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关于我国民用核安全电气设备国产化配套情况和主要质量管理问题

时间:2013-07-11 17:20来源:未知 作者:马象睿 点击:
本文根据环境保护部官方网站的数据,初步统计了我国民用核安全电气设备单位的信息和目前国产化配套情况。同时,根据我国对民用核安全电气设备设计制造活动日常核安全监督检查的情况,汇总和分析了近三年监督检查中发现主要的质量管理问题,并提出进一步加强核安全电气设备质

  本文根据环境保护部官方网站的数据,初步统计了我国民用核安全电气设备单位的信息和目前国产化配套情况。同时,根据我国对民用核安全电气设备设计制造活动日常核安全监督检查的情况,汇总和分析了近三年监督检查中发现主要的质量管理问题,并提出进一步加强核安全电气设备质量管理的建议。


  一、引言


  2007年7月4日国务院颁布《民用核安全设备监督管理条例,自2008年1月1日起实施已经3年,民用核安全电气仪控设备的设计制造安装活动首次纳入了核安全监管的行政管理范围之内,国内的民用核安全电气仪控设备的设计制造单位按照《条例》 要求取得许可证并接受国家核安全局的监督管理。根据对环境保护部网站信息的统计,截至2010年12月底,国内民用核安全电气仪控设备设计、制造持证单位总共35个,其中34个单位持有设计许可证、32个单位持有制造许可证,设备种类包括:传感器类设备 6 个、电缆类设备11个、电气贯穿件类设备2个、机柜类设备7个、控制台屏、显示仪表类设备4个、应急柴油发电机组2个、蓄电池(组)2个、阀门驱动装置3个、电动机4个、电气设备系统设计2个。境外注册登记单位共 32个。已经完全覆盖了《民用核安全设备目录(第一批)》的全部电气仪控设备范围。


  二、目前核安全电气设备国产化的基本情况


  自2008年至2010年电气仪控设备制造的设备涉及秦二扩、福清、方家山、岭澳二期、红沿河、宁德、阳江7个项目共18个机组和在运行电厂的改造与备件项目。根据3年的设计制作活动开展情况看来,随着大量设备进入关键制造工序,电气仪控设备已经由部分国产化向全面国产化逐步发展。按照《 民用核安全设备目录(第一批)》设备种类划分,持证单位和国产化情况如下:


  (l)核级辐射监测设备设计制造单位有西安核仪器厂、北京核仪器厂、中船重工七一九研究所。从持证单位设计能力上基本上能够满足国内核电站的要求,但是目前运行核电站中使用国产化设备的较少,新建核电项目中正在逐步开始使用。压力变送器、差压变送器设计制造单位有上海光华仪表有限公司、上海自动化仪表有限公司和上海威尔泰,这三家单位的技术均参照国外成熟技术变送器,特别是K3类变送器在基本广泛用于国内各个运行核电站和在建核电项目中。


  (2)电缆设计制造单位有江苏上上电缆集团有限公司、常州八益电缆有限公司、安徽电缆股份有限公司、江苏常燕电缆有限公司、江苏华光电缆有限公司、上海电缆有限公司、远东电缆有限公司、烟台市电缆厂、四川明星电缆股份有限公司、沈阳电缆产业有限公司和江苏新远程电缆有限公司。K3类电缆技术已经非常成熟并且制造工艺固化,基本能够确保我国核电建设的需求。部分持证单位虽然已经掌握Kl类电缆技术也基本具备国产化能力,但供货业绩非常少,并且目前尚未解决电缆绝缘和护套材料单一供应商的问题。


  (3)电气贯穿件设计制造单位有上海发电设备成套设计院、核动力研究设计院,两家单位经过自主研发现在基本掌握电气贯穿件的技术,并且具备了相应的制造能力,为在建项目陆续提供产品。


  (4)机柜、控制台屏设计制造单位有北京广利核系统工程有限公司、北京核仪器厂、上海福克斯有限公司(仅制造)、苏州市东仪自控设备有限公司、上海自动化仪表有限公司、中科华核电技术研究院有限公司和重庆川仪自动化股份有限公司。随着第三代核电技术的引进,数字化仪控设备(包括DCS系统)随之引进,在国内还没有设计和制造核级DCS系统设备的能力。在建核电项目中,国产化单位与国外单位采取联合体的合作方式进行设备制造,核级DCS系统设备现在的主要供应商为日本三菱电机株式会社、美国英维思系统公司、德国AREVA公司和美国西屋公司,目前持证的国产化单位有北京广利核系统工程有限公司。因国内数字化电路发展较晚且基础研究工作不在,所以对国外四家的核级DCS系统设备还没有完全消化吸收,要形成完全自主的核级DCS系统设备还需要一段时间。目前北京广利核系统工程有限公司通过与日本三菱和德国AREVA联合设计制造的方式,不断消化吸收国外的技术,并且已经开展国产化DCS系统的研制工作。


  (5)应急柴油发电机组设计制造单位有陕西柴油机重工有限公司、沪东重机有限公司。我国以往核电站应急柴油发电机组一直依赖进口,目前两家已经具备柴油机的设计制作能力,并且通过技术引进逐步掌握整个应急柴油发电机组的设计制造技术,上海电气集团上海电机厂有限公司正在初步配套发电机,但柴油机部分重要部件和控制系统还来自国外,要实现全面国产化还需要不断提高技术能力和制造工艺水平。


  (6)蓄电池组设计制造单位有沈阳东北蓄电池有限公司、荷贝克电源系统(武汉)有限公司。蓄电池组的工艺比较成熟,两家单位均引进国外的成熟技术和工艺设备,基本能够满足目前在建电站的需要。


  (7)阀门驱动装置设计制造单位有扬州电力设备修造厂、常州电站辅机厂有限公司和上海自动化仪表有限公司。这三家单位的技术均参照国外成熟技术,特别是K3类阀门电动装置为国内阀门制造单位大量供货,Kl类阀门电动装置已经基本具备国产化能力,但用量较少。


  (8)电动机设计制造单位有佳木斯电机股份有限公司、南阳防爆集团股份有限公司、上海电气集团上海电机厂有限公司、常州电站辅机厂。电动机行业在我国比较成熟,可以为国内核级风机和泵的制造单位配套K3类电机,而且佳木斯电机正在对KI类电机进行设计验证。


  以上持证单位基本满足我国在建核电站CPR、CNP、EPR项目的设备设计制造需求,有关AP1000设备的技术要求与目前持证单位的定型产品技术要求有一定差别,有待进一步分析和验证,如蓄电池、电缆、阀门电动装置的材料和老化寿命等方面,所以目前针对AP1000的核安全电气仪控设备暂时基本还是由美国西屋公司选择的境外单位进行设计制造。


  三、监督检查中发现的主要问题


  国内核安全电气设备设计制造单位的设计制造经验不足,部分设备还在引进消化吸收国外的技术,个别设备的研制工作刚刚开始,所以国内持证单位的技术能力和质量管理方面仍需要不断提高和完善。根据近三年对国内核安全电气设备设计制造活动的质量跟踪分析,以及国家核安全局和派出机构对各活动单位的监督检查记录和报告所显示,发现目前主要的问题集中存在以下五个方面,并提出一些建议。


  (l)设计审查重视程度不够,特别鉴定审查不足


  因为电气设备设计制造过程的特点,设计单位一般依据现有核电站的技术要求和相关标准进行研发和设计样机,经过对样机的一系列试验和分析等活动,对设备满足核安全要求的情况进行质量鉴定,经确认设备符合要求后的样机将成为该单位的定型产品,在整个鉴定活动中其设计和制造活动将按照核质保体系进行控制。核电业主、工程公司和设备总包单位在采购过程中,按照相应核电站设备的采购要求选取各制造单位的定型产品,往往对定型产品鉴定情况审查的工作存在不足;同时,绝大部分设计制造单位在承接合同后,也没有认真对技术要求进行详细的对比,相应的设计评审工作也缺乏深度和细致,往往波及到了制造过程中、甚至是验收时才发现部分原设计考虑的内容不够完整,如个别验证试验条件和标准不一致或不能覆盖、样机代表性不足、制造条件不足、企业标准不健全不满足核安全标准等问题。


  从目前设备国产化状况看来,我国部分设备还在引进国外技术和消化吸收阶段,对国外设备技术和标准还没有完全掌握,所以非常有必要进行细致的研究和学习,特别是在设备设计过程中,应认真做好设计审查工作,认真对比技术和标准上的差别,不断积累经验和知识,提高自身的技术水平,缩小与国外的差距。


  (2)工艺过程文件不健全不规范,原材料复验、成品验收试验不满足标准


  现有的国产化设备设计制造单位基本都是我国近年来一直为核电站提供备品备件的单位,大部分单位是原国有资产企业、大型民营企业和行业知名企业,长期为我国电力、军工、船舶、通讯、交通、航空等行业提供设备和服务,设备制造方面的工艺文件基本形成配套的企业标准和规范,这些标准和规范应用在其他行业上基本上是成熟的,再加上企业内部的经验传承和制造工艺的不断完善,能够满足各行业的制造要求。但是,核电站的核安全设备在技术条件上和试验条件上与其他行业还是有一定的差别,比如运行环境、设备材料理化性能方面的个别元素的成分要求、对于设备结构完整性和寿命的要求验收试验项目和条件等等方面。部分单位还没有按照核级设备的具体要求建立完整的工艺过程文件,导致部分原材料检验方法和结果不符合要求、成品验收试验条件和结果与标准有一定偏差等问题,个别工艺环节缺少工艺控制文件,操作人员凭经验处理导致设备损坏。


  随着核电技术的发展和新技术的应用,不但制造工艺在日新月异,标准和规范也在与时俱进,设备制造单位要跟上这样的技术发展水平,就要不断按照新的要求建立和完善现有的工艺文件,确保在设备制造过程中工艺控制的有效性和指导性,设备制造的质量稳定性。


  (3)设计变更、工艺更改的经验主义,忽视再验证和评定核质保体系对核安全设备的设计变更和工艺变更的程序控制非常严格,以防止变更不当带来的危害和潜在风险。但是个别单位在设计制造过程中凭借在其他行业的经验擅自变更材料和加工工艺,并且不严格按照相应的核质保程序进行有效的验证和确认、不按照程序进行详细记录和汇报,这种情况下如果采购单位在监造和验收时对设备的检查覆盖程度不够,很可能导致不合格的设备安装到核电站,为电站带来潜在的危害和风险。


  我国传统的技术和经验传承方式是师傅带徒弟的手把手教学方法,这是非常有必要和非常有效的,但是面对核电机组建设对设备的需求量的增长,核电相关单位都在迅速扩充人员,新人员要在短时间内理解和掌握具体的核安全设备要求和制造工艺,师傅带徒弟的方法已经不能满足目前的需求了,必须请各位师傅把自己的经验积累下来结合标准文件后行成文字,通过系统的培训和严格的考核来有效提高新人员的技术水平。另外,新领域的技术发展需要借鉴其他行业的经验,特别是核电行业不但要学习国外的技术,还有学习其他行业的技术,但是这些技术要应用在中国核电站就要通过有效的验证,即使是材料的细微变化、工艺的调整都有进行认真的评价和分析,方能应用于核电设备的制造。


  (4)不符合项分类适用性问题,未关闭和无预防的管理


  电气仪控设备有着与机械设备不同的制造特点,其元件(机械零部件和电子元器件)较多,绝大部分以装配的形式生产完成,并且在元件采购入厂后需要进行来料检验,装配过程中对半成品部件进行过程检验,检验中发现的不合格品被筛选掉,不符合的半成品和成品基本是以更换元件的方式维修处理。目前核安全电气仪控设备的不符合项分类主要有三类,重大不符合项、较大不符合项和一般不符合项,制造单位对发现的不合格元件及半成品往往不按照核质保程序的要求开启不符合项进行控制,或仅对价格较贵、制造周期长的元件开启一般不符合项,并以更换的形式关闭这样的不符合项,没有认真分析元件的设计选型、批量的质量控制、加工工艺控制、质量趋势等方面的原因,很少考虑到与此相关的其他设备上的潜在问题,更缺乏相应的预防措施,由此如果检验比例不足或漏检时经常导致成套设备的不符合项和质量问题的重复发生。


  按照HAF003的要求对不符合项的控制要求,必须制定一些措施,控制不满足要求的物项,以防止误用或者误装。对于设备制造过程中发现的任何一个不符合项物项都不能小看,我们不能仅把“核电无小事”这句话挂在的嘴上,还要落实到行动中,同时对不符合项的积累也是总结经验的最好途径之一不但“旨够提高技术能力和工艺水平,也能提高管理水平。


  (5)未严格按照HAF003进行核质保管理


  按照《条例》要求设备设计制造单位必须建立核质保体系,并确保在活动中有效实施。目前的持证单位在申请许可证阶段均按照国家核安全局要求建立了核质保大纲和配套程序,并经过主审单位的认真审查,在与核电业主和工程公司签订合同时椒律肯相应的项目质保大纲。由于我国大部分核级电气设备设计制造单位进入核电行业较晚,没有将核安全文化完全融入企业文化中,没有完全掌握和理解核质保体系的具体要求,所以经常在设计制造活动的质量管理方面出现与核质保大纲和程序要求不符合的情况,比如受控文件的有效性控制不足导致设计、制造和质量部门使用的文件版本不一致,电子文件的管理混乱导致擅自修改参数、设备中软件版本错误,内审的审查深度不足和问题长期未关闭,重要记录缺乏有效性、完整性和可追溯性,未按照程序对不符合项处理和上报等问题,甚至个别单位把核质保视为“仅仅是纸面文章”。


  建立核质保体系,是为了确保核安全设备在设计制造过程中能够被有效控制,以保证设备满足核安全要求和质量的稳定。核安全设备的设计制造单位应该将企业文化建设、设备的设计制造、企业的管理等方面贯彻核质保体系的要求,以保障企业的稳定发展和产品的质量。


  四、 结语


  总之,要确保我国核电站的安全和持续稳定地发展,用核安全电气设备设计制造单位还要不断加强核安全法规的学习、建立核安全文化、培养核质保理念,在不断推动电气设备的全面国产化同时,不断提高核安全电气设备设计制造单位的质量管理工作,努力为我国核电建设贡献最大力量。

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