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核電站泵類設(shè)備零部件質(zhì)保分級(jí)管理
發(fā)布時(shí)間：2023-07-18
王丹丹，劉亞光，江惠
摘 要：目前我國(guó)核電工業(yè)蓬勃發(fā)展，引進(jìn)及自主研發(fā)的核反應(yīng)堆堆型種類較多，大部分研究工作側(cè)重于技術(shù)轉(zhuǎn)化、樣機(jī)研發(fā)及產(chǎn)品供應(yīng)鏈的建立，但技術(shù)的成長(zhǎng)并未帶動(dòng)核電質(zhì)保體系的同步發(fā)展，尤其對(duì)設(shè)備零部件質(zhì)保分級(jí)管理的研究和探索相對(duì)較少，缺乏零部件的分級(jí)依據(jù)及相應(yīng)的管理方法。而零部件的質(zhì)保分級(jí)是合理分配資源，確保投入與重要度對(duì)等的重要依據(jù)，是保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、降低成本、提高核電安全性和經(jīng)濟(jì)性，增強(qiáng)國(guó)家核電技術(shù)及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的基本保障。本文介紹了零部件質(zhì)保分級(jí)的概念，并以泵類設(shè)備為例，提出相應(yīng)的質(zhì)保分級(jí)原則及管理方法，對(duì)核電設(shè)備采購(gòu)過(guò)程中的零部件管理起到借鑒作用。
關(guān)鍵詞：核電離心泵；質(zhì)保分級(jí)
核電站由多個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)構(gòu)成，是復(fù)雜的民用工程之一，是龐大的系統(tǒng)工程。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行、協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的功能，從而實(shí)現(xiàn)核電站的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。不同設(shè)備對(duì)于系統(tǒng)的作用不同，實(shí)現(xiàn)的功能不同，對(duì)核安全和可用率的貢獻(xiàn)不同。設(shè)備內(nèi)所含零部件對(duì)于設(shè)備的可靠、高效運(yùn)行的作用亦有輕重之分，對(duì)于無(wú)需重點(diǎn)關(guān)注的零部件投入過(guò)多人力、物力進(jìn)行質(zhì)量控制，勢(shì)必對(duì)計(jì)劃進(jìn)度和成本造成不利影響，并且使需要重點(diǎn)關(guān)注的零部件因資源、精力有限，而未能得到足夠的重視，對(duì)保障設(shè)備質(zhì)量及功能造成不利影響。根據(jù)零部件的不同功能，劃分相應(yīng)的質(zhì)保分級(jí)，實(shí)施不同的質(zhì)量控制，是確保以合理的成本實(shí)現(xiàn)預(yù)定的質(zhì)量水平，滿足預(yù)定工期、進(jìn)度要求的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)核電設(shè)備安全、可靠運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。
本文對(duì)核電站泵類設(shè)備的零部件質(zhì)保分級(jí)管理進(jìn)行研究，重點(diǎn)闡述泵類設(shè)備零部件的質(zhì)保分級(jí)原則、分級(jí)方法、及相應(yīng)管理活動(dòng)的實(shí)施方法。希望對(duì)設(shè)備零部件的分級(jí)管理起到借鑒作用，使核電質(zhì)保體系更為完善。
一、質(zhì)保分級(jí)的概念和類別
設(shè)備的質(zhì)保等級(jí)可根據(jù)設(shè)備本身對(duì)核電站的安全或可用率的影響進(jìn)行劃分，一旦設(shè)備是核安全相關(guān)物項(xiàng)還是可用率相關(guān)物項(xiàng)確定后，零部件的質(zhì)保等級(jí)就沒(méi)必要按照核安全和可用率進(jìn)行劃分了，僅需根據(jù)零部件對(duì)設(shè)備在安全和運(yùn)行上的重要性；設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試及運(yùn)行過(guò)程中所用工藝的復(fù)雜性及可更換性；技術(shù)的成熟性；供應(yīng)商自身情況（如制造經(jīng)驗(yàn)、制造成熟性、制造質(zhì)量史、標(biāo)準(zhǔn)化程度及自身管理制度等）等進(jìn)行劃分。一般零部件的質(zhì)保等級(jí)可分為質(zhì)保一級(jí)、質(zhì)保二級(jí)、質(zhì)保三級(jí)及無(wú)質(zhì)保等級(jí)四類，表示方法可因各核電站、制造廠的質(zhì)保體系而異。
二、零部件質(zhì)保分級(jí)的方法
質(zhì)保一級(jí)：零部件需用于關(guān)鍵之處，失效會(huì)導(dǎo)致對(duì)運(yùn)行人員或公眾健康和安全有過(guò)量風(fēng)險(xiǎn)。需要許多復(fù)雜的設(shè)計(jì)和工藝過(guò)程，大量高精度和非標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行部件。缺乏設(shè)計(jì)、制造或建造類似物項(xiàng)或服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)。
質(zhì)保二級(jí)：應(yīng)用的重要性、失效的嚴(yán)重性，工藝過(guò)程的復(fù)雜性，技術(shù)的成熟性屬于中等程度。有關(guān)工作失誤所引起的后果的嚴(yán)重性，工藝技術(shù)和接口的復(fù)雜性，成熟性及分包商的經(jīng)驗(yàn)和成熟度均稍遜于質(zhì)保一級(jí)部件。
質(zhì)保三級(jí)：零部件用于非關(guān)鍵之處，萬(wàn)一發(fā)生故障或失效不會(huì)對(duì)運(yùn)行人員或公眾健康安全產(chǎn)生任何風(fēng)險(xiǎn)。通常涉及經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)，簡(jiǎn)單的工藝，低精度和少量的運(yùn)動(dòng)部件，分包商有類似設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)，管理接口較少。
無(wú)質(zhì)保等級(jí)：零部件的設(shè)計(jì)、制造無(wú)需專門的質(zhì)量保證要求，分包商有良好的工作和管理經(jīng)驗(yàn)，功能故障或差錯(cuò)不會(huì)危及安全有關(guān)物項(xiàng)。
三、分級(jí)管理的要求
對(duì)不同質(zhì)保級(jí)別的零部件應(yīng)至少在以下方面體現(xiàn)差別并實(shí)施相應(yīng)的分級(jí)管理活動(dòng)：
1.培訓(xùn)的類型和種類；
2.程序和細(xì)則的數(shù)量，以及對(duì)其審查和批準(zhǔn)的程度；
3.質(zhì)量計(jì)劃的必要性和詳細(xì)程度，見(jiàn)證點(diǎn)的設(shè)置頻度；
4.對(duì)人員的資格要求；
5.過(guò)程中的審查和控制的程度（設(shè)計(jì)控制、采購(gòu)控制等）；
6.材料的可追溯性的要求；
7.評(píng)定的類型；
8.要形成并保留的記錄。
四、泵類設(shè)備零部件的分級(jí)方法
核電站內(nèi)部大大小小的泵有一千余臺(tái)，核級(jí)泵約有近百臺(tái)，其中大部分是離心泵，在各個(gè)系統(tǒng)中，泵都是必不可少的重要部分。核電站不僅正常發(fā)電需要泵，在事故停堆或換料停堆過(guò)程中也需要某些泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如一回路發(fā)生失水事故，需要低壓安注泵向安全殼內(nèi)注水，保持安全殼內(nèi)的溫度、壓力和水位，從而?使堆芯裸露熔化。在換料停堆、維修停堆及事故停堆后，需要余熱導(dǎo)出泵排除堆芯余熱。在全廠斷電的事故情況下，需要水壓試驗(yàn)泵向反應(yīng)堆冷卻劑泵注入軸封水，防止主泵軸封由于失去軸封注入水和熱屏冷卻水后過(guò)熱損壞，形成一回路小破口。由此可見(jiàn)，泵是核電站安全運(yùn)行、正常發(fā)電及事故狀態(tài)下防止核泄漏的重要設(shè)備。泵需經(jīng)受高溫、高壓、強(qiáng)輻照、腐蝕?地震的影響，它的失效將關(guān)系到整個(gè)核電站運(yùn)行的可靠性和安全性。
離心泵按照其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：承壓部件，承壓相關(guān)部件、水力部件，支撐件，管道、管件，驅(qū)動(dòng)設(shè)備、及安裝輔件等。核電泵類設(shè)備與普通泵設(shè)備的區(qū)別在于強(qiáng)調(diào)壓力邊界的完整性和在特殊工況下的可運(yùn)行性，對(duì)泵的可靠性和安全性要求更高。關(guān)鍵零部件的缺陷、運(yùn)行中的失效都會(huì)對(duì)核安全帶來(lái)嚴(yán)重的后果。在對(duì)泵類設(shè)備的零部件進(jìn)行質(zhì)保分級(jí)時(shí)，設(shè)備本身的質(zhì)保等級(jí)、核安全監(jiān)管要求、功能結(jié)構(gòu)是主要的劃分依據(jù)。
承壓部件主要是泵體、泵蓋、進(jìn)出口配對(duì)法蘭、密封壓蓋等，質(zhì)保等級(jí)應(yīng)于設(shè)備保持一致。承壓相關(guān)部件為承壓邊界的緊固件，如主螺栓、主螺母等，質(zhì)保等級(jí)可比設(shè)備低，但不應(yīng)低于質(zhì)保三級(jí)。重要的功能性部件，如導(dǎo)葉、葉輪、軸等，質(zhì)保等級(jí)可比設(shè)備低，但不應(yīng)低于質(zhì)保三級(jí)。支撐件如地腳螺栓、底板等可無(wú)質(zhì)保等級(jí)。承壓管道、管件的質(zhì)保等級(jí)不應(yīng)低于質(zhì)保三級(jí)，其他管道、管件可無(wú)質(zhì)保等級(jí)。驅(qū)動(dòng)及輔助設(shè)備，如電機(jī)、小汽輪機(jī)、齒輪箱、耦合器、穩(wěn)流器、重要閥門等，本體質(zhì)保等級(jí)與設(shè)備級(jí)別相同，零部件可無(wú)質(zhì)保等級(jí)。安裝輔件，如口環(huán)、鍵、軸套、其它緊固件、聯(lián)軸器、機(jī)械密封、墊片、軸承、O型圈等可以無(wú)質(zhì)保等級(jí)。此外，核安全當(dāng)局會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)反饋對(duì)某些部件進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)管，對(duì)于此類部件要加強(qiáng)關(guān)注，及時(shí)提高質(zhì)保等級(jí)，確保部件質(zhì)量受控并且符合核安全當(dāng)局的監(jiān)管要求。
五、結(jié)語(yǔ)
核電標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)是不斷提高質(zhì)量、降低成本的關(guān)鍵，我國(guó)核電標(biāo)準(zhǔn)體系的建立應(yīng)借鑒成熟體系，從實(shí)際出發(fā)，立足客觀需求，穩(wěn)步前行和持續(xù)漸進(jìn)，走出一條適合自己的核電標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)道路。泵類設(shè)備零部件質(zhì)保分級(jí)的研究，給出了零部件質(zhì)保分級(jí)的概念，分級(jí)的方法，管理的要求，填補(bǔ)了核電標(biāo)準(zhǔn)體系的空白，進(jìn)一步完善了核電標(biāo)準(zhǔn)體系，將在設(shè)備采購(gòu)、供貨及確保核電站安全、可靠運(yùn)行上發(fā)揮重要作用。
參考文獻(xiàn)：
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