浅述建安阶段运行人员参与核电站设备可靠性分级的实践与经验

黄锟

摘 要 以INPOAP-913为框架立足项目实际，定义分级准则、划分分级维度、识别关键设备。运行人员作为对系统、控制、技术规格书、运行规程等有一定认知和操作经验的群体，在项目建安阶段参与设备可靠性分级管理，识别关键设备和分析失效影响，有利于后续提升机组运营能力。

关键词 设备分级;建安阶段;生产运行

引言

核电站系统复杂，对设备可靠性考量尤为重视。实际运营阶段，设备失效既可能是随机失效，也可能是确定性失效，或综合结果。核电站对系统运行造成显著影响的关键设备大约占设备总量的20%甚至更少。对这20%的重要设备进行针对性、精细化管理，即可避免大约80%的潜在重大故障发生[1]。设备分级正是一种方法上切实可行、形式上可广泛推行的关键设备识别方法。

1设备分级准则和应用

1.1 设备分级准则

AP系列核電站最关注的是关键安全功能（次临界、堆芯冷却、热阱、一回路压力边界完整性、安全壳完整性、一回路水装量）。AP-913根据设备对关键功能的影响程度分为CC1、CC2、NC、RTM四个等级，每个等级再根据对机组的影响范围和程度，如是否违反设备可靠性管理大纲、触发停堆或专设、造成机组负荷瞬态等情况再细分。

1.2 设备分级工作思路和注意事项

设备分级主体工作，是针对系统流程图和设备信息表中每一个设备，评估设备功能、设备失效模式、设备失效对系统/机组的影响，进而确定设备关键度等级、判定是否为单一敏感设备，同时完成环境等级、工作频度的信息分析判定。对设计思想的解读、识别功能（设计思想）是分级核心。

2相关经验和优化建议

2.1 关注同行经验反馈并采取纠正行动

建安阶段可加强对同类型机组经验反馈的学习，以完善自身设计和优化管理。

2020年初某AP系列机组主控室通风辐射监测仪A气溶胶通道，因设备故障满足两通道中任一高2，自动延时隔离主控室，专设触发条件。根据厂家手册，该辐射监测仪通道中的塑料闪烁体探测器和就地处理单元的平均故障间隔时间均大于50000h，实际该机组刚商运不到2年。2018年另一AP机组试验阶段，因主控室压差真实低延时触发VES（2取1逻辑）。

法规规定，导致专设安全设施和反应堆保护系统自动或手动触发的事件（预先安排的这类试验除外）时应该报告[2]。若因设备偶发故障发生执照运行事件，对运营队伍带来额外负担，更可能带来专设和保护系统误动作风险。建安阶段优化重要系统设计可带来长期运营稳定，如VES驱动逻辑优化为3取2，提高AP系列设冷水/厂用水系统冗余度，可降低关键设备数量并提高系统和电厂可靠性。

某AP核电厂一台备用柴油机，因螺母装配力矩不符合要求、螺母强度性能低问题，执行季度试验时油缸连杆打破曲轴箱，润滑油及高温水管路破裂，使备用柴油机失去备用。备用柴油机属于STAC（投资保护的短期可用性控制）规定的设备，在模式1至5要求两台中至少一台备用柴油机可用。仅剩一台可用对核岛中压母线可靠性带来影响。成套设备在建安阶段和调试前期，业主单位对其内部细节和使用经验相对不足或资料缺失，在进行初次设备分级时一般只停留在设备整体的失效和影响分析，对部件失效模式的认识存在不足，因此纳入同类型机组的经验反馈可避免共因故障、提高初次设备分级时的现实依据，防止影响和危害扩大。

2.2 三选算法的仪表分级

三选算法的设计使在单一仪表失效情况下，冗余设置的仪表输出信号可信，且可将其隐性失效通过报警变为显性，将关键设备变为非关键设备，提高可靠性。

凝结水系统用三选算法输出的凝结水流量信号作为除氧器水位调节阀组的一个调节量，三个流量仪表A/B/C是显性失效，单一仪表发生故障会有报警且不会对凝结水流量输出信号产生影响。仅在两个流量仪表同时发生完全一致漂表的极限下才会导致输出信号真实发生偏差，这在实际中概率极低。

而M310部分仪表控制思路与此不同，如虽其每台SG有3个蒸汽压力表，但每列的3个压力表功能均不同，且大气释放阀虽作为核安全相关设备，但其仅由一个压力表参与控制排放，其余压力表承担诸如蒸汽流量校正、安注与主蒸汽隔离保护等。所以三选算法的设计更合理可靠。

2.3 一次元件的分级考量

非能动的一次元件（节流孔板等）通过法兰或焊接成为管道的一部分，一方面其失效概率低且没有经济的维修策略预防失效，另一方面部分一次元件失效则会引起对应仪表故障。

凝结水系统三个差压式主流量仪表A/B/C共用一次测量元件，经三选算法输出的信号参与除氧器液位控制。如一次元件堵塞严重会使冗余仪表共同失效，液位控制阀组开大，造成阀门开度余量不足;一次元件泄漏也会造成除氧器液位控制波动。所以一次元件断然直接归为RTM，长期无人关注会增加其服务的仪表和主设备控制风险。

3结束语

严谨合理的设备可靠性分级结果是核电站设备管理、资源配置开展的重要输入依据，保证机组的安全稳定有序运行，也减少了工作量和经济成本。设备可靠性分级后续还可以应用于预防性维修、纠正性维修、寿期管理、备品备件管理等。

设备分级工作起步阶段，难免会存在认知和能力、经验不足造成的偏差，这也需要我们不断向同行学习、总结经验，立足项目实际调整分级依据、在实践中优化细则和界定特例，不断完善质量。

参考文献

[1] 张圣，陈宇，黄立军，等.基于INPOAP-913框架的核电厂设备分级研究[J].设备管理维修，2014（11）：17-20.

[2] 国家核安全局.核电厂营运单位报告制度：HAF001/02/01[S].北京：中国标准出版社，1995.