核电厂核岛厂房安装分区划分初步研究

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摘要：核电厂工艺管道的设计管理和安装管理是以安装分区作为基本单元，这不同于常规火电的按系统作为基本单元进行设计和安装管理的方式。经过对CPR和EPR两条技术路线下的安装分区进行分析和对比，研究出了安装分区划分的基本规则和方法。

关键词：核电厂；核岛安装分区

中图分类号：TL48 文献标识码： A

Partition NI Installation Area in Nuclear Power Plant

HUANG Wen-Qiang

(China Nuclear Power Design Co., Ltd(Shenzhen)， Shenzhen)

ABSTRACT: It takes installation area as the basic unit in nuclear power plant piping design and installation management, which is different from the conventional thermal power in accordance with the system as the basic unit for the design and installation of the management way. After the CPR and EPR technical route of the installation partition are analyzed and compared, the basic rules and methods to partition NI installation area.

KEY WORDS： nuclear power plant；NI installation area

中图分类号：文献标志码： 文章编号：

DOI：

0引言

安装分区是将核岛厂房的土建结构房间或虚拟房间按照一定的规律进行分组而形成的区域。核电厂工艺管道的设计和安装均以安装区为单位来组织，如：核岛工艺管道设计文件的、管道的预制和安装、管道安装进度的安排等。

安装分区是核电站设计和建造过程中的重要管理手段，在核岛设计和建造过程中起着重要作用。目前CPR和EPR核岛设计过程中都采用了的安装分区，而AP或常规火电均未使用安装分区，AP采用了大量的模块化施工，常规火电采用系统为单元的设计和施工的管理方式。通过对CPR和EPR安装分区进行分析对比，以及结合现有的工程实践和核电建设的特点，研究了采用安装分区进行管道的设计和安装管理的必要性以及安装分区划分的规则，为核电工程设计和建设管理提供借鉴。

1安装分区设置的必要性

常规火电厂建造周期较短、厂房分隔较少、系统也较核电简单，采用系统作为设计和安装的管理单元是合适的。但是核电厂核岛建设的特点是建造周期长、管道安装工程量大、质保要求高、核岛厂房内房间分隔多，边土建移交边安装。这些特点就决定了核岛厂房无法实现严格的按系统来组织设计和安装，考虑到土建施工是由低到高逐层进行施工和移交的，这就使在核岛厂房内工艺管道的设计和安装的组织管理单元上，需要把系统和空间进行结合。

因此，采用安装分区作为设计和安装的管理单元，是非常有必要的。

2安装分区的划分

安装分区单从字面上看就与安装关系非常大。本文从空间上、安装工程量、其它分区划分以及区域功能规划进行分析，研究出安装分区划分的规则。

2.1 空间

1）CPR项目安装分区与体积

通过对岭澳二期核岛安装分区的体积进行统计发现：最小的安装分区体积为11m³，最大的安装分区体积为19185m³，平均体积为1268m³，体积的数据分布基本无规律可循。

2）EPR项目安装分区与体积

通过对台山项目核岛厂房的安装分区以及空间体积进行统计分析发现：体积最小的安装分区为5m³，体积最大的安装分区为13984m³，平均体积为2390m³，体积的数据分布基本无规律可循。

2.2安装工程量

通过对以岭澳二期的EM4安装点数，进行统计和分析发现：安装点数介于31和294711之间，平均每区安装点数为26630，分布也无规则可循。由此可见,安装分区的划分规则与安装分区内EM4的安装工程量大小无直接联系。

2.3其它分区

除了安装分区外，核岛还有辐射防护分区和防火分区，似乎与安装分区存在联系。

1）辐射防护分区

辐射防护分区的目的是为厂房的总体布置、通风系统设计和屏蔽设计提供依据，防止放射性污染扩散，以便于辐射防护管理和职业照射控制，使工作人员的受照射剂量在运行状态下达到合理可行尽量低的水平。其划分原则是根据有效剂量率和可能受到空气污染的所有场所工作人员的活动情况，进行划分的辐射防护分区。从辐射防护分区划分的目的来看，辐射防护分区与设计有联系，但是和安装联系不大。辐射防护分区与设计的联系主要是指导设计工作本身，与设计管理基本没有联系。

2）防火分区

防火分区的目的通过采用非能动的防火措施，如土建结构分隔或冗余设备布置，避免一场火灾同时导致执行同一安全功能的冗余设备的不可用，从而需要将厂房划分为若干防火分区。防火分区的划分原则也是基于防火分区的目的进行的，基本与设计和安装的组织管理没有联系。

通过对辐射防护分区和防火分区的分析，虽然与安装分区类似都属于是核岛空间划分的一种方式，并且在某些位置上三种分区有重合的可能，但是由于三者设置的目的和原则截然不同，故安装分区的划分规则与辐射防护分区和防火分区基本没有关系。

2.4进度

由于核岛管道的安装工程量巨大（据统计CPR项目EM4的安装工程量占整个安装工程量的45％以上），安装分区众多，这里就不再一一赘述，主要针对核岛安装的4条关键路径与安装分区的关系进行研究。核岛安装的4条关键路径如下：

1）主回路/主蒸汽系统：1号机组环吊牛腿安装+轨道安装穹顶吊装龙门吊车安装+试验环吊安装+试验主回路设备和管道安装1R53区主给水管线安装1R54区主蒸汽系统管线安装1W10区管道安装常规岛安装蒸汽发生器试验；

2）设备冷却水系统：1号泵房安装1GA廊道混凝土管道安装9L82区混凝土管道安装9N80区混凝土管道安装9N60区设备和管道安装；

3）化容/低压安注/安全喷淋系统/乏燃料系统：1R55区喷淋管道安装1W09区1PTR001BA安装1K02区管道（安注系统）安装1K10区设备和管道安装（喷淋系统）1R56区管道安装；

4）余热导出/高压安注系统：9N08区化容控制系统设备安装1W13区管道安装1R52/1R70/1R80/1R90区管道安装和主回路相关的管道的安装[1]。

从这4条关键路径中可以看出，均与安装分区存在联系，所存在的联系主要基于其作为工艺系统安装的特点，即以系统为单元所确定的，所以安装分区必须兼顾工艺系统为单元按一定规则进行划分，而安装进度的制定是在安装分区确定后制定的。因此安装分区的划分规则与安装和设计进度制定不存在直接关系，对安装分区的划分无影响，安装分区是安装和设计进度制定的条件。

2.5土建施工移交

在核岛安装过程中，土建施工移交对安装全面展开起着关键作用，土建和安装的关键接口有：1W239龙门架移交安装；环吊牛腿移交安装；RX-4.65米支撑具备安装条件；N570吊车具备安装条件。这4个关键接口，全部都是土建与吊车安装的接口，且与设备安装关系密切，由于安装分区只用于管理工艺管道的安装，所以对安装分区划分无影响。

2.6功能区

基于核电厂核岛安装的特点，为了便于设计和安装的组织管理，提高工作效率，需要寻找一个将空间和系统相结合的管理单元。在进行核岛厂房的总体布置设计时，需要对厂房进行区域功能规划，将厂房的某些房间或空间确定为一个或多个特定的功能，而这些功能区用于布置一个或多个系统的某些设备或管道。这些功能区，从总体设计开始就可以作为设计管控、节点固化的管理单元，而且也是空间和系统完美结合的管理单元，而是实现存在的。

因此，厂房的功能区是作为设计和安装的组织和管理单元的首选。

3安装分区划分

3.1安装分区划分的依据

根据核电设计和安装的特点就确定了核电管道的设计和安装需要有效管理，提高工作效率；由于土建按空间施工移交安装，需要按空间以单元分隔来管理安装；需要建立一个空间上，介于厂房和房间的划分单元来进行管理；需要以系统为单元进行安装，以减少安装错误。

CPR1000项目核岛划分了156个安装分区和EPR项目核岛划分了134个安装分区，由于本文篇幅限制，就不进行一一列举分析，经过对CPR1000项目156个和EPR项目134个安装分区进行了逐一分析后，发现所有的安装分区均采用厂房的功能区划作为安装分区的划分规则，由此也证明了以厂房的功能区划作为安装分区的划分规则是合理的。

所以，根据上述分析安装分区划分的依据是核岛厂房总体设计阶段的厂房功能区划。

3.2安装分区划分的原则

由于安装分区是以房间为基本单元来进行划分的，所以需要从安装分区和房间数量上来进行分析。CPR项目核岛厂房1411个房间，划分出156个分区；EPR项目核岛厂房2477个房间，划分出134个分区。从数量来分析，安装分区的数值不宜过大。

综合来考虑，为了便于管理和提高工作效率，安装分区功能区划单一和数量上的控制是安装分区划分的原则。

3.3安装分区划分的方法

根据对安装分区的主要依据和划分原则的分析来制定安装分区划分的方法。由于核岛厂房的安装分区划分的主要依据是核岛厂房总体功能区域规划，那么安装分区划分是在总体布置设计之后，初步设计过程中进行初步划分。然后根据安装分区划分的主要原则来对初步划分的核岛厂房安装分区进行调整。

据此，制定核岛安装分区划分的方法：

1）收集核岛厂房的功能区划图或总体布置图；

2）根据功能区划要单一的原则来初步划分安装分区；

3）统计初步划分后的安装分区数量，如安装分区数量过多（根据经验判断），则需要将功能区划相关的区域进行整合，以满足数量上的要求，若一次整合仍不满足，可多次整合；如安装分区数量满足要求，则可使用；

4）根据安装的经验反馈，对安装分区进行不断优化，使其达到最优。

4总结

对于安装分区来说，是核电厂核电工艺管道设计和安装管理的基本单元，从项目管理角度来讲，就是管理的颗粒度。从技术角度讲，安装分区结合了系统和空间概念的属性，为设计和安装的组织管理提供了适中的颗粒度，有利于设计和安装的管理。通过对CPR1000和EPR项目核岛安装分区特点的分析，以及大量数据的分析和研究，总结出核岛安装分区划分的基本方法，为后续新堆型的研发和建造提供参考和借鉴。

参考文献

石亮民，等,核电工程建设进度控制的关键路径分析,深圳:核动力工程，2005，26（5）：514-518.