核电设备可靠性指标创新与应用

中国核电运行管理有限公司 刘小年 王欣 曹雪明 李建春 吴舜华

1　前言

秦山核电基地是我国核电的发源地，2015年9台机组全面建成。总装机容量656.4万千瓦，年发电量约500亿千瓦时，是我国核电机组数量最多、堆型最丰富、装机容量最大的核电基地。负责9台机组运行的中核运行管理有限公司（以下简称“中核运行”）在中国核能电力股份有限公司（以下简称“中国核电”）的部署下，进行深化改革与资源整合，实施“一体两翼”发展战略，中核运行紧紧围绕秦山9台机组设备管理提升的目标与任务，抓住“以设备可靠性为中心”这一核心，按照“解近忧、谋长远，打基础、抓重点”的思路推进设备可靠性体系建设和关键设备可靠性提升工作。为了从根本上提高核电机组设备可靠性和可用率，确保机组的长期可靠运行，在不断学习和吸收国内外先进设备管理经验的基础上，建立起与企业实际情况紧密结合的设备管理体系和管理文化，并在设备管理领域进行了有益的探索和创新。中核运行研究对标国际先进核电厂，调研电厂设备可靠性管理工作开展情况和信息数据，在国内业界首先建立了适合自身的设备可靠性指标体系，确定了相关的评价标准，出台了管理流程，并据此在中国核电设备可靠性管理系统（ERDB）中开发出管理模块。

2　创新点

中核运行的设备可靠性指标包括设备管理、运行、维修、生产计划等领域与设备可靠性有关的一系列单项指标，以反映特定机组系统和设备的可靠性整体水平。中核运行以设备可靠性指标（ERI）的应用为契机，先后推动了设备缺陷分类、关键设备状态监测与系统监督、单点敏感设备管理及预防性维修优化等工作，为先进的设备管理流程的建立和设备管理工作的深入规范开展发挥了引领作用。

2.1　在国内首次建立了适合中国核电厂的设备可靠性指标体系

2014年之前，国内核电厂尚未开展设备可靠性指标相关工作。中核运行自2014年开始着手研究ERI，到2014年下半年建立ERI体系和试行ERI管理工作。至2015年1月，ERI模块上线，ERI数据正式发布。目前9台机组的ERI得分和排名每月在ERDB中发布，在中核运行设备管理委员会及月度安全生产例会上通报，ERI已经成为管理层使用的重要管理工具之一。另外，ERI体系、模块及管理方式从2016年开始在中国核电其它运行机组（福清核电、海南核电和江苏核电）中推广，至2017年8月已有16台机组的ERI在ERDB系统中每月发布ERI指标得分情况。

中核运行ERI的体系设置紧紧围绕先进设备可靠性流程的6个模块，由18个单项指标组成。指标的设置体现全局的设备管理理念，即围绕设备的运行、维修、计划、技术管理等分别设置小的单项指标，每个单项指标给予不同的分值或权重。单项指标又分为过程指标和结果指标。过程指标紧贴关键敏感设备管理、系统监督与健康评价、预防性维修工作的实施和优化、长期计划执行等设备管理具体工作，反映出电厂在设备管理具体环节中的工作开展情况可以用于预警设备管理相关工作中的某些异常。结果指标则用发电、安全系统状态来反映设备管理落实到设备上最终达到的效果如何。

表1　单项指标考核分类

ERI及单项指标各有其评价标准和状态色。状态色的作用是指明管理者对该项指标的期望。ERI状态色的含义如下：

绿色，设备可靠性整体状态良好；

黄色，设备可靠性整体状态需要改进，必须制定长期行动计划；

红色，设备可靠性整体状态急需改进，必须立即制定改进计划并行动。

单项指标的状态色与以上含义类似。

电厂对于出现红色的指标项必须开展深入分析工作，找出问题存在的根本原因并采取纠正行动，并在管理层中进行通报。

2.2　开发了配套管理流程

如何使用ERI这个管理工具促进电厂的设备可靠性管理提升，中核运行为此开发了配套的管理流程。在管理流程中对以下环节进行了规定或规范。

在管理流程中对以下环节进行了规范：

（1）电厂如何设置ERI年度目标。

（2）电厂如何对ERI数据进行采集、核实，如何计算ERI单项指标并评价，如何对单项指标趋势劣化进行原因分析并制定、实施纠正行动。

（3）电厂如何对预期外的ERI趋势开展分析。

（4）如何编制电厂及集团ERI报告。（5）如何对ERI的结果进行通报和发布。（6）电厂的各部门在ERI管理流程中的职责。

这些环节的规范促进了电厂ERI管理工作的有序高效开展，促进了电厂各部门围绕提升设备可靠性这一中心展开分工协作，共同为提高设备管理水平发挥作用。

2.3　开发了面向多机组的智能化ERI管理平台

中核运行承担着开发中国核电设备可靠性系统（ERDB），在ERDB中建立了单独的ERI管理模块，用于ERI数据的采集、储存、计算、评价、展示及趋势跟踪，大大提高了电厂用于ERI数据采集、统计、计算及趋势分析上的的工作效率。该模块面向中国核电所有成员电厂，与各电厂的生产管理系统进行了对接，通过自动定期抽取基础数据并计算结果，使得指标采集和计算过程简便快捷。已实现了部分数据智能化采集，自动计算及评价等功能，并可以自动生成电厂所需的报表和审批流程，方便了数据集成管理。利用该模块，中国核电各机组在ERI所有数据实现了集中存放和共享。

3　实施效果

ERI工作从推行至今，已近两年，不但起到了“试金石”和“指南针”的作用，也促进了中核运行设备管理水平的不断提升。其具体实施效果如下：

3.1　反映当前设备可靠性水平，帮助了解机组设备可靠性发展趋势

ERI不但可以直接反映设备可靠性状态和管理成效，还可以通过对指标的监督和趋势跟踪，了解设备可靠性水平和趋势。图1可以看出中核运行9台机组ERI得分总体呈现上升趋势。中核运行核电9台机组的ERI趋势虽有曲折，但仍是向上的，这与中核运行开展的设备可靠性管理工作的稳步推进息息相关。

3.2　开展设备管理对标

通过定期发布ERI得分和各机组排名，促使各机组的设备管理责任处室对照先进查找不足，见贤思齐，促进了设备管理良好实践被推广和采用，客观上帮助秦山核电四个生产单元9台机组的设备管理流程加快统一和不断优化。通过对ERI结果的分析，可以看出在计划的执行、维修实施方面中核运行核电机组做得较好，但是在关键设备故障预防及预防性维修优化等方面还比较薄弱，还有一些设备管理基础工作如系统监督未全面开展，另外缺陷分类和关键敏感设备管理方面投入还不足，与先进的设备管理存有不小的差距，可以考虑从这些领域制定管理措施。

图1　机组得分趋势图

3.3　为提升设备可靠性指明方向

中核运行公司专业化改革后，对设备管理工作进行了流程梳理，设备管理工作得到了进一步优化，ERI得分总体呈现上升趋势。若电厂实施某项管理措施后，ERI一直没有出现上升的态势，说明管理层需要重新考虑该管理措施的有效性。另外，通过单项指标分析可以获知机组设备可靠性管理中的薄弱环节和异常状态，有针对性地制定提升设备可靠性的行动。

3.4 促进机组设备管理基础工作的开展

若要开始ERI的收集，电厂必须按照先进设备管理流程完成设备分级和缺陷分类，否则多项单项指标无法收集。没有设备分级、缺陷分类这个设备可靠性管理基础，ERI无从谈起。另外，从单项指标的设置来看，机组必须已经开展系统监督和系统健康评价，因此若要开展ERI管理或者提升ERI得分，就必须按照先进设备管理流程的6个模块来开展设备可靠性管理，建立规范可控的管理流程。故而ERI可以促进电站按照先进设备管理流程来开展规范的设备可靠性管理工作。通过中核运行9台机组的ERI工作，已促进了以下基础工作：

1）对安全缓解系统设备缺陷的关注。在开展ERI之前，只有秦二厂4台机组有MSPI计算结果，目前除方家山机组外，一厂30万机组和三厂2台机组均开展了MSPI计算和分析工作，安全缓解系统设备缺陷得到了充分的关注。

2）对导致操纵员负担的设备缺陷的关注。在开展ERI之前，中核运行大多数机组对操纵员负担没有开展集中管理工作，ERI促进了各运行部门及技术部门对操纵员负担的关注，目前运行部门每个月报送操纵员负担和挑战数据，如果数据异常技术部门进行分析然后再返回到运行部门，完成了操纵员负担的闭环管理。

3）故障/小缺陷的分类。未开展ERI工作之前，9台机组的缺陷均未按照先进设备管理流程的要求进行分类。由于ERI计算要求，必须将故障和小缺陷分开统计，因此在ERI工作开展后，各电厂对出现的SPV设备的缺陷进行了二次分析，开展故障/小缺陷精确定义工作，确保电厂的资源配置在对电厂运行影响最大的设备缺陷上。

4）对关键设备的关注。未开展ERI工作之前，9台机组的关键设备有的已经识别，有的还没有。未完成分级工作的机组，ERI无法计算或只能计算所有设备的相关量，将直接拉低ERI得分。因此ERI促进了电厂对关键设备的识别工作，至2016年底，所有机组的关键设备均完成识别。同时由于ERI指标绝大多数都以关键设备为对象，因此促进了技术部门、维修部门、生产计划部门对关键设备的故障及消缺、预防性维修安排的关注度，极大地提高了关键设备的可靠性。

5）促进贯彻全面设备管理理念。机组的可靠性是一个全面可靠性管理，ERI涵盖电站设备管理相关的各个方面，包括运行、维修、工作控制、变更、设备监督、系统监督等。因此设备可靠性管理提升并不是电厂哪一部门负责或可以独自承担的，也不是靠技术部门多花力气就可以解决的事情。只有所有相关部门按照科学的方法，为提升设备可靠性做出积极努力的情况下，设备可靠性管理水平才会得到提升，ERI才会有增长。电厂的每个部门都是提高设备可靠性的必不可少的执行者。ERI工作促进了电厂各部门在全面设备管理理念的指引下为提升设备可靠性而开展协作、共同努力。

在中核运行开展ERI管理后，机组非计划停堆次数显著下降，连年超额完成发电任务。ERI管理在其中发挥着重要的作用，也起到了良好的示范效应。中国核电已经将ERI管理工作推广到了其它运行机组，目前所有的成员电厂都在按照这个体系和方法开展设备可靠性指标管理工作，推进设备可靠性提升。ERI将会在更多的电厂中应用实施，为中国的核电厂设备管理提升发挥引领作用。