首台“华龙一号”反应堆压力容器制造质量监督的研究与应用

首台“华龙一号”反应堆压力容器制造质量监督的研究与应用马培锋

（中广核工程有限公司，广东深圳518124）

“华龙一号”是“一带一路”倡议中的中国名片，也是核电发展的中流砥柱、战略任务。反应堆压力容器摘要：

是核电站的心脏，起着固定和包容堆内构件及堆芯的作用，是防止放射性物质外逸的第二道屏障。“华龙一号”反应堆压力容器采用全新堆芯结构，其制造技术标准更高、工艺难度更大、进度压力最大、质量风险最高。对首台“华龙一号”反应堆压力容器制造过程实施了全域、深入、改进的加强版质量监督，八措并举，创造了国内外百万千瓦级核电机组压力容器关键路径零缺陷的“华龙”质量和制造周期世界最短的“华龙”速度。华龙一号；反应堆压力容器；质量监督；质量；进度关键词：

TG4B员园园员原圆猿园猿（圆园员9）08原园127-08中图分类号：文献标志码：文章编号：

10.7512/j.issn.1001-2303.2019.08.24阅韵陨：

Researchandapplicationofmanufacturingqualitysupervisionon

thefirstHPR1000reactorpressurevessel

MAPeifeng

（ChinaNuclearPowerEngineeringCo.，Ltd.，Shenzhen518124，China）

HPR1000isthe\"China'sbusinesscard\"in\"theBeltandRoad\"initiative，andalsothemainstayandstrategictaskofthe粤遭泽贼则葬糟贼：nuclearpowerdevelopmentofChinaGeneralNuclearPowerCorporation.Thereactorpressurevesselisthe\"heart\"ofthenuclearpowerplant.Itisthesecondbarriertopreventthereleaseofradioactivematerialsandthecoretofixandcontaintheinternalcomponentsofmoredifficultprocess,maximumpressureofrateofprogressandthehighestqualityrisk.Throughwideandcomprehensiveanalysisandwhichcreatesthedomesticandoverseasmillionkilowattnuclearpressurevesselnuclearpowerunitcriticalpathofzerodefect\"Hualong\"qualityandoftheworld'sshortestmanufacturingcycle\"Hualong\"speed.

HPR1000；reactorpressurevessel；qualitysupervision；quality；rateofprogress运藻赠憎燥则凿泽：thereactor.CGNHPR1000reactorpressurevesseladoptsbrand-newcorestructure，withhighermanufacturingtechnologystandard，research，ChinaNuclearPowerEngineeringCo.，Ltd.implementsawholedomain，in-depthandimprovedenhancedadministrationofqualitysupervisioninthefirstHRP1000reactorpressurevesselmanufacturingprocess，andeightmeasuresareadoptedsimultaneously，

0前言

核电之心———反应堆压力容器（简称RPV）是核

岛一回路压力边界，承受高温、高压及反应堆本体

收稿日期院2019-04-15

作者简介院马培锋（1981—），男，硕士，高级工程师，主要从事

核电设备制造质量的监督管理工作。E-mail：

mapeifeng@cgnpc.com.cn。

的强放射性，是防止放射性物质外逸的第二道屏障。其质量对核电站安全至关重要，关系着国家安全，其制造进度位于核电工程建设的关键路径，涉及重大里程碑，对核电站建设及运营产生直接经济影响[1]。

技术标准更高：“华龙一号”RPV吸收了国际三代核电的先进设计理念，并进行了系列改进，设计寿命由40年延长到60年，设计压力17.23MPa（水

耘造藻糟贼则蚤糟宰藻造凿蚤灶早酝葬糟澡蚤灶藻窑窑127焊接管理马培锋：首台“华龙一号”反应堆压力容器制造质量监督的研究与应用第8期压试验压力24.6MPa），设计温度343益，采用RCC-M2007标准设计，与CPR1000采用的RCC-M2000+

2002补遗标准、AP1000采用的ASME2010标准存在较大差异，增加了焊接工艺、焊评及无损检测等技术准备的难度[2]。工艺难度更大：“华龙一号”RPV的设备总高达12580mm，内径4340mm，筒体最大壁厚290mm。设计结构相比CRP1000堆型，RPV显著改变、尺寸大幅增加，导致焊接、加工、无损检测难度更大，关键路径更长，技术难度最高，目标实现难度大[3]。

图1野华龙一号冶RPV效果图及主要技术参数

表1项目/机组红沿河1#阳江5#阳江6#制造厂典型项目RPV工期一览表制造周期/月22.53536项目/机组制造周期/月福清5#防城港3#3621进度压力更大：首台“华龙一号”RPV关键路径

制造工期计划（从接管段堆焊到设备制造完工）仅为21个月，在同类设备中工期历史最短，相比其他三代核电堆型制造周期缩短1年以上，比之前创造最快制造记录的二代+堆型RPV工期缩短了45天。制造厂典型项目RPV工期一览表如表1所示。

质量压力更大：据上述进度计划，必须保证关键路径不出现任何焊接返修、机加工挖刀、坠落磕伤等影响进度的质量事件。关键路径每条焊缝一旦发生返修事件，不仅将损失关键路径工期约30天，对现场施工关键路径造成非常严重的影响，经济损

表2项目机组阳江5阳江6陆丰1三门2海阳4福清5福清6电站CPR1000CPR1000AP1000AP1000华龙一号华龙一号AP1000堆型核电公司中广核中广核国核国核国核中核中核失将高达500耀1000万元。但制造厂近年承制的三

大核电公司主流堆型RPV关键路径焊缝一次合格的比例仅为41%耀71%，关键路径焊缝一次100%合格的质量目标实现难度极高，质量压力巨大。三大核电公司主流堆型RPV关键路径焊缝质量概况如表2所示。

三大核电公司主流堆型RPV关键路径焊缝质量概况大堆焊12件3536496主环缝3条1010012马鞍焊缝6条0121130安全端焊缝6条421131焊缝返修总数88681696一次100%合格焊缝19/2719/2715/2119/2715/2711/2718/27数量比例/%70707170564167—1

1.1

质量监督的研究与策划

质量监督策略研究

为实现首台“华龙一号”RPV的高质量目标，深

入剖析了中广核工程有限公司（简称CNPEC）质量

监督团队、中国第一重型机械股份公司（简称CFHI）的现状及“华龙一号”RPV特点，运用SWOT战略分

窑窑128耘造藻糟贼则蚤糟宰藻造凿蚤灶早酝葬糟澡蚤灶藻刊头.TIF not exist! 焊接管理第源9卷析质量监督策略，如表3所示。

发挥优势、利用机会，利用优势化解威胁，利用机会克服劣势，对劣势、威胁采取全面措施重点

防范。

1.2质量监督管理策划

组织质量监督团队与各方高效协同、精心策划，狠抓关键路径、预防关键风险、解决关键问题，践行质量第一。寻找质量问题的主要原因，对症施药。以焊接为例：焊接是RPV的主要制造工艺之一，统计分析2013耀2017年完工的阳江核电项目3、4、5、6号机组RPV焊接超标缺陷产生原因，如图2所示。

督管理愿项措施为：统筹资源调配；推动工艺改进；

防控人因失误；改进技术交底；全面经验反馈；精益风险防范；分段联合检查；推动嘉奖激励。

2

2.1

质量监督的应用与落实

统筹资源调配

图2焊接质量问题原因占比分析

由此可见，焊接工艺不完善、焊工操作不规范、

责任心不强3个原因是RPV制造过程中关键路径焊缝的关键风险、关键问题所在。针对上述问题，采取系列措施，着力改善焊接工艺、规范操作，加强责任心。

参照上述方法，综合运用项目管理、运营管理、组织行为学、马斯洛需求理论等管理工具及理论，对装配、机加工、水压试验等关键路径的全部工序的质量问题、经验、风险等要素进行全面梳理、深入分析、精心策划，在首台华龙RPV制造期间，开创了八措并举的质量监督控制新方法，实施了以质量保进度的加强版质量监督[4]。“华龙一号”RPV质量监

（1）精兵强将。选派专业技术能力优秀、RPV监

造经验丰富、责任心强的2名监造工程师分别作为“华龙一号”RPV的主副负责人，提前学习、研读相关标准、图纸、技术条件，策划监造细节，同时质量监督驻点片区、分部给予全力支持。

（2）军师联盟。协调总部专家团队，抽调专业技术能力最高的焊接、无损、材料及RPV专家，组建专项专家团队给予技术支持及帮扶，对监造指令进行面对面交流、指导及优化，同步提升监造规范性、有效性及监造效率。

（3）龙头引领。组织设计方对监督工程师及制造厂相关部门及人员进行技术宣贯及培训，对标准差异、设计差异、结构差异进行解释及说明，并与制造厂沟通需要澄清或变更的内容，提前完成、完善技术及工艺准备。

（4）专项强控。设立定期专项汇报机制，对RPV制造过程中的问题、困难，要求监督工程师直接进行专项及时汇报，第一时间获取一线信息，可迅速介入，提高问题处理效率及质量，必要时寻求高层协调。

（5）资源优先。与各方联合，推动制造厂将“华龙一号”RPV列为“零号”工程（等同于军工设备级别），

耘造藻糟贼则蚤糟宰藻造凿蚤灶早酝葬糟澡蚤灶藻窑窑129刊头.TIF not exist! 焊接管理享有民用核电设备制造的绝对优先权；在实施方面，

不断提升承制造厂相关人员的责任担当意识，使真正参与此项工作的人形成责任共同体。

（6）攻坚克难。组建“华龙一号”反应堆压力容器设备制造党员攻坚队、青年攻坚队，策划实施“四保障”，即：团队保障，内外联动提升项目管理水平；质量保障，识别风险为质量进度保驾护航；资源保障，人、机、料、法、环等生产资源提前梳理谋划；技术保障，加强技术管控、快速协调处理技术问题。牵头制定《供应商管理提升专项推动方案》、《华龙首台RPV质量保证专项方案》，严格推动落实方案中的各项举措和行动。在攻坚队的组织架构基础上，成立了5个党员攻坚小组（安全端组焊攻坚组、机床精加工攻坚组、驱动管座冷装及密封焊攻坚组、水压试验攻坚组、防磕碰划伤攻坚组），进一步细化工作目2.2标和推职责动工艺。

改进

组织团队成员深入研究标准技术要求、制造工艺细节，分析工艺难点、质量风险点，总结历史质量问题、对比同类制造厂工艺，主要对以下关键路径的制2.2.1造工艺进行优化“华龙关键一路号径”高RPV难改进度主要焊接工艺。

部件及关改进

键路径高难度焊缝如图3所示，以下4类焊缝是RPV关键路径中的关键焊接工序，焊接难度高、质量风险大、施焊工期长：淤主锻件的大面积堆焊（12件）；于筒体主环缝焊接（3条）；盂接管-接管段马鞍焊缝（6条）；榆接管-安全端焊缝（6条）。

为确保焊接质量，力争“零缺陷”，要求质量监督工程师对焊接工艺进行细致研究，结合以往质量问题、经验反馈、良好实践及同类设备制造厂工艺优点，最终成功推动制造厂对上述关键路径高难度焊缝的焊接工艺进行了如下系列改进堆焊淤层主间锻件大面积堆焊。改进待堆焊：

面焊前清洁，丝距于边筒、量体道控主间制，环修收缝磨、焊接。方法。

引弧改进深的位置坡间口隔间，焊隙道焊修缝的焊磨方法。

试验盂；优接管化焊接工艺，-接管段马取鞍消焊手缝工焊。实条施打1底颐1焊，模拟直焊接接采用半机械埋弧焊；优化预热工艺，采用陶瓷履带电加热代替火焰加热，降低高温、减少粉尘、温控稳定，显著改善焊工的作业环境，提质、增效。马鞍焊

130窑耘造藻糟贼则蚤糟宰藻造凿蚤灶早酝葬糟澡蚤灶藻第源9卷图3野华龙一号冶RPV主要部件及关键路径高难度焊缝

缝工艺简图如图4所示。

图4野华龙一号冶RPV马鞍焊缝工艺简图

刚性，榆减接管少-焊接安全过程端焊中的缝。振改进动与焊接工颤动，装保，证提焊接高工装

参数不变、电弧稳定；优化焊道排布改进，保证焊缝平整、成形良好；加强环境清洁控制，推动设计并使用专用的局部封闭清洁工棚；改进道间清洁工艺，使用不锈钢钢丝刷+便携式电铣的方式，彻底清洁每条焊道聚集的黑色氧化物，消除夹渣的质量隐患[5]。RPV安2.2.1全端焊接“华龙关键如一号路图”径关5所示。

RPV键的装换配料工艺密封环改进直径大（5080mm），与筒体的装配间隙小（直径1mm），装配难度高，且

窑焊接管理马培锋：首台“华龙一号”反应堆压力容器制造质量监督的研究与应用第8期图缘RPV安全端焊接渊焊接机头尧坡口冤

结构与以往项目RPV均存在差异，制造厂为首次装

配，缺乏经验。该部件相对单薄，在加工后及吊运过程中的尺寸变形将导致其无法与RPV筒体组件装配。质量监督团队敏锐识别风险，积极与制造厂沟通协调，克服困难，推动制造厂制作了专用防变形工装及多点起吊工装，制定并落实了风险防范措施，

最终一次装配成功，实现了关键路径的高难度装配工序顺利完成，为首台华龙RPV质量及进度作出了重要贡献。“华龙一号”RPV换料密封环装配如图6所示。

图远野华龙一号冶RPV换料密封环装配

2.3防控人因失误

通过文化引领、深入沟通等方式关注关键焊接工序相关人员的安全意识、责任心、班次安排、体力状况、心理状态等，严格防控人因失误导致的焊接缺陷。

（1）班组选择。焊接班组的技术能力、责任心及管理水平直接影响产品质量，为提升焊缝质量，推动制造厂统计焊工班组近3年的焊接质量业绩，选择最优秀的班组施焊。

（2）班次安排。因长时间加班、倒班，容易导致疲劳作业，增加质量风险，根据历史数据分析，80%以上的焊接缺陷发生在0:00耀04:00，为降低人因风险，与制造厂沟通达成共识：尽可能不安排3班（0:00耀8:00）焊接，若因技术等原因必须执行，允许工人根据个人实际状态在最疲惫的时间段适当休息，杜绝勉强上岗、疲劳作业。

（3）人员调配。接管-安全端焊接焊接周期长、难

度高，为提高生产效率、保证焊接质量，需1、2班倒班作业（8:00耀24:00）、2个焊缝同时施焊，每个焊缝需要2名焊工（单人施焊质量风险较高），即至少8名焊工倒班，但该班组仅有6名焊工。经与工人及调度沟通，临时选派2名优秀焊工加入该班组共同施焊；3组（6件）接管持续焊接时间约为45天，经与制造厂高层沟通，允许中间全员休息1天，进一步降低人因风险。

（4）深入沟通。与一线工人深入交流、交心，获取信息、获悉困难，给予理解、提供帮助，了解工人技术水平、心理状态，从操作者角度深入剖析质量问题，制定并实施防范措施。及时协助解决设备、材料、工装、辅具、劳保、安全、奖励等问题，利于工人安心作业，持续提高制造质量。

耘造藻糟贼则蚤糟宰藻造凿蚤灶早酝葬糟澡蚤灶藻窑窑131刊头.TIF not exist! 焊接管理第源9卷2.4改进技术交底

以提高技术交底有效性为目的，改进并固化技

术交底模式，督促制造厂对全部关键工序提前一周进行技术交底，要求技术、工艺、质控、质保、检查、焊接等相关部门全部参加并发表建议、意见。监督风险防范、经验反馈的有效执行及落实，深入了解工艺难点及风险，结合历史质量问题的根本原因分析，开展人因防范，对关键工序长时间倒班作业的工人提出休息建议。详细交底记录，相关人员签字确认，以便落实、执行及交接班传达。双方在后续见证、巡检过程中进行进一步核实与监督。

2.5全面经验反馈

首次实施改进型的全面经验反馈，在中广核工程经验的基础上，放眼中核、国核，详细了解中核华龙、国核AP1000的质量问题。项目开工前，梳理同

类设备、核电现场及本厂历史项目的工程经验及质

量问题向一重公司进行反馈，与之对标，督促制造厂完善自身的经验反馈系统，从推动制造厂提高逐步转变成与制造厂共同提高，对成熟稳定对工艺进行固化，对值得商榷的环节进行联合讨论，对亟待改进的工序进行优化，扎实落实、稳步推进、提高质量、保证进度、降低成本，全面管理、互利共赢。累计落实各项经验反馈426项（次）。

例如：推动制造厂对换料密封环加工、吊装及装配专用工装，实现了关键装配工序一次成功。RPV主螺栓孔螺纹最终精加工风险大、难度高，精加工期间机床故障将导致挖刀、接刀偏差问题，出现重大NCR。鉴于机床曾连续出现两次故障，质量监督工程师敏锐识别风险，推动制造厂采取系列措施—在精加工前全面、系统地检修机床，清洁维护——

电控驱动系统，排查油路、测量油温，补充控制箱机

图苑主螺孔加工机床专项检修

油、更换油箱过滤器。确保了机床稳定运行，机加工

顺利完成并合格，保证了RPV的质量及进度。主螺孔加工机床专项检修如图7所示。

2.6精益风险防范

以常规风险防范工作为基础，与制造厂组成联合工作组，实施全域覆盖、重点突出的改进型风险防范。紧抓关键路径、关键工序，提前识别风险、制定防范措施，并在工序开工前一个月再次分析风险，完善措施，监督、跟踪落实。确保关键路径畅通，不发生重大质量问题。仅2018年双方召开风险防范会11次，

窑窑132耘造藻糟贼则蚤糟宰藻造凿蚤灶早酝葬糟澡蚤灶藻识别风险179项，制定防范措施338项，风险防控

成功率98%以上，有效避免了共性、惯性质量问题的发生。例如：在主螺栓孔精加工阶段，精准识别出机床故障风险并与制造厂进行了联合排查和检修，保证了机床稳定运行，实现了58个主螺栓孔精加工一次完成并合格；与一重集团共同设计制造了主螺栓贮存、检查工装，提高了工件检查效率，也可有效避免磕碰伤，进一步降低主螺栓卡涩风险。促使制造厂从“要我风防”“我要风防”发展到“精益风防”，并将风险防范的质量管理措施推广至其他项目。

焊接管理马培锋：首台“华龙一号”反应堆压力容器制造质量监督的研究与应用第8期2.7分段联合检查

开创分阶段、专项、联合的检查新模式，组织质

量监督专家、设计人员与驻厂团队组成专项联合检查组，针对首台华龙RPV分别组织制造开工会、设计交底、技术准备、制造过程中、水压试验前5个阶段的专项联合检查。提前发现了批量焊评不符合新版标准及技术条件适宜并及时纠正，避免了批量错误导致颠覆性质量问题及重大延误的严重问题；提前对差异项进行了分析、变更及澄清，有效避免了制造过程中的不符合及生产停止现象；对超声波试块、无损检测规程不符合技术条件等原则性问题及时进行了纠正、修改。实现了问题提前发现、及时处理、高效解决的良性运转，保障生产的顺利开展。

精神鼓励、物质激励，强调此项工作的重要性、特殊性、困难性，提高使命感、荣耀感、成就感，调动工作积极性。同时向制造厂宣传质量第一、以质量保进度的质量导向，推动实施嘉奖激励，关注管理导向，领导重视、大事可成，将士齐心、质量可期。对一重部门及个人的良好行为进行及时的褒奖和鼓励，并推动制造厂对关键焊缝一次100%合格的班组实施高额奖金激励，进一步提高参与者的质量意识及工作积极性。

3质量监督研究与应用成果

2.8推动嘉奖激励

对参与华龙首台RPV质量监督的工程师进行

（1）通过八措并举的质量监督新方法，首次实现了RPV关键路径中难度最高、风险最大的4类（27条）焊缝全部一次100%合格的质量佳绩，焊接质量创世界一流。首台“华龙一号”RPV质量数据如表4所示。三大核电公司主流堆型RPV质量对比如图8所示。

表4首台野华龙一号冶RPV质量数据项目机组防城港3电站堆型华龙一号核电公司中广核大堆焊12件0主环缝3条0马鞍焊缝6条0安全端焊缝6条0焊缝返修总数0一次100%合格焊缝数量27/27100%比例图9

图8三大核电公司主流堆型RPV质量对比

野华龙一号冶RPV全部一次100%合格的关键工序

（2）全部关键路径焊缝、装配、精加工、水压试验一次100%合格，创造了关键路径“零缺陷”的质量奇迹。“华龙一号”RPV全部一次100%合格的关键工序如图9所示。

（3）创造了19个月完成水压试验、21个月制造完工的世界记录，完成既定进度计划，实现了以质量促进度质量监督策略。节省工期15个月：对比中广核最近制造完工的阳江6号、设计结构最相近的福清5号（中核华龙），制造工期均为36个月。经济

效益超过2500耀5000万元（近年制造厂承制的RPV

平均返修5件，每件经济损失500耀1000万元）。“华龙一号”RPV重大里程碑如图10所示。

图10野华龙一号冶RPV重大里程碑

窑窑133（4）促进、鼓舞“华龙一号”整体工程的制造、建

耘造藻糟贼则蚤糟宰藻造凿蚤灶早酝葬糟澡蚤灶藻刊头.TIF not exist! 焊接管理第源9卷造和质量监督工作。

4质量监督研究与应用总结

（1）监督管理方面。通过对首台“华龙一号”RPV

质量监督的研究与应用，质量监督团队与各方高效协同、精心策划，狠抓关键、精益求精。采取了八措并举、相辅相承的质量监督控制新方法，提高站位，综合管理，服务、管理设备质量，策划、优化关键工序，实施全面、改进的加强版质量监督并取得了丰硕成果。

（2）工艺质量方面。对关键工艺进行了全面改进，彻底解决质量顽疾、根本性解决问题，显著提升设备质量，首创RPV关键路径“零缺陷”的质量奇迹。固化关键工艺改进成果，总结、提炼质量监督新方法，实现制造工艺标准化、质量监督标准化，为后续项目树立示范标杆。

（3）应用推广方面。本研究及应用特别适用于

进度压力大、技术难度高、质量要求严、首台或首次制造、工程经验不足的新项目、新设备，可推广应用于各堆型、各类型核电设备的质量监督与项目管理。

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孕葬早藻126

SO2.EPS not exist! 榆考虑整体的闭环管理，如出现超范围焊接、无

证焊接等如何处理。

在当下化石燃料储量有限、大气污染和温室效应日益严重的情况下，核能日渐成为人类使用的重要能源，核电也逐步成为电力工业的重要组成部分，只有安全稳定运行的核电站才能造福人类。核电设计、制造、安装的每个环节都对整个设备的运行安全产生影响，只有采取行之有效的控制策略，以安全第一、质量第一的原则，才能促进各项工作规范化、标准化和科学化，促进整个核电行业的正常发展。

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