核电站大修中长期规划策略与优化方法

核电站大修中长期规划策略与优化方法

陈柏旺 李国强

广西防城港核电有限公司，广西 防城港市 538001

【摘要】核电站换料大修是一项系统性工程，随着我国电力体制改革的深入，大修中长期规划的不确定性和不稳定性面临挑战。在此背景下，本文对核电站大修工期、项目和窗口的中长期规划的编制方法、原则和优化策略进行了系统分析和研究，以为核电站的高质量发展提供支撑。

0引言

核电大修中长期规划是指结合大修工期分析、机组燃耗、内外部减载、发电形势预测以及财务安排合理规划未来5 年的大修窗口，同时根据预防性维修大纲、工程改造中长期计划、机组运行状况等，对未来5 年的大修项目合理安排和优化，从而优化大修工期，平衡检修工作和资源配置，使大修项目的安排具备计划性和合理性［1］。

随着我国电力体制改革的深入，自2016年开展电力市场化交易以来，交易规模逐步扩张，市场电比例逐年攀升。2021年全国市场化电量达到3.5万亿千瓦时，相比2016年翻升3.13倍，市场化电量占比全社会用电量约为40%，相比2016年占比实现翻倍。面对新的外部电力市场形势，核电市场化电量也逐步攀升，大修窗口的不稳定性和不确定性也日渐增加，因此建立一套标准高效的大修中长期规划的策略与方法具有较大的现实意义。

1 大修中长期规划组成与作用

大修中长期规划有大修工期规划、项目规划和窗口规划3部分组成[1]，为保证其有效性和准确性，需以遵守法律法规、保障安全质量为前提，考虑电力市场外部环境因素，以公司经营目标为指引，以维修、试验、在役检查、工程遗留项处理及工程改造活动和机组运行状况为基础，对大修工期、项目、窗口的安排进行定期分析优化，用以指导未来大修准备、大修成本管理、长周期备件采购、燃料采购、承包商资源准备以及大修相关各项技术准备等工作有序开展。

2大修工期规划

按照追求卓越的原则和国内外核电的具体实践反馈，大修工期规划应遵循长短大修交替策略。因首次大修必需执行法规所规定的一回路承压边界水压试验、反应堆压力容器在役检查、安全壳打压试验，必然是长大修，故大修规划奇数轮大修为长大修，偶数轮为短大修。大修规划工期需自上而下基于最佳时间持续引导和引领创优，以提升机组能力因子，公式如下：

大修规划工期=大修参考计划标准上下行工期+关键检修项目工期+标准预案工期

其中，大修参考计划下行/上行工期以最佳实践工期组成的大修规划标准工期库规划，并严格按照参考计划编制实施计划；关键检修项目分为预防性项目和非预防性项目两大类，预防性项目参照中长期数据库的标准工期确定，非预防性项目根据历史经验工期值，原则上以本电站同类型项目的实际执行工期次优值为准。从未执行过的大修项目，以维修人员与规划人员共同讨论确定；涉及大修关键路径的其它规划项目安排，按照同类型大修的实际执行工期平均值或者历史规划工期经验值确定，如核岛厂房的探伤预留工期、汽机厂房的探伤预留工期等（根据必要性）；综合考虑可能的延误风险，短大修/年度大修/十年大修分别根据实际情况增加0.5-2天的标准预案工期。

随着机组上下行日趋成熟，大修规划工期优化一方面需以转新技术规范为契机，系统应用核电厂配置风险管理PSA方法评估及优化运行技术规范、定期监督试验大纲和风险指引型在役检查大纲；一方面以创新作为引领大修提升的第一动力，应用如常规岛相控阵全替代射线探伤、机器人检查替代发电机抽转子等新工艺、新工具、新方法优化关键检修工期。

3大修重大项目规划

换料大修分为标准换料大修、短大修、首次大修和十年大修4类[2]。大修重大项目规划是中长期大修规划的核心内容，通过将重大项目合理规划在不同类型的大修中，实现项目的规划与大修成本、工期规划相匹配，预防性维修项目与工程改造等非预防性维修项目相匹配，同一次大修中常规岛与核岛工期相匹配，从而降低大修成本和剂量，减少设备维修隔离次数，提高大修准备的质量和效率，节省资源。

一般性的大修项目单独考虑可能不会影响大修工期、剂量和资源分配，但这些项目如果组合安排不当，则可能会造成执行部门工作量的不均衡、系统与设备的重复隔离、维修成本和计量增加等等，所以也需要不断地对阀门、电气盘、在役检查等特殊窗口有要求项目进行统筹安排。但部分维修项目周期并不能很好适配大修规划，则需要基于AP913的AS-FOUND见证维修前后设备关键部件状态，合理统一优化如电气盘全检、SEC/RRI冷源设备等关键检修维修大纲周期，匹配大修中长期规划长短交替策略，提高项目规划安排灵活性

4大修窗口规划

大修窗口规划的编制的约束条件如下：①大修间隔须满足换料设计和相关法规、规范限制，且在有可能和其他机组大修重叠时留有调整的灵活性；②同一电厂成对机组大修不重叠，大修窗口应适应外部电网用电需求，尽量避开用电高峰期、天气恶劣的季节，覆盖如春节、国庆、汛期等电网低谷期，减少外部减载；③尽量避免春节/国庆长假期间安排临界检查、主动降低同一监督站临界检查重叠度，对降低沟通协调难度、减少机组等待临界风险、提高机组经济性很有必要。④群厂大修高重叠下大修资源配置风险增大，优质资源被稀释，新人比列高，增加了质量控制风险，应统筹安排尽可能降低大修重叠度，实现群厂大修人力资源的高效合理配置。

大修规划人员组织发电策划、燃料管理部门讨论，确定五年规划各个的大修开工日期，大修开始时间计算公式如下：

大修规划开始时间=上一轮大修结束时间+循环燃料长度+内部减载预留+外部减载预留+大修前后升功率损失预留

其中，燃料循环长度有装载策略决定；机组内部减载参照历史情况及定期试验计划进行预留；外部减载参考电力市场相关政策、电力市场供需形势进行节假日、台风、汛期、潮流断面、电网线路工程、电力市场等因素的预留；大修后并网升功率期间的等效损失参照国内群厂大修标准参数预留。

若大修规划窗口未在理想的区间，可通过以下方法综合调整：①通过灵活制定燃料装载方案调整大修窗口。国内M310型核电机组基本已实现18月换料的燃料管理，其平衡循环循环可实现循环长度由14-18个月等效满功率日的跨越。②M310型机组目前有提前20EFPD停堆和延伸运行30EFPD的灵活性，在平衡经济性和安全性基础上，运行提前停堆或延伸运行调整大修窗口；③接电网调峰调停指令后，合理安排群堆机组的运行方式，通过ELPO（Extend Low Power Operation）低功率运行等方式调整窗口，增加规划窗口稳定性。

5结语

大修中长期规划是一项涉及发电策划、燃料管理、成本管理、大修前期准备与实施、机组安全运行限制等多方面的复杂系统性工程，本文对在新的电力市场形势下核电站大修工期、项目和窗口中长期规划的编制方法、原则和优化策略进行了初步的分析和研究，需要在后续具体实践不断标准化、规范化，为核电企业的高质量发展提供支撑。

参考文献

[1] 昝云龙.核电站生产管理[M].北京:原子能出版社,2000.

[2] 阮卫平. 核电厂大修中长期规划管理策略和方法［J］. 中小企业管理与科技,2017(4):3-4.

陈柏旺(1987-)，男，广西贵港人，工程师，硕士研究生，从事核电站计划管理与优化