岭澳二期核电厂数字化系统运行程序设计的几个原则

孙逸民

（中广核（北京）仿真技术有限公司/深圳市核电安全与仿真工程技术研究开发中心/中国广核集团核电仿真技术研发中心，深圳 518031）

0 引言

大亚湾核电厂九十年代在核电厂即将建成之际，引进了法国EdF（法国电力公司）CPY系列核电厂全套的运行程序。运行程序是主要供核电厂运行操纵员用于系统和机组正常运行、异场瞬态和设计基准事故条件下运行操作和监控，包括系统运行程序、机组运行程序和事故处理程序三大类。自从投入商业运行以来，安全运行业绩一直处于法国同类型机组的前列，这其中重要因素之一就是运行操纵员按程序操作的安全素养，这其中与科学合理的设计运行操作程序也是分不开的。

岭澳二期核电厂是国家作出“积极推进核电建设”的决策以来首个开工建设的核电项目，是我国首座采用自主品牌技术路线建设的百万千瓦级核电项目，也是我国当前自主化程度最高的百万千瓦级核电项目之一。2004年3月，岭澳二期核电厂被列为国家核电自主化依托项目，2004年7月，国务院批准建设，2005年12月正式开工，两台机组分别于2010年7月15日和2011年8月7日建成并投入商业运行。

根据文献资料[1-3]显示，数字化运行程序相对于纸质运行程序可加快运行操纵员程序执行的速度，降低整体识别运行征兆挑选相应程序的工作量，程序之间转换错误更少。按照控制系统采用全数字化控制系统的规划，包括数字化运行程序在内的数字化主控室研发任务势在必行，2005年下半年，我们着手组建数字化运行程序开发队伍，开展了相关调研、策划与开发。数字化系统运行程序的研发是数字化机组运行程序和状态导向法事故程序开发的基础和支撑。

1 系统运行程序设计的原则

根据法国N4核电厂的经验反馈和EPR对人因工程的考虑，核电厂数字化系统运行程序的设计遵循以下原则：

（1）运行程序和监控画面分离：数字化运行操作程序的开发和维护是相对独立的；

（2）运行程序分为纸质部分和数字化部分：主控室操纵员的操作和记录使用数字化程序，现场操纵员的操作和记录采用纸质程序部分；

（3）框架结构下分区域进行设计：主程序区可以滚屏，程序结构和章节结构区只能跳转被控制区域（章节区域或主程序区）的内容。

（4）Log Note值班日志系统可以记录当班运行值记录的主要设备和系统状态以及提醒下个运行值的事项，作为交接班之间交流的记录；也可以提出运行程序修改和优化的建议。

2 系统运行程序设计原则的实现

根据对法国EdF属下CIVAUX核电厂数字化主控室的专题调研表明，N4系列核电厂配置了高度集成与自动化的控制系统，这其中也包括数字化运行程序的高度集成和高度自动化，从负面评价角度来看，主要体现在两个方面，一是当值运行操纵员只能被动地按照计算机界面监控参数和数字化运行程序的操纵提醒执行一步步的操作，实际机组的详细状态并不需要情况；二是一旦运行程序需要更新和修改，必须多工种的技术人员合作才能进行。电厂方面给予我们的建议之一，重新确定自动化程度适当提升系统的人为干预程度。为此，我们结合大亚湾核电厂和岭澳仪器核电厂运行的经验，确定了“运行操纵员是机组安全运行的主体”这一开发的核心原则，着重把操纵员熟知状态和习惯作为衔接传统纸质运行程序系统和数字化运行程序系统的人因因素落实方案。

由于大亚湾核电厂、岭澳一期核电厂，运行操纵是严格按照运行程序操作和记录，当值操纵员分现场和主控室两个部分，主控室的人机界面是计算机系统，而现场的人机界面是要操纵和监视的实体设备和仪表，因此我们将原来的一份程序分为两个部分，主控室操纵员使用集成进DCS的数字化部分，现场操纵员使用纸质部分，保留主控室操纵员协调现场操纵员的机制不变。从开发组织上来讲，我们组建了一个有运行持照操纵员、主控室人界面和仪表与控制等专业人员的研发队伍，按照图1的流程开展相关的开发工作。

运行程序和监控画面分离也是把数字化的部分运行程序内容视同独立的一个计算机显示屏现实程序，通过程序的相应步骤的链接按钮另屏调取显示的监控画面，并在监控画面上进行操纵和监视，在程序界面上进行记录。

图1 系统运行程序开发流程框图

框架结构下分区域进行设计也是分析了主控操纵员的行为过程之后的采取的方案。任何一个系统数字化运行程序在计算机显示屏显现的状态，可以使操纵员感知，当前操作到程序的哪一章哪一节和哪个步骤，因此，我们的框架结构将运行程序的内容分为三个区，分别是各章主题区、本章各节主题区和本节操作步骤的内容。各章主题可以调取该章的所有小节主题，在从各节的主题逐步调取主框架区的操作步骤，主框架区的内容可以滚屏，形同阅读的时候从前到后的翻页行为。

Log Note的功能是实现主控室无纸化，并方便信息扭转的一个方案。传统上运行值之间的换班，需要用纸质的运行值班日志进行交接，并履行签字确认的，改为数字化运行程序以后，通过登录/注销的密码管理实现。同时，主控运行操纵员也可以根据当值期间发现的程序不足进行记录，提出运行程序修改升版的需要。

3 结语

运行程序的使用是中国广核集团核电厂运行的重要经验总结，数字化系统运行程序的方案在传统模拟控制系统和数字化控制系统之间起到了重要的桥梁作用，在几乎不改变运行值和运行主控室操纵员和现场操纵员习惯思维和工作习惯的情况下，实施了数字化技术革命，不能不说是一次成功的技术革新。当然，随着条件的变化，数字化运行程序还将需要进一步发展，岭澳二期数字化系统运行程序开发的经验也将为后来开发人员提供重要的参考。

[1]EPRI 1015313,Computerized Procedure Systems Guidance on the Design,Implementation,and Use of Computerized Procedure Systems,Associated Automation,and Soft Controls[R].Electric Power Research Institute，California，2007,12

[2]NUREG-0711,Human Factors Engineering Program Review Model[R].U.S.Nuclear Regulatory Commission Office of Nuclear Regulatory Research Washington，2012.11

[3]NUREG-CR-6634,Computer-Based Procedure Systems-Technical Basis and Human Factors Review Guidance[R].U.S.Nuclear Regulatory Commission Office of Nuclear Regulatory Research，Washington,2000.03