電機(jī)廠組成的聯(lián)合裝配團(tuán)隊(duì)完成主泵的總裝工作后開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)。在水泵廠開(kāi)展的主泵最終組裝及試驗(yàn)工作主要包括：轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡、整泵組裝、主泵試驗(yàn)、拆解檢查等工作。

4　影響該型屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

4.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

基于該型屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化工作多年的經(jīng)驗(yàn)，本文對(duì)后續(xù)可能會(huì)影響主泵生產(chǎn)進(jìn)度的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析歸納，主要有以下幾個(gè)方面：4.1.1人員能力素質(zhì)因素

雖然通過(guò)依托項(xiàng)目的鍛煉，國(guó)內(nèi)已經(jīng)培養(yǎng)了一批滿足該型主泵生產(chǎn)要求的合格人員，但從事該型屏蔽電機(jī)主泵生產(chǎn)工作的人員總量仍然較少，從事某些要求比較高的特殊工藝操作人員更為稀缺，一旦由于某種原因，該操作人員產(chǎn)生工作變動(dòng)，而其他操作人員能力尚不足以滿足生產(chǎn)需求時(shí)，該工序的生產(chǎn)過(guò)程將受到影響，如果進(jìn)一步影響到關(guān)鍵路徑，則會(huì)導(dǎo)致整體生產(chǎn)進(jìn)度的拖期。

4.1.2 原材料的供應(yīng)

由于該型主泵的設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)對(duì)該泵的設(shè)計(jì)壽命明確提出了的60年的設(shè)計(jì)壽命，因此該泵在設(shè)計(jì)選材時(shí)選用的材料性能均達(dá)到其相關(guān)領(lǐng)域的頂尖水平，尤其是屏蔽電機(jī)部分材料的國(guó)產(chǎn)化難度較大，一方面產(chǎn)品性能要求高，另一方面需求量小，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)對(duì)這些材料的研制意愿是否強(qiáng)烈決定了該基礎(chǔ)材料的攻關(guān)進(jìn)程，進(jìn)而影響著主泵國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)進(jìn)度。

4.1.3 生產(chǎn)過(guò)程中NCR的處理能力

屏蔽電機(jī)主泵生產(chǎn)難度較大，部分零部件供貨所涉及的供應(yīng)鏈較長(zhǎng)，多數(shù)國(guó)內(nèi)供應(yīng)商/分包商均為首次對(duì)于屏蔽電機(jī)主泵提供原材料及零部件的供貨，受生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)能力等因素的影響，在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生NCR，根據(jù)相關(guān)法規(guī)及程序的要求，對(duì)于重要NCR的關(guān)閉需要層層審批，逐級(jí)提出整改意見(jiàn)與要求，一個(gè)重大NCR的關(guān)閉過(guò)程，往往伴隨著不斷的論證與證明，而國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的研究還不深刻，在處理某些NCR時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，進(jìn)而影響到生產(chǎn)進(jìn)度。

4.2 應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)以上原因分析，主泵制造廠應(yīng)從以下幾方面采取積極措施，減少風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)的發(fā)生：

（1）通過(guò)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)化主泵的制造，著力培養(yǎng)一批具備良好核安全文化意識(shí)的高技能操作者、技術(shù)工作者和管理者，打造一支穩(wěn)定的能適應(yīng)主泵國(guó)產(chǎn)化工作要求的研制及生產(chǎn)隊(duì)伍，重視關(guān)鍵崗位工作人員的培養(yǎng)，進(jìn)行人才梯隊(duì)建設(shè)；

（2）提高原材料國(guó)產(chǎn)率，一方面開(kāi)展金屬、非金屬基礎(chǔ)材料學(xué)科的攻關(guān)，提高基礎(chǔ)材料的國(guó)產(chǎn)研制能力，另一方面也要通過(guò)多種方法提高國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的積極性，提升基礎(chǔ)科研成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的能力，促進(jìn)國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研良性互動(dòng)發(fā)展；

（3）提升制造企業(yè)處理NCR的能力，一方面需要制造企業(yè)自身在提升對(duì)屏蔽電機(jī)主泵設(shè)計(jì)要求的認(rèn)識(shí)，提升自身處理問(wèn)題的能力的同時(shí)，認(rèn)真吸取同行業(yè)在同類(lèi)問(wèn)題處理經(jīng)驗(yàn)，做好經(jīng)驗(yàn)反饋工作；另一方面，應(yīng)組建一支涵蓋多學(xué)科跨專(zhuān)業(yè)的外部專(zhuān)家隊(duì)伍，探索針對(duì)屏蔽電機(jī)主泵問(wèn)題處理的外部專(zhuān)家工作機(jī)制，充分利用國(guó)內(nèi)相關(guān)科研院所，企事業(yè)單位的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，集中有效資源攻克屏蔽電機(jī)主泵在生產(chǎn)制造過(guò)程中出現(xiàn)的難題。

5　總結(jié)

當(dāng)前盡管該型屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化目標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)，但是，我們應(yīng)清醒認(rèn)識(shí)到生產(chǎn)該型屏蔽電機(jī)主泵的高技術(shù)要求與我們相應(yīng)生產(chǎn)制造能力經(jīng)驗(yàn)的欠缺仍為主要矛盾，國(guó)產(chǎn)化工作不是一蹴而就的；通過(guò)過(guò)去幾年的國(guó)產(chǎn)化工作，相關(guān)制造廠已積累了大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)與相關(guān)零部件制造、泵體組裝、試驗(yàn)等工藝過(guò)程均有了經(jīng)驗(yàn)積累，具備了獨(dú)立開(kāi)展屏蔽電機(jī)主泵設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及試驗(yàn)的能力。

需注意的是，即便將來(lái)國(guó)內(nèi)制造廠實(shí)現(xiàn)了首臺(tái)該型屏蔽電機(jī)主泵國(guó)產(chǎn)化工作，鑒于其對(duì)生產(chǎn)技術(shù)水平的較高要求，國(guó)內(nèi)相關(guān)廠家在后續(xù)生產(chǎn)屏蔽電機(jī)主泵的過(guò)程中仍需嚴(yán)格按照各項(xiàng)設(shè)計(jì)、制造、裝配及試驗(yàn)指標(biāo)的要求開(kāi)展相關(guān)工作，做好核安全文化的宣貫與學(xué)習(xí)，嚴(yán)格貫徹核安全文化及核電質(zhì)保要求，把控生產(chǎn)質(zhì)量關(guān)，唯有保障了產(chǎn)品質(zhì)量這一前提，才能實(shí)現(xiàn)主泵國(guó)產(chǎn)化的成功。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.177

劉學(xué)賡（1981-），男，山東泰安人，研究生，工程師。