核電工程臨時(shí)特殊裝置的設(shè)計(jì)優(yōu)化

倪誠(chéng) 劉城

【摘 ?要】論文采用整體集中排水替代零星分散排水、正式管道安裝材料替代橡膠軟管的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)對(duì)某核電項(xiàng)目的臨時(shí)特殊裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，在系統(tǒng)調(diào)試階段，完成了集中排水裝置的功能替代，減少了臨時(shí)特殊裝置的數(shù)量，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，滿(mǎn)足了核電建設(shè)高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的要求，希望能對(duì)后續(xù)項(xiàng)目的臨時(shí)特殊裝置設(shè)計(jì)工作起到借鑒作用。

【Abstract】The paper adopts the design idea of integral centralized drainage instead of scattered drainage and formal pipeline installation material instead of rubber hose. Through designing and improving the temporary special device of a nuclear power project， the function replacement of the centralized drainage equipment was completed in the system commissioning stage. The number of temporary special devices has been reduced， and certain economic benefits have been achieved， which meets the requirements of high quality and high standard in nuclear power construction. It is hoped that it can be used as a reference for the design of temporary special devices in subsequent projects.

【關(guān)鍵詞】臨時(shí)特殊裝置;設(shè)計(jì)原則;安裝調(diào)試

【Keywords】temporary special device; design principles; installation and debugging

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM623 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2022）02-0187-03

1 臨時(shí)特殊裝置基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 TSD定義

臨時(shí)特殊裝置，英文縮略語(yǔ)為T(mén)SD，即 Temporary Special Device，調(diào)試特殊要求的系統(tǒng)臨時(shí)專(zhuān)用設(shè)施（臨時(shí)特殊裝置），因機(jī)組/系統(tǒng)/設(shè)備的調(diào)試（運(yùn)行、維修、變更）需要，而在系統(tǒng)安裝期間或EESR之后由調(diào)試要求或根據(jù)程序規(guī)定在系統(tǒng)/設(shè)備上設(shè)置一個(gè)臨時(shí)特殊裝置，其主要功能是通過(guò)新裝、取消、修改部件來(lái)替代設(shè)備/回路的功能。

1.2 TSD的形成來(lái)源

因施工特殊需要（包括維護(hù)、試壓）按施工文件實(shí)施的臨時(shí)物項(xiàng)，主要包括：設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)用的臨時(shí)軟管、臨時(shí)風(fēng)管、臨時(shí)盲板、壓力表、排氣閥、臨時(shí)電纜、接線(xiàn)箱、加熱/干燥裝置等?；芈吩噳核璧某?排水臨時(shí)軟管、臨時(shí)增壓泵、壓力表、排氣閥、安全閥、溫度指示器、臨時(shí)堵頭、臨時(shí)邊界盲板等。

因正式物項(xiàng)未到貨/損壞等原因，系統(tǒng)移交或水壓試驗(yàn)需要按變更文件后NCR實(shí)施的臨時(shí)安裝物項(xiàng)，如臨時(shí)栓接、臨時(shí)焊口、臨時(shí)端接、暫替設(shè)備等。

因調(diào)試要求在系統(tǒng)移交保留項(xiàng)設(shè)置的需要，按系統(tǒng)ESP文件實(shí)施的臨時(shí)物項(xiàng)，如臨時(shí)盲板、臨時(shí)孔板、臨時(shí)堵頭、臨時(shí)電纜等。

1.3 TSD設(shè)計(jì)原則

臨時(shí)特殊裝置TSD設(shè)計(jì)應(yīng)確保施工隊(duì)按照設(shè)計(jì)出的圖紙進(jìn)行施工時(shí)，管件便于安裝，易于預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整工作。對(duì)于重新設(shè)計(jì)的管線(xiàn)，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量以避免與其他專(zhuān)業(yè)物項(xiàng)發(fā)生碰撞。管材及管件均按照國(guó)標(biāo)選用。管道配件連接應(yīng)根據(jù)管徑選用合適的連接形式。為便于現(xiàn)場(chǎng)的安裝和調(diào)節(jié)，部分焊縫在預(yù)制車(chē)間焊接。連接管段的現(xiàn)場(chǎng)焊縫，應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)吊裝、安裝和焊接的操作空間來(lái)確定。管線(xiàn)上應(yīng)有焊縫標(biāo)識(shí)，但無(wú)需編號(hào)，通常情況下臨時(shí)特殊裝置等軸圖無(wú)需劃分管段[1]。

TSD管線(xiàn)可以利用BIM技術(shù)在預(yù)制車(chē)間進(jìn)行模塊化預(yù)制，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際合理布置TSD管線(xiàn)，將管線(xiàn)分為數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段和末端非標(biāo)準(zhǔn)段，同時(shí)也可以與調(diào)試溝通合理安排TSD管線(xiàn)需求，實(shí)現(xiàn)同一管線(xiàn)多次利用，進(jìn)行遷移時(shí)標(biāo)準(zhǔn)段可以依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求進(jìn)行重復(fù)利用，進(jìn)而優(yōu)化連接方式盡量避免現(xiàn)場(chǎng)焊接，管道之間可以采用卡箍連接，卡箍連接操作非常容易，無(wú)需特殊專(zhuān)業(yè)技術(shù)，普通工人經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可操作，現(xiàn)場(chǎng)所需的操作空間小，可以真正地實(shí)現(xiàn)靠墻靠角安裝，管道原有的特性不受影響，非常適用TSD臨時(shí)管線(xiàn)連接。這樣可以減少現(xiàn)場(chǎng)施工量，提高施工效率，也可以減少材料的需求，提高勞動(dòng)效率。

臨時(shí)特殊裝置TSD文件中需明確拆除的正式物項(xiàng)。TSD文件應(yīng)包含臨時(shí)管道、設(shè)備的材料清單，至少包含材料名稱(chēng)、規(guī)格、材質(zhì)、數(shù)量等。TSD文件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮臨時(shí)金屬管和軟管的承壓能力。金屬管與黑膠軟管連接處應(yīng)設(shè)計(jì)為魚(yú)鱗扣等形式以防松脫。TSD文件中應(yīng)盡可能明確臨時(shí)管道、設(shè)備的安裝尺寸及支架的布置要求，對(duì)于需現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)確定具體尺寸的，應(yīng)在TSD文件中說(shuō)明布置的總體原則（如盡可能貼地/貼墻布置、避讓主通道等），并在安裝前進(jìn)行技術(shù)交底。

TSD設(shè)計(jì)需嚴(yán)格按照核電正式管道設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，需要在滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)使用功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行管線(xiàn)和支架的合理布置，設(shè)計(jì)圖紙上需對(duì)管道、閥門(mén)、部件材料信息進(jìn)行明確要求，明確管道介質(zhì)、使用溫度等，最終完成管線(xiàn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后，需要按照標(biāo)準(zhǔn)核電管道設(shè)計(jì)流程，進(jìn)行編制審核、編制批準(zhǔn)，最終送至業(yè)主進(jìn)行最終確認(rèn)。在設(shè)計(jì)通過(guò)審核后，項(xiàng)目按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行材料的精準(zhǔn)采購(gòu)，避免使用不合格材料造成安裝缺陷。

如需現(xiàn)場(chǎng)焊接管道焊口也需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，按照核島管道安裝程序要求進(jìn)行焊接施工。焊口焊接必須要有相應(yīng)資格的焊工進(jìn)行施焊，焊接過(guò)程中焊口號(hào)、焊工號(hào)、焊接工藝選用、焊材領(lǐng)用等均需進(jìn)行記錄;焊接前焊口及清潔度也要進(jìn)行嚴(yán)格管控，需要質(zhì)量檢查人員進(jìn)行驗(yàn)證;焊接完成后，需要有資格的質(zhì)量檢查人員進(jìn)行目視檢查，并進(jìn)行焊口的PT驗(yàn)證，保證焊口質(zhì)量。

如需現(xiàn)場(chǎng)栓接TSD管線(xiàn)上的法蘭栓接也按照核島管道安裝程序要求執(zhí)行，法蘭栓接需進(jìn)行栓接信息記錄栓接焊口號(hào)、栓接人員、栓接日期、力矩扳手號(hào)、力矩值等信息。栓接完成后由質(zhì)量檢查人員進(jìn)行力矩驗(yàn)證并進(jìn)行簽字確認(rèn)。在保障質(zhì)量的同時(shí)也解決了以往跑、冒、漏的問(wèn)題，管線(xiàn)安裝實(shí)用美觀(guān)的同時(shí)也滿(mǎn)足了安質(zhì)環(huán)要求[2]。

TSD管線(xiàn)完成上述要求后依據(jù)排水壓力必要時(shí)可以進(jìn)行一次壓力試驗(yàn)，按照核島管道壓力試驗(yàn)程序要求執(zhí)行，壓力試驗(yàn)有班組及質(zhì)量檢查人員參加，記錄試驗(yàn)相關(guān)信息并出具壓力試驗(yàn)報(bào)告，從而徹底解決TSD管線(xiàn)跑、冒、滴的現(xiàn)象，提升管路系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性。

1.4 TSD材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

臨時(shí)物項(xiàng)使用的材料除按變更文件及NCR等文件明確規(guī)定進(jìn)行采購(gòu)?fù)?，其余臨時(shí)物項(xiàng)所使用的材料到貨后，應(yīng)檢查以下內(nèi)容：

①對(duì)制造的質(zhì)量證明文件進(jìn)行檢查，確保所采購(gòu)材料各項(xiàng)性能參數(shù)滿(mǎn)足技術(shù)部門(mén)文件的要求。

②軟管無(wú)硬折彎，無(wú)皸裂，無(wú)明顯損傷。

③緊固件無(wú)銹蝕，螺紋無(wú)銹蝕。

④法蘭密封面無(wú)貫穿性劃痕。

⑤不銹鋼管道無(wú)銹蝕。

2 臨時(shí)特殊裝置設(shè)計(jì)安裝中的常見(jiàn)問(wèn)題

臨時(shí)特殊裝置，受“臨時(shí)”二字冠名的影響，不論從設(shè)計(jì)管理還是施工管理角度，都不曾得到足夠重視，控制的標(biāo)準(zhǔn)低了，臨時(shí)特殊裝置的成品質(zhì)量自然就不會(huì)高，通過(guò)對(duì)歷年核建項(xiàng)目TSD設(shè)計(jì)的工作回顧，可以歸結(jié)出以下不足之處。

2.1 各系統(tǒng)TSD布置設(shè)計(jì)凌亂無(wú)規(guī)劃

臨時(shí)特殊裝置在初設(shè)階段沒(méi)有考慮布置上的美觀(guān)要求，完全由施工隊(duì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況自由布置安裝，往往安裝完畢后布置凌亂無(wú)規(guī)劃。同一位置有數(shù)根TSD臨時(shí)管線(xiàn)同時(shí)存在，未做到合理有效的利用，且考慮不周還存在與其他專(zhuān)業(yè)之間相互干擾的現(xiàn)象，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)需要安排施工人員進(jìn)行修改，這無(wú)形中增加了施工人員、安裝材料、施工機(jī)械的投入，不利于節(jié)約施工成本，從而加大了現(xiàn)場(chǎng)安質(zhì)環(huán)管理難度。

2.2 焊接質(zhì)量難以保障

既然布置的美觀(guān)性被忽略，那么臨時(shí)管道的焊接質(zhì)量自然也不會(huì)受到重視[3]。施工人員在安裝TSD的過(guò)程中，授權(quán)范圍很大，可以靈活布置臨時(shí)管道，但并不會(huì)過(guò)多考慮臨時(shí)管道的穩(wěn)固性，即不會(huì)太考慮支架的數(shù)量是否足夠，再加上臨時(shí)管道的焊接施工要求不高，這樣臨時(shí)管道的焊接質(zhì)量就很難得以保障，這樣就會(huì)特別容易出現(xiàn)跑、冒、滴等現(xiàn)象，以及觀(guān)感質(zhì)量差，這就埋下了安全質(zhì)量隱患。

2.3 軟管使用較多

以往臨時(shí)特殊裝置的設(shè)計(jì)中，使用了大量的橡膠軟管材料，由于缺少必要的外殼保護(hù)，橡膠軟管自身耐久性差，橡膠軟管很易損壞，損壞后無(wú)法繼續(xù)使用，需要重新的采購(gòu)、制作、連接，這就需要項(xiàng)目不斷地補(bǔ)充采購(gòu)，造成大量浪費(fèi)。同時(shí)，橡膠軟管在自然狀態(tài)下會(huì)塌癟再加上大量重疊擺放，整體視覺(jué)效果就給人臟、亂、差的感覺(jué)，不利于施工標(biāo)準(zhǔn)化管理。

3 某核電站項(xiàng)目TSD改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)方案

按照某核電站項(xiàng)目對(duì)TSD設(shè)計(jì)的總體要求，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)室對(duì)32份集中排水的系統(tǒng)分項(xiàng)TSD進(jìn)行了分析和整理，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管道專(zhuān)業(yè)TSD分隊(duì)一線(xiàn)施工技術(shù)人員適應(yīng)性改進(jìn)提議，在上游設(shè)計(jì)院的總體布置要求指導(dǎo)下，最終確定改進(jìn)設(shè)計(jì)方案如表1所示。

同時(shí)，根據(jù)工程公司技術(shù)要求，為達(dá)到安質(zhì)環(huán)的既定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于改進(jìn)后的集中排水裝置，計(jì)算出最大排水量，排水壓力選擇合理管徑，再利用BIM技術(shù)規(guī)劃出最佳的排水裝置位置、管線(xiàn)布置線(xiàn)路避免與其他專(zhuān)業(yè)相互干擾。最后統(tǒng)一按照核島管道施工圖的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出圖，一并采用正式核島安裝施工材料進(jìn)行安裝，按照核島管道安裝程序要求進(jìn)行焊接施工。利用BIM技術(shù)將是解決TSD管線(xiàn)布置及現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化模塊化施工的新方向。

3.2 工作量對(duì)比

某核電站項(xiàng)目TSD改進(jìn)設(shè)計(jì)的最大亮點(diǎn)，就是大大減少了TSD的數(shù)量。不論從設(shè)計(jì)管理還是從施工管理角度，都產(chǎn)生了可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益，相關(guān)項(xiàng)目的TSD數(shù)量對(duì)比如表2所示。

通過(guò)上述對(duì)比不難看出，通過(guò)AZ項(xiàng)目在有針對(duì)性地對(duì)TSD進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)后，TSD的制作和使用數(shù)量大幅下降，有效節(jié)約了材料的使用，在滿(mǎn)足了施工功能需求的前提下，減少臨時(shí)特殊裝置的制作數(shù)量，也在一定程度上節(jié)約了人力的投入，同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化在現(xiàn)場(chǎng)的布置保證了整體的美觀(guān)性，提高了施工的觀(guān)感質(zhì)量。

4 某核電站項(xiàng)目對(duì)TSD設(shè)計(jì)安裝后的效果

4.1 滿(mǎn)足核電建造高標(biāo)準(zhǔn)要求

在傳統(tǒng)核電項(xiàng)目積累的TSD經(jīng)驗(yàn)反饋基礎(chǔ)上，采用整體集中排水替代零星分散排水、正式管道安裝材料替代橡膠軟管的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)對(duì)某核電項(xiàng)目的臨時(shí)特殊裝置設(shè)計(jì)改進(jìn)，在系統(tǒng)調(diào)試階段，達(dá)到集中排水裝置的功能替代，減少了臨時(shí)特殊裝置的數(shù)量，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，滿(mǎn)足了核電建設(shè)高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4.2 滿(mǎn)足系統(tǒng)TSD調(diào)試需要

對(duì)比以往項(xiàng)目凌亂復(fù)雜的系統(tǒng)分項(xiàng)TSD，出于方便使用需要，調(diào)試更需要對(duì)TSD進(jìn)行集中整合，進(jìn)而提高調(diào)試期間的工作效率。新項(xiàng)目加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)TSD管理，項(xiàng)目和調(diào)試進(jìn)行TSD梳理，盡量集中地安排系統(tǒng)調(diào)試工作。根據(jù)系統(tǒng)TSD使用需求時(shí)間，安排現(xiàn)場(chǎng)TSD的安裝和拆除時(shí)間，避免了以往調(diào)試TSD安裝后長(zhǎng)期未使用未拆除的問(wèn)題，有效提高了TSD安裝使用效率，做到有計(jì)劃地施工和拆除，既滿(mǎn)足了現(xiàn)場(chǎng)使用需求，也提高了項(xiàng)目TSD的整體管理，也可在多次需要TSD臨時(shí)排放設(shè)施的區(qū)域位置，設(shè)置一處固定的收集裝置，由需要排放的系統(tǒng)通過(guò)臨時(shí)管道引至排放收集裝置，再經(jīng)過(guò)臨時(shí)TSD管線(xiàn)引至排水點(diǎn)，這樣可以避免安裝多條TSD管線(xiàn)，提升整體質(zhì)量。

4.3 提升安質(zhì)環(huán)考評(píng)等級(jí)

自日本福島事件之后，高標(biāo)準(zhǔn)的安質(zhì)環(huán)要求已成為每個(gè)核電項(xiàng)目的重要考核標(biāo)準(zhǔn)。在以往項(xiàng)目中，TSD在安質(zhì)環(huán)方面的缺陷被列為重點(diǎn)整治內(nèi)容。

在安全質(zhì)量方面，項(xiàng)目按照上游需求編制了TSD專(zhuān)項(xiàng)施工方案，方案對(duì)以往忽略的問(wèn)題作了明確要求，從現(xiàn)場(chǎng)TSD總體設(shè)計(jì)出發(fā)，吸取以往TSD經(jīng)驗(yàn)反饋，改進(jìn)TSD安裝工藝，以往多采用橡膠管進(jìn)行安裝，由于黑膠管多是整根到貨，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝時(shí)出于成本考慮，無(wú)論安裝需求長(zhǎng)短，都不會(huì)切割管道，會(huì)出現(xiàn)安裝后管道扭曲擺放、多根堆疊等情況，造成現(xiàn)場(chǎng)混亂。臨時(shí)鋼管直接在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，管線(xiàn)走向及支架的安裝隨意性大，主要由現(xiàn)場(chǎng)管理人員的經(jīng)驗(yàn)及能力決定。由于現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有設(shè)計(jì)TSD臨時(shí)管線(xiàn)專(zhuān)用通道，TSD臨時(shí)管線(xiàn)管道一般會(huì)安裝在人員通道上，堆疊的膠管不僅影響視覺(jué)感觀(guān)，還會(huì)影響人員通行，影響現(xiàn)場(chǎng)物項(xiàng)運(yùn)輸及與其他專(zhuān)業(yè)相互干涉的情況，導(dǎo)致需整改的地方多，在接頭處經(jīng)常出現(xiàn)滴漏情況，堆疊的管道影響排查維修。

TSD臨時(shí)管線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)化管理是走向核電智慧建造必經(jīng)之路，要做到標(biāo)準(zhǔn)化管理應(yīng)對(duì)TSD臨時(shí)管線(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)一管理，利用BIM技術(shù)進(jìn)行管線(xiàn)走向設(shè)計(jì)避免相互有影響，將多根TSD管道匯集一處采用一根主排水管道排出核島的方式，減少管道使用量，管道設(shè)計(jì)盡量靠邊設(shè)計(jì)，保證通道暢通，在必要時(shí)采用地面下預(yù)埋，或者增加過(guò)橋的方式，解決人員通行物資運(yùn)輸問(wèn)題。最后按照核島管道施工圖的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出圖，且采用正式核島安裝施工材料進(jìn)行安裝。TSD材料更換后統(tǒng)一采用焊接加法蘭栓接的方式進(jìn)行連接，按照相應(yīng)的核電標(biāo)準(zhǔn)管道安裝要求進(jìn)行管理，保證施工后的臨時(shí)管道的安全和質(zhì)量，也能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)文明施工和安質(zhì)環(huán)的要求。

5 結(jié)論

某核電站項(xiàng)目對(duì)系統(tǒng)分項(xiàng)排水零散TSD的整合改進(jìn)設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足調(diào)試工作要求以及對(duì)零散TSD所肩負(fù)功能全面覆蓋的要求。該項(xiàng)改進(jìn)設(shè)計(jì)在一定程度上啟發(fā)了臨時(shí)特殊裝置設(shè)計(jì)的思路，為后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)思路如何更好貫徹核電項(xiàng)目安質(zhì)環(huán)要求指明了方向。

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