核电工程临时特殊装置的设计优化

倪诚 刘城

【摘  要】论文采用整体集中排水替代零星分散排水、正式管道安装材料替代橡胶软管的设计思路，通过对某核电项目的临时特殊装置进行设计改进，在系统调试阶段，完成了集中排水装置的功能替代，减少了临时特殊装置的数量，取得了一定的经济效益，满足了核电建设高质量、高标准的要求，希望能对后续项目的临时特殊装置设计工作起到借鉴作用。

【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.

【关键词】临时特殊装置;设计原则;安装调试

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

【中图分类号】TM623                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2022）02-0187-03

1 临时特殊装置基础知识

1.1 TSD定义

临时特殊装置，英文缩略语为TSD，即 Temporary Special Device，调试特殊要求的系统临时专用设施（临时特殊装置），因机组/系统/设备的调试（运行、维修、变更）需要，而在系统安装期间或EESR之后由调试要求或根据程序规定在系统/设备上设置一个临时特殊装置，其主要功能是通过新装、取消、修改部件来替代设备/回路的功能。

1.2 TSD的形成来源

因施工特殊需要（包括维护、试压）按施工文件实施的临时物项，主要包括：设备维护保养用的临时软管、临时风管、临时盲板、压力表、排气阀、临时电缆、接线箱、加热/干燥装置等。回路试压所需的充/排水临时软管、临时增压泵、压力表、排气阀、安全阀、温度指示器、临时堵头、临时边界盲板等。

因正式物项未到货/损坏等原因，系统移交或水压试验需要按变更文件后NCR实施的临时安装物项，如临时栓接、临时焊口、临时端接、暂替设备等。

因调试要求在系统移交保留项设置的需要，按系统ESP文件实施的临时物项，如临时盲板、临时孔板、临时堵头、临时电缆等。

1.3 TSD设计原则

临时特殊装置TSD设计应确保施工队按照设计出的图纸进行施工时，管件便于安装，易于预制和现场调整工作。对于重新设计的管线，应现场测量以避免与其他专业物项发生碰撞。管材及管件均按照国标选用。管道配件连接应根据管径选用合适的连接形式。为便于现场的安装和调节，部分焊缝在预制车间焊接。连接管段的现场焊缝，应由现场吊装、安装和焊接的操作空间来确定。管线上应有焊缝标识，但无需编号，通常情况下临时特殊装置等轴图无需划分管段[1]。

TSD管线可以利用BIM技术在预制车间进行模块化预制，依据现场实际合理布置TSD管线，将管线分为数个标准段和末端非标准段，同时也可以与调试沟通合理安排TSD管线需求，实现同一管线多次利用，进行迁移时标准段可以依据现场实际需求进行重复利用，进而优化连接方式尽量避免现场焊接，管道之间可以采用卡箍连接，卡箍连接操作非常容易，无需特殊专业技术，普通工人经过简单的培训即可操作，现场所需的操作空间小，可以真正地实现靠墙靠角安装，管道原有的特性不受影响，非常适用TSD临时管线连接。这样可以减少现场施工量，提高施工效率，也可以减少材料的需求，提高劳动效率。

临时特殊装置TSD文件中需明确拆除的正式物项。TSD文件應包含临时管道、设备的材料清单，至少包含材料名称、规格、材质、数量等。TSD文件设计时应考虑临时金属管和软管的承压能力。金属管与黑胶软管连接处应设计为鱼鳞扣等形式以防松脱。TSD文件中应尽可能明确临时管道、设备的安装尺寸及支架的布置要求，对于需现场安装时确定具体尺寸的，应在TSD文件中说明布置的总体原则（如尽可能贴地/贴墙布置、避让主通道等），并在安装前进行技术交底。

TSD设计需严格按照核电正式管道设计要求执行，需要在满足现场使用功能的基础上，根据现场实际情况进行管线和支架的合理布置，设计图纸上需对管道、阀门、部件材料信息进行明确要求，明确管道介质、使用温度等，最终完成管线设计。设计完成后，需要按照标准核电管道设计流程，进行编制审核、编制批准，最终送至业主进行最终确认。在设计通过审核后，项目按照设计图纸进行材料的精准采购，避免使用不合格材料造成安装缺陷。

如需现场焊接管道焊口也需要进行严格的控制，按照核岛管道安装程序要求进行焊接施工。焊口焊接必须要有相应资格的焊工进行施焊，焊接过程中焊口号、焊工号、焊接工艺选用、焊材领用等均需进行记录;焊接前焊口及清洁度也要进行严格管控，需要质量检查人员进行验证;焊接完成后，需要有资格的质量检查人员进行目视检查，并进行焊口的PT验证，保证焊口质量。

如需现场栓接TSD管线上的法兰栓接也按照核岛管道安装程序要求执行，法兰栓接需进行栓接信息记录栓接焊口号、栓接人员、栓接日期、力矩扳手号、力矩值等信息。栓接完成后由质量检查人员进行力矩验证并进行签字确认。在保障质量的同时也解决了以往跑、冒、漏的问题，管线安装实用美观的同时也满足了安质环要求[2]。

TSD管线完成上述要求后依据排水压力必要时可以进行一次压力试验，按照核岛管道压力试验程序要求执行，压力试验有班组及质量检查人员参加，记录试验相关信息并出具压力试验报告，从而彻底解决TSD管线跑、冒、滴的现象，提升管路系统运行的稳定可靠性。

1.4 TSD材料验收标准

临时物项使用的材料除按变更文件及NCR等文件明确规定进行采购外，其余临时物项所使用的材料到货后，应检查以下内容：

①对制造的质量证明文件进行检查，确保所采购材料各项性能参数满足技术部门文件的要求。

②軟管无硬折弯，无皲裂，无明显损伤。

③紧固件无锈蚀，螺纹无锈蚀。

④法兰密封面无贯穿性划痕。

⑤不锈钢管道无锈蚀。

2 临时特殊装置设计安装中的常见问题

临时特殊装置，受“临时”二字冠名的影响，不论从设计管理还是施工管理角度，都不曾得到足够重视，控制的标准低了，临时特殊装置的成品质量自然就不会高，通过对历年核建项目TSD设计的工作回顾，可以归结出以下不足之处。

2.1 各系统TSD布置设计凌乱无规划

临时特殊装置在初设阶段没有考虑布置上的美观要求，完全由施工队根据现场实际情况自由布置安装，往往安装完毕后布置凌乱无规划。同一位置有数根TSD临时管线同时存在，未做到合理有效的利用，且考虑不周还存在与其他专业之间相互干扰的现象，导致现场需要安排施工人员进行修改，这无形中增加了施工人员、安装材料、施工机械的投入，不利于节约施工成本，从而加大了现场安质环管理难度。

2.2 焊接质量难以保障

既然布置的美观性被忽略，那么临时管道的焊接质量自然也不会受到重视[3]。施工人员在安装TSD的过程中，授权范围很大，可以灵活布置临时管道，但并不会过多考虑临时管道的稳固性，即不会太考虑支架的数量是否足够，再加上临时管道的焊接施工要求不高，这样临时管道的焊接质量就很难得以保障，这样就会特别容易出现跑、冒、滴等现象，以及观感质量差，这就埋下了安全质量隐患。

2.3 软管使用较多

以往临时特殊装置的设计中，使用了大量的橡胶软管材料，由于缺少必要的外壳保护，橡胶软管自身耐久性差，橡胶软管很易损坏，损坏后无法继续使用，需要重新的采购、制作、连接，这就需要项目不断地补充采购，造成大量浪费。同时，橡胶软管在自然状态下会塌瘪再加上大量重叠摆放，整体视觉效果就给人脏、乱、差的感觉，不利于施工标准化管理。

3 某核电站项目TSD改进设计

3.1 设计方案

按照某核电站项目对TSD设计的总体要求，现场设计室对32份集中排水的系统分项TSD进行了分析和整理，结合现场管道专业TSD分队一线施工技术人员适应性改进提议，在上游设计院的总体布置要求指导下，最终确定改进设计方案如表1所示。

同时，根据工程公司技术要求，为达到安质环的既定验收标准，对于改进后的集中排水装置，计算出最大排水量，排水压力选择合理管径，再利用BIM技术规划出最佳的排水装置位置、管线布置线路避免与其他专业相互干扰。最后统一按照核岛管道施工图的设计标准进行出图，一并采用正式核岛安装施工材料进行安装，按照核岛管道安装程序要求进行焊接施工。利用BIM技术将是解决TSD管线布置及现场标准化模块化施工的新方向。

3.2 工作量对比

某核电站项目TSD改进设计的最大亮点，就是大大减少了TSD的数量。不论从设计管理还是从施工管理角度，都产生了可观的经济效益，相关项目的TSD数量对比如表2所示。

通过上述对比不难看出，通过AZ项目在有针对性地对TSD进行改进设计后，TSD的制作和使用数量大幅下降，有效节约了材料的使用，在满足了施工功能需求的前提下，减少临时特殊装置的制作数量，也在一定程度上节约了人力的投入，同时通过设计优化在现场的布置保证了整体的美观性，提高了施工的观感质量。

4 某核电站项目对TSD设计安装后的效果

4.1 满足核电建造高标准要求

在传统核电项目积累的TSD经验反馈基础上，采用整体集中排水替代零星分散排水、正式管道安装材料替代橡胶软管的设计理念，通过对某核电项目的临时特殊装置设计改进，在系统调试阶段，达到集中排水装置的功能替代，减少了临时特殊装置的数量，取得了一定的经济效益，满足了核电建设高质量、高标准的要求。

4.2 满足系统TSD调试需要

对比以往项目凌乱复杂的系统分项TSD，出于方便使用需要，调试更需要对TSD进行集中整合，进而提高调试期间的工作效率。新项目加强现场TSD管理，项目和调试进行TSD梳理，尽量集中地安排系统调试工作。根据系统TSD使用需求时间，安排现场TSD的安装和拆除时间，避免了以往调试TSD安装后长期未使用未拆除的问题，有效提高了TSD安装使用效率，做到有计划地施工和拆除，既满足了现场使用需求，也提高了项目TSD的整体管理，也可在多次需要TSD临时排放设施的区域位置，设置一处固定的收集装置，由需要排放的系统通过临时管道引至排放收集装置，再经过临时TSD管线引至排水点，这样可以避免安装多条TSD管线，提升整体质量。

4.3 提升安质环考评等级

自日本福岛事件之后，高标准的安质环要求已成为每个核电项目的重要考核标准。在以往项目中，TSD在安质环方面的缺陷被列为重点整治内容。

在安全质量方面，项目按照上游需求编制了TSD专项施工方案，方案对以往忽略的问题作了明确要求，从现场TSD总体设计出发，吸取以往TSD经验反馈，改进TSD安装工艺，以往多采用橡胶管进行安装，由于黑胶管多是整根到货，现场实际安装时出于成本考虑，无论安装需求长短，都不会切割管道，会出现安装后管道扭曲摆放、多根堆叠等情况，造成现场混乱。临时钢管直接在现场进行安装，管线走向及支架的安装随意性大，主要由现场管理人员的经验及能力决定。由于现场没有设计TSD临时管线专用通道，TSD临时管线管道一般会安装在人员通道上，堆叠的胶管不仅影响视觉感观，还会影响人员通行，影响现场物项运输及与其他专业相互干涉的情况，导致需整改的地方多，在接头处经常出现滴漏情况，堆叠的管道影响排查维修。

TSD临时管线的标准化管理是走向核电智慧建造必经之路，要做到标准化管理应对TSD临时管线进行统一管理，利用BIM技术进行管线走向设计避免相互有影响，将多根TSD管道汇集一处采用一根主排水管道排出核岛的方式，减少管道使用量，管道设计尽量靠边设计，保证通道畅通，在必要时采用地面下预埋，或者增加过桥的方式，解决人员通行物资运输问题。最后按照核岛管道施工图的设计标准进行出图，且采用正式核岛安装施工材料进行安装。TSD材料更换后统一采用焊接加法兰栓接的方式进行连接，按照相应的核电标准管道安装要求进行管理，保证施工后的临时管道的安全和质量，也能够满足现场文明施工和安质环的要求。

5 结论

某核电站项目对系统分项排水零散TSD的整合改进设计，满足调试工作要求以及对零散TSD所肩负功能全面覆盖的要求。该项改进设计在一定程度上启发了临时特殊装置设计的思路，为后续现场设计思路如何更好贯彻核电项目安质环要求指明了方向。

【参考文献】

【1】丰慧星.核电厂水压试验设备设计方案优化研究[J].核动力工程，2018，39（05）：142-144.

【2】郎錫野.某核电站强度水压试验期间的风险及应急措施[J].电工技术，2017（12）：145-146.

【3】陈军琦.大亚湾核电站临时特殊装置的管理实践[J].电力安全技术，2002（10）：15-16.