诊断与决策技能的介绍及其运用

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2107-5640-2756

摘  要：核电站系统的复杂性要求电站操作人员必须掌握一套系统的诊断技术知识和技能，以应对和处理各种复杂的异常工况，只有这样才能保证核电厂持续安全稳定运行。本文将从诊断与决策的含义、重要性、使用方法等方面全面介绍诊断与决策技能，并利用多年的模拟机教学经验，以电站除氧器液位异常为例，重点阐述操纵员在电站系统发生异常时利用这一技能进行处理的方法。这种处理问题的思路和方法能够对操作人员初始培训中诊断和决策技能的提升起到一定的指导和借鑒作用，同时也能为机组运行过程中出现类似问题后操作人员的处理提供具有价值的参考意义。

关键词：诊断与决策  监视  判读  干预  除氧器  控制阀

中图分类号：TM623                          文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2021）06（b）-0013-04

The Introduction and Application of Diagnostic and Action skill

Lu Xiuxiang

（CNNP Nuclear Power Operations Management Co.， Ltd.，  Jiaxing， Zhejiang Province， 314300  China）

Abstract： The complexity of nuclear power plant system requires that power plant operators must master a set of systematic diagnostic technical knowledge and skills to deal with and handle various complex abnormal conditions. Only in this way can we ensure the continuous， safe and stable operation of nuclear power plant. This paper will comprehensively introduce the diagnosis and decision-making skills from the meaning， importance and application methods of diagnosis and decision-making， and use many years of simulator teaching experience to take the abnormal liquid level of deaerator in power station as an example， focusing on the method for operators to use this technology to deal with the abnormal system of power station. This idea and method of dealing with problems can not only guide and reference the improvement of diagnosis and decision-making skills in the initial training of operators， but also provide valuable reference for operators to deal with similar problems in the process of unit operation.

Key Words： Diagnose and decision-making; Monitor; Determine; Intervene; Deaerator; Control valve

1  诊断与决策的含义及其重要性

1.1 诊断与决策的含义

诊断就是分析故障/事件引发的原因和特性，诊断是对分析结果的描述。通过使用自我检查的方式发现异常，并利用所掌握的知识对异常情况进行诊断，诊断的最终结果是对异常状况的解释和定义。有时由于规程自身的局限性，操作人员还必须对规程中未作描述的事件或工况进行诊断[1]。

1.2 诊断与决策的重要性

诊断和决策的目的在于考查学员发现异常工况、独立诊断故障、选用相关运行规程的能力，以及在没有相关规程时能够决定或建议合适的操作路径的能力。操作人员经常需要利用监控技巧、专业技术知识和规程完成这项活动。另外，一个团队通过系统化的诊断方式，将技术知识与技能有机结合的能力对其持续顺利的操作也是非常有必要的。在诊断练习中培养或提高的知识和技能可以大大提高运行人员处理各类故障和异常的熟练度，以便更高效地执行正常或瞬态工况下的运行操作。诊断培训的目的是培养并提高学员在监控、解释故障发生原因和干预方面的基本技巧。如果没有基本的诊断技巧，那么操作人员可能并不能有效地处理故障和异常[2]。

2  诊断与决策的基本技能

2.1 诊断与决策的基础

诊断与决策技能属于操作人员在处理电站事件或事故的基本方法，然而作为一名操作人员，必须满足以下基本要求，才能更好地使用该项技能准确迅速地判断和处理电站的异常工况，才能尽早将电厂置于一个安全稳定的状态。

2.1.1 严密的监视

机组出现任何异常时，操作人员首先必须对相应系统进行全面检查，确认各项运行参数是否异常，还应全面检查电站出现的任何报警信息，因为重要报警信息往往能够辅助操作人员尽快诊断出问题的症结所在。

2.1.2 知识

操作人员必须具有扎实的基础理论知识和系统知识，并且对电厂的设计和系统间的相互影响做到了如指掌，只有这样才能在出现异常时保持沉着冷静，以便及时、准确地诊断出机组的异常，并采取相应的处理措施。

2.1.3 技能

熟练的操作技巧，可以让操作人员在诊斷异常时更加自信，也可以使整个故障处理过程更加及时和顺畅。了解当前机组的工况、设备或系统的状态，以各项运行参数的正常范围，发现异常后能够预示该参数的发展趋势，并且明确参数达到相应定值后会出现的自动动作等，这些对于操作人员来说至关重要。

2.1.4 经验

经验的积累需要操作人员平时工作过程中注意总结，还应及时学习国内外事件的经验反馈，并且从这些事件中吸取教训。

2.2 诊断与决策的方法及注意事项

2.2.1 诊断与决策的方法

诊断与决策技能的使用可以通过以下3个步骤来实现。

（1）监视。电站和系统的异常运行工况往往通过电站报警或系统的某个运行参数表现出来，因此密切关注电站各个系统的运行参数和严密监视电站报警，已经成为电站操作人员必须具备的基本技能之一。同时，也只有对电站系统各个相关联的参数做全面的监视，才能准确、及时地对系统的故障点进行定位，才能第一时间做出正确的干预行动，以避免系统状态的进一步恶化或是往更坏的方向发展。在监测方面，要求操作人员具备如下的各项能力。

①能持续了解电厂工况和设备、系统状态。

②能及时发现系统和设备性能参数变化。

③能及时发现系统和设备即将发生故障的迹象。

④能预测其他人不能正确完成工作或任务的后果。

⑤能不借助报警功能发现系统和设备接近不安全工况。

⑥能识别运行期间电厂参数的趋势，及早发现问题预兆。

⑦能在各种操作情况下应用电厂理论预测电厂响应，并识别意外响应。

⑧能发现团队成员的操作错误，并采取行动减轻错误影响。

（2）判读。监视活动期间获得的信息对控制室人员来说至关重要。获得信息后，操作人员必须对所获得的信息加以分析和处理，从而确定电厂系统状态和故障位置。控制室人员分析所获信息的逻辑过程严重依赖其技术知识、经验和判读技能。技术知识和经验学员可以通过自主学习和值班经历获得并强化。但是判读技能则需要通过模拟机培训来发展和强化，操作人员掌握了一套系统的判读技能后，将能够及时发现电厂异常的潜在原因，并指出最可能的原因和程序路径，通过此过程可找到问题根源并加以解决。良好的判读技能需要操作人员具备如下各种能力。

①能分析已有的信息，分辨电厂的各种问题和情况。

②能采用位置、严重程度和趋势情况精确描述问题。

③能找出可用的信息资源帮助确定可能的原因。

④能分析潜在原因，确定最可能的原因。

⑤能综合当前的信息，修正判读结果。

⑥能认识到团队成员在确定事件原因过程中的角色。

（3）干预。通过监视掌握系统或电站的各项参数的变化情况，再根据这些参数评估和分析问题所在，然而要想使电站和系统恢复到正常的运行工况，则必须根据已经做出的评估结果采取有效的响应行动。因此，一旦操作人员发现电厂问题并确定最可能的原因，则应立即采取纠正行动。实际操作中，操作人员应按照事件发生的先后顺序进行干预，从而获得有利的结果，并且操作人员在干预措施之前必须考虑干预动作给系统带来的所有可能的后果，只有充分考虑到了所有的这些后果，才能第一时间确定干预的措施是否有效或者至少不会对系统带来负面的影响，干预能力对于电站操作人员在所有工况下顺利完成工作至关重要。在这一方面操作人员应满足以下要求。

①能根据系统的状态确定是否需要干预或者是否需要立即干预。

②若有多种干预措施可以选择时，能准确选取最优的干预方式。

③能根据各个系统参数的重要性确定干预行动的的先后顺序。

④能应用诊断过程评估干预活动的结果，并根据结果第一时间确定干预行动是否有效。

⑤与其他人员有效互动，以选择并实施正确的干预活动。

2.2.2 注意事项

在诊断和决策过程中，除了使用以上的方法之外，还应当特别关注如下问题。

（1）及时调用可用的信息来源（包括人员和资料），以帮助查找可能系统故障的原因。

（2）分析可能的原因时，应根据监视的结果确定可能性最大的原因。

（3）多个事件同时发生时，决策行动前应根据重要性判断优先级。

（4）根据已往的经验和其他信息，思考可能性，但是不要条件反射式的假定或胡乱猜测。

（5）不要自我合理化，应该多问自己：还有可能是什么别的原因。

3  诊断和决策技能在除氧器液位下降工况当中的运用

3.1 除氧器液位下降的原因分析

如图1所示，除氧器在电站整个二回路凝结水和主给水系统中起着承上启下的作用，再加上其本身液位控制较为复杂，故实际运行过程中引起除氧器液位下降的原因有很多[3]，如主凝泵再循环阀异常开启、除氧器液位控制阀异常关闭、高加到除氧器的疏水阀故障关闭、主凝泵出口至除氧器上水阀之间管线漏水。

3.2 诊断和决策技能在除氧器液位下降工况当中的运用

主凝结水泵有一条至凝汽器的最小流量循环管道，确保凝泵运行期间有一个最小的安全流量通过泵和轴封冷却器，保护泵的安全运行。正常运行时，假若再循环阀意外开启，则凝结水泵出口的部分水将无法送往除氧器，最终导致除氧器液位下降。以主凝泵再循环阀异常开启的故障来说明操作人员应如何使用诊断和决策三步法处理这一异常，以进一步提高操作人员的诊断和决策技能[4]。

3.2.1 监视

密切地监视电站各个系统的参数已经成为操作人员基本功之一，要求操作人员既要在正常运行期间对电站重要参数保持持续密切的监视和跟踪，在系统参数发生异常时，更是要必须立即全面检查和监视与该系统相关的所有参数。

除氧器的液位是整个电站二回路热阱装量的重要参数，作为操作人员，要求运行期间密切监视除氧器的液位。当凝泵再循环阀异常开启时，由于凝泵出口部分流量直接通过再循环管线回到凝汽器，故除氧器上水流量就会减少，从而导致除氧器液位下降。当发现液位下降后，在不明白原因的情况下，操作人员应尽量多收集一切与该液位相关的参数是否存在异常，比如除氧器上水流量、凝泵出口流量、凝泵出口压力、凝汽器的液位、高加疏水到除氧器的流量等。只有收集齐了这些参数并结合所掌握的系统知识，才能准确地诊断出故障点所在的位置，为及时采取正确的措施打好基础[5]。

3.2.2 判读

有了全面的监视作为基础，掌握了多个运行参数的变化情况，就可以将这些参数联系起来一起分析和判断到底故障点发生在哪里。此例中凝结水泵再循环阀开启，势必引起除氧器上水流量下降、凝泵出口总流量明显大于除氧器上水流量（由于分流的效果），而此时由于除氧器液位同步下降，除氧器上水阀开度也会增加，导致凝结水泵出口总流量增加，必然会导致主凝泵出口压力下降，另外由于一部分凝结水从再循环阀管线返回凝汽器，故此时凝汽器的液位也会上升，通过以上参数的对比和诊断，就可以判断除氧器液位的下降是由于主凝泵再循环阀异常开启导致的。同时可以排除另外3个原因：（1）除氧器液位控制阀异常关闭（若仅仅是控制阀异常，则除氧器上水流量和凝结水泵出口流量不会出现大的偏差，并且由于凝泵出口堵塞，凝泵出口压力也会上升）;（2）高加到除氧器的疏水阀故障关闭（若疏水阀关闭，则疏水流量会大幅下降）;（3）主凝泵 出口至除氧器上水阀之间管线漏水（若是出现管线漏水，则凝汽器液位会由于装量损失而下降，而凝泵出口压力也会下降）[]。

3.2.3 干预

诊断为凝泵再循环阀异常开启之后，操作人员必须根据诊断结果及时的采取必要的干预行动。那么，干预的时间点是何时，采用何种方式干预，有多种干预方法的情况先使用哪种方法？这些问题操作人员必须在采取行动之前进行认真的分析和评价。对于主凝泵再循环阀开的故障，显然，设法关闭再循环阀、启动备用的凝结水泵这两种方法均能够缓解和消除该故障对系统的影响。并且通过结合上图可知，關闭再循环阀显然是最优的干预方法，如果能在控制室迅速的将故障的阀门关闭，则除氧器液位很快就会得到缓解。但如果故障阀门不能第一时间关闭，就必须考虑第二种干预方式，因为通过再循环阀的流量比较大，再循环阀开后运行的凝泵出口压力会快速下降，导致主凝泵过负荷跳泵，备用凝泵启动后也会跳泵。所以此时应结合监视到的凝泵出口压力下降情况及时启动第二台主凝泵，保持两台凝泵运行。这样做一方面可以防止一台凝泵过负荷跳闸，另一方面使两台主凝泵启动后也可以尽快恢复除氧器的液位，当除氧器液位逐渐回升至正常值以后，再隔离主凝泵再循环阀，然后停运一台主凝泵。需要注意的是，操作人员采取的干预行动是基于操作人员对系统故障的初步诊断结果而做出的响应，不能保证每一次的诊断都是准确无误，也不能保证操作人员采取的行动措施都是行之有效的。因此在干预动作完成之后，还应密切监视相应参数的变化情况，若得不到缓解，则有可能是前期的诊断结果是错误的，或者是采取的干预行动无效，此时操作人员应该重新全面检查系统的各项参数，再做综合的诊断，并且根据新的诊断结果采取相应的干预措施，直到电站参数不再恶化为止[-8]。

4  结语

严密的监视电站参数，准确的诊断系统故障并及时采取切实可行的干预措施是操作人员培训过程中必须掌握的基本技能，当一个系统参数出现异常时操作人员应第一时间从主控室对和此参数相关联的各项参数进行全面的检查，并且综合所有监视到的参数对系统故障做出尽量准确的诊断，只有诊断结果无误才能保证接下来的干预措施的正确性和有效性，如果仅仅依赖一个参数就对系统故障做出鲁莽的诊断，那么采取的干预措施有可能对电站系统参数的恶化起不到任何作用，甚至可能加速电站系统参数的恶化速度，对电厂运行带来负面的影响。

参考文献

[1]`陆秀祥，全范围模拟机培训教程《诊断与决策》（TMT-Q3GSM116），中核核电运行管理有限公司.

[2]`顾得军.故障定位系统在10 kV配电线路上的应用探讨[J].科技资讯，2021，19（06）：68-70.

[3]`叶涛，热力发电厂[M]，北京：中国电力出版社，2016年：100-150.

[4]`卢易.除氧器液位波动原因分析及处理措施[J].南方农机，2017，48（09）：55+58.

[5]`单建强，压水堆核电厂系统与设备[M]，陕西西安：西安交通大学出版社，2021：201-300.

[6]`杜思诚.集散控制在火电厂除氧器水位控制中的应用[D].中国矿业大学，2020.

[7]`汪俊.核电厂稳态工况报警根原因智能分析与预测[D].华南理工大学，2020.

[8] 赵越.用于核电站故障诊断和规程改进的DUCG理论及应用研究[D].清华大学，2017.