核电工程项目管理培训第九章设计与建造

2019/8/81核电工程项目设计与建造----设计管理1.设计管理的地位与作用(1)在形成核电厂质量与安全的诸多环节中，设计是基础。(2)我国关于核电厂设计的核安全法规、导则历来对设计管理有明确规定。(3)设计单位在设计管理中处于接口交汇点的中心地位。(4)业主必须把以设计单位为中心环节的有关设计管理活动纳入自己的管理范畴，对整个核电工程项目的管理全面负责。(5)核电厂工程的成败，很大程度取决于设计。(6)随着核电厂建设的经验积累，已清楚认识到，影响核电项目建设的众多因素中，项目管理是主要因素之一。而设计管理在项目管理中，又是最重要最复杂的管理。(7)设计对三大控制的影响，可以说是最关键的因素。设计的质量，设计采用的标准，设计的修改都是决定工程质量，控制工程质量的重要因素。(8)设计方案影响电厂造价也是明确的。(9)在核电厂建设过程中，设计管理与各个领域的活动密切相关，从工程设计到设备制造、建筑、安装、调试直至满功率运行，管理持续的时间很长。2019/8/82核电工程项目设计与建造----设计管理2.2004年4月推出了新的修订版法规HAF102《核动力厂设计安全规定》和HAF103《核动力厂运行安全规定》，“设计管理”或者以设计管理为核心内容的“安全管理要求”是一个独立的部分，与IAEA的设计安全新标准NO.NS-R-1的对应部分相一致。3.设计承包方式的选择(1)美国在美国也有少数业主自己进行工程设计，但在大多数情况下，业主与设计是分开的。也有一些核蒸汽供应系统供应商自行负责工程设计。(2)法国(3)我国：大亚湾与岭澳核电工程建设秦山三期采用的“交钥匙”合同方式以及田湾的围墙内总承包方式秦山一期、秦山二期2019/8/83核电工程项目设计与建造----设计管理(4)我国目前还没出现像西方国家那样的核供应商，因而委托核工程研究设计院进行系统设计，提出主要设备规格书，然后再委托制造厂进行设备设计和制造是恰当的。当然，象秦山一期与恰希玛项目那样，由核工程研究设计院承担一部分关键设备的设计也是可行的，在此类情况下，指定一个设计总承包单位，由它来协调各设计分包单位之间的接口，有利于减轻业主设计管理的负担。（5）我国核电发展的自主化方针已经确立，自主研发、自主设计、自主建造下一代核电厂的规划已经形成。因此，秦山一期及其姊妹项目恰希玛核电厂以及秦山二期代表着我国核电设计模式的未来方向。2019/8/84核电工程项目设计与建造----设计管理4.设计管理的范围（1）我国一般的大型工程设计，按其工作进程和深度，通常分为方案（概念）设计、初步设计、技术设计和施工（详细）设计等阶段。（2）设计管理的范围主要包括：设计规范、标准的选择、评审和控制，设计接口管理，设计分析管理，设计审查，设计修改和工程变更管理，设计服务管理等。其中，初步设计审查和设计规范、标准的选定与控制尤为重要。2019/8/85核电工程项目设计与建造----设计管理5.业主设计管理的工作内容包括：(1)签订合同前a.组织进行核电厂方案论证；b.选用成熟的设计（参考电厂）和有资格的设计单位；c.委托一个设计单位（以后的设计总承包商）编写合同技术附件以及有关设计和文件交付等技术章节；d.进行勘测、调查为土建设计准备原始资料，如：厂址、水文、地质、环境等资料，组织评价、实地考察和可行性研究；e.起草设计合同中有关设计与技术部分章节。对于引进的核电项目，业主设计管理部门从合同谈判开始就参与技术谈判过程，具体工作内容为：f.对国外设计承包单位、设备供货厂商、国内设计技术服务单位、设备制造厂家进行审评，组织投标、开标；g.参与总合同中有关标准设计和技术章节的编写和审阅；h.在采购、安装、调试分包合同中，编写、审核设计接口文件。2019/8/86核电工程项目设计与建造----设计管理(2)签订合同后a.审定规范与标准，审定工程设计文件目录、清单，审定工程设计程序手册；b.初步设计文件、图纸的审查；c.详细设计文件、图纸的审查；d.设计变更审查；e.设备采购过程中订货技术谈判，设备制造中引起的设计变更的审查，设备不符合项和偏差的处理；f.土建安装阶段中现场设计变更的处理，安装过程中不符合项的处理，役前检查和第三方监督工作；g.调试阶段中设计修改处理，意外事件处理；h.取证有关工作管理，包括：编写环境影响报告；厂区周围气象和环境剂量监测工作；厂区5km范围内应急计划的编写；初步安全分析报告和最终安全分析报告的审查，负责解答核安全管理当局提出的有关安全分析报告及安全设施方面的问题；重大不符合项提交核安全管理当局审查，并了解审查意见和存在问题解决的情况，直到审查通过；核电厂装料前的许可证申请报告。2019/8/87核电工程项目设计与建造----设计规范和标准1.物项分级核电厂设计规范、标准选择的基础是物项分级，即核电厂构筑物、系统和部件的等级划分。物项分级包括以下4个方面：(1)安全等级的划分；(2)抗震类别的划分；(3)规范等级的划分；(4)质量保证等级的划分。2019/8/88核电工程项目设计与建造----设计管理2.安全等级的划分，它是根据其承担的安全功能和安全重要性确定的。（1）核安全法规HAF102（2004）规定，核电厂为了保证安全，在各种运行状态下，在发生设计基准事故期间和之后，以及尽实际可能在发生所选定的超设计基准事故的事故工况下，都必须执行下列基本安全功能：(1)控制反应性；(2)排出堆芯热量；(3)包容放射性物质和控制运行排放，以及限制事故释放。（2）物项的安全等级就是根据其承担的安全功能和安全重要性确定的。（3）划分安全等级主要基于确定论方法，适当时辅以概率论方法和工程判断，同时考虑安全功能失效的后果、要求执行该安全功能的可能性以及假设始发事件后需要该物项投入运行的时刻和持续运行时间。（4）遵循HAD102/03推荐的方法，把基本安全功能细分为安全功能条目并进行排序，相应条目排在前面的物质应有较高的安全等级。（5）可供使用的安全等级名称为：安全级（电气设备也用1E级），安全1级、安全2级、安全3级，非安全级（电气设备也用非1E级）。一些国家还用安全4级或从非安全级中区分出有特殊要求的。2019/8/89核电工程项目设计与建造----设计管理3.抗震类别的划分（1）抗震分类是根据物项所执行的安全功能和发生地震时对物项的特殊要求确定的。（2）HAD102/02（96）“核电厂的抗震设计与鉴定”提出的一般原则是物项可按其在地震时的安全重要性分为两类或更多类。（3）我国把构筑物、系统和部件（SSCs）分为抗震I类、抗震II类与非抗震类：抗震I类包括安全1、2、3级的所有SSCs，还包括乏燃料贮存池构筑物和所有燃料格架。设计者必须确定地震事件发生时和发生后应满足详细性能要求，保持预定设计功能及规范要求。抗震II类适用于不执行核安全功能，地震后也不要求继续工作，但结构损坏或相互作用可能使抗震I类SSCs的功能劣化到不可接受的安全水平，或导致控制室人员丧失能力的所有CCSs。不属于抗震I类、II类的，归入非抗震类。2019/8/810核电工程项目设计与建造----设计管理4规范等级的划分（1）规范等级是指为满足不同安全等级的要求根据设计建造规范、标准对物项所规定的设计、建造等级。（2）在确定规范等级及相应的设计建造要求时，首先要考虑安全等级，其次还要考虑物项的工作条件（压力、温度、载荷循环情况等）。（3）承压机械设备的规范等级可根据国家标准GB/T16702（1996）“压水堆核电厂核岛机械设备设计规范”确定。下页附表给出了GB/T16702与法国RCC－M标准与美国ASME规范的总体比较。2019/8/811核电工程项目设计与建造----设计管理附表ASME－III，RCC－M，GB/T16702及EJ比较项目ASME－IIIRCC－MGB/T及EJ核岛机械设备/NICSec－IIISec－IGB/T16702总论/GeneralSubsecNCASubsecAA篇1级设备/Class1componentsSubsecNBSubsecBB篇2级设备/Class2compSubsecNCSubsecCC篇3级设备/Class3compSubsecNDSubsecDD篇小型设备/Smallcomponents无对应部分，某些要求在NB、NC及ND中SubsecEE篇堆内构件/ReactorInternalsSubsecNGSubsecGG篇设备支承件/SupportsSubsecNFSubsecHH篇低压或常压储罐/StorageTankofL.P&A无对应部分SubsecJJ篇附录（标准和提示）Appendices(Mandatory&Nonmandatory)AppendicesSubsecZZ篇材料/MaterialSecII(PartsA、B、C、D)SecII(M卷)暂缺检验方法/ExamMethodsSecVSecIII(MC卷)EJ/T1039及EJ/T1040-1996焊接/WeldingSecIXSecIV(S卷)EJ/T1027-1996制造/Fabrication无对应部分，某些要求在NB、NC和ND中SecV(F卷)EJ/T1012-19962019/8/812核电工程项目设计与建造----设计管理5.质量保证等级的划分（前面已经讲了）6.物项分级清单•核电厂设计者应对核电厂物项进行分级并编制核电厂物项分级清单。该清单应覆盖核电厂所有系统，应说明各主要部件和构筑物的安全等级、抗震类别、质量保证等级以来规范等级或采用的标准、规范。这种清单的实例可参阅国标GB/T17569（1998）。2019/8/813核电工程项目设计与建造----规范与标准的选择1.我国核电厂设计建造规范标准国标GB/T16702等效采用了法国标准RCC-M-I（1988）加1990的补遗，编写格式和方法与RCC-M-I一致。2.法国标准包括：RCC-P900MWe压水堆核电站系统设计和建造规则RCC-G900MWe压水堆核电站土建设计和建造规则RCC-I压水堆核电站防火设计和建造规则RCC-M压水堆核岛机械设备设计建造规则RCC-E压水堆核岛电气设备设计建造规则RCC-C压水堆核电站燃料组件设计和建造规则。RCC-M以美国规范ASMEB&PVC-Ⅲ为主体，保持了良好的相容性。同时在满足法国法规要求的基础上吸纳了法国核电工程的实践经验及法国的科研成果。2019/8/814核电工程项目设计与建造----规范与标准的选择3.对于不同国家的供应商采取“ASME+附加要求”等效于RCC-M办法处理这一矛盾。例如：•秦山二期遵循的主要是法国标准。但是，在秦山二期工程中，设备供货国有法国、美国、日本、西班牙、英国、澳大利亚等，多数国家采用的是ASME标准规范体系，与工程参照采用的RCC-M有一些差别。为了使反应堆和一回路统一按RCC-M的要求进行设计，采取“ASME＋附加要求”等效于RCC-M的办法，在技术规格书中作出规定，处理了这一矛盾。•实践证明，对于进口的主泵、蒸汽发生器、核二级泵、阀门等设备，应用这一原则是合适的。在国产设备上，也按照同样办法处理4.秦山三期、田湾、大亚湾与岭澳等进口或进口为主的项目采用或主要采用供应国的规范、标准。业主的主要责任是组织审查这些规范、标准与我国核安全法规的符合性，确保核电工程项目的安全要求与质量要求不被降低。2019/8/815核电工程项目设计与建造----规范与标准的选择4.恰希玛核电站全面执行我国、美国和国际原子能机构（IAEA）、国际辐射防护委员会（ICRP）的有关规定、规范和标准，使核安全全面满足我国1991年核安全法规要求。整个体系的框架如下表所示总的安全原则HAF（1991）IAEA0版本安全要求ICRP人员和环境放射性核岛系统和安全有关机械设备安全有关电气、仪表系统和设备安全有关土建结构核岛和常规岛设备重要材料非安全有关系统和设备10CFRNRC/R.G.ANSANSIASMEIEEEIECACIAISCASCEASMEASTMASME国标