电厂配置管理体系研究

苏州热工研究院有限公司 李均勇

配置管理是一种系统性的方法，用于辨识、记录以及更改设施的系统、构筑物和设备的特性，确保设计要求、实际配置以及配置信息三者的一致性。配置管理在二战后由美国国防部提出，由于战斗机研发制造涉及的参与方众多，引入配置管理的方法，用于验证设计方案与设计要求的相符性，以及不同供应方的零部件的可互换性。

配置管理针对的是在项目运营维护期间，需要投入大量资源维持项目正常运行的一类大型复杂的工程项目。如果项目在建设期间资源投入大，在运维期间的维护成本低，建立配置管理的成本可能远高过运维成本的额外投入，不建议执行配置管理方法。复杂的工程项目，例如火力发电厂、核动力发电厂、大型化工项目、军工项目等，其运维基于设计要求进行，任何的升级或者修改可能会导致重大的安全事故或者巨额的财产损失，这些领域的配置管理显得尤为重要。

在20世纪90年代，美国能源部将配置管理的方法引入到民用核电管理理念中，制定了配置管理的标准。随后美国国家标准组织（ANSI）制定了核设施配置管理标准，成为了目前核动力厂配置管理的基准文件。

配置管理的架构

配置管理的基本要素有三个，配置要求（设计要求）、配置状态（实际状态）和配置信息（文档记录）。项目在设计期间产生配置要求，规范了项目的功能、性能参数和实现的目标等，通过项目的建设和运维实现；配置状态和配置信息在项目的建设期间产生，项目建设的实际状态在完工时完整如实记录在文档信息中。

配置管理的三要素构成了配置三角，配置管理的目标是在项目的各个阶段，维持配置三角的平衡。在项目建设期间或者投运后，与配置要求不一致的部分，需要进行现场变更以及文档记录的更新；在满足设计要求下，配置状态的修改，需要更新设计要求参数以及文档记录；配置信息作为辅助手段，是设计要求和实际状态的输出，并给项目管理者提供正确的信息。

核动力发电厂配置的现有问题及建议

美国核动力厂的建造时间在20世纪60年代到80年代，采用工程总承包的方式，“交钥匙”工程致使很多的设计要求文件未移交到业主运营单位。在20世纪90年代，美国MILLSTONE 核电厂的3台核电机组发现了现场实际状态与设计不符的较大偏差。经过美国核管会审查，这些问题涉及机组核安全。最终的结果是一台核电机组退役，永久停运，另外两台核电机组停机2-3年，花费巨资将现场状态进行升级，并修改了部分设计文件。

国内核动力厂的在运机组，从电厂的设计、采购、建造、调试到商运，基本全盘引进国外的技术、体系与管理方式。存在的典型问题包括：

上游设计文件缺失，在运机组由于技术引进的原因，设计要求不清晰，从而上游设计文件丢失；近期新投运的机组，上游文件由国内设计方保留，部分设计要求仍未移交到运营方；现场状态和文档记录一致性、文档记录的完整性以及文档之间的一致性仍然受到挑战；现场状态与设计裕度的偏差受到质疑。

目前国内民用核动力厂缺少对此管理方向的系统性整合指引，仅在流程上体现了部分配置管理的要求。例如现场状态的变更，引起文件的修改，是否修改完整，是否修改上游设计要求，是否引起设计裕度的调整；同一系统的不同时间点的多次变更，每次变更将影响设计的裕度，多个变单产生的负裕度影响是否考虑叠加，并对系统设计基准产生影响。

针对目前国内的现状，建议提出管理要求，推动管理细则的出台，用以实现配置管理在核动力厂的实现。措施包括：

建立国家层面的监管导则。监管部门发布导则，将配置管理的要求建立在监管层面，出台细则，明确核动力厂设计建造期间、调试移交期间以及运营期间在配置管理方面的责任和工作内容；建立电厂全寿期的配置管理数据流。核动力发电厂维持配置三角的平衡是一个非常重要的课题，三角的一边不平衡，会对电厂安全造成影响。

随着计算机技术的发展，核动力电厂可以基于虚拟电厂的基础上，实现配置管理的可视化。虚拟电厂集成实时数据、标准数据库、电子文档等配置信息，基于二维和三维的几何尺寸模型的基础上，增加四维（时间维度）、五维（成本维度）和六维（材料维度）尺度，实现配置的可视化以及电厂配置的实时更新。

图1 配置管理平衡式

建立配置管理信息平台。配置管理信息平台，以单个系统流程图/电气单线图为基础，将配置管理数据流的信息整合，实现配置信息的可视化、实时化和全面化。核动力厂的系统有数百个，工艺系统有流程图，电气系统有电气单线图，这类图纸串联了上游设计与下游现场状态。电子化流程图/单线图为基础形成的配置管理信息平台，其基本框架见图2。信息化平台的建立，可以使参数的读取与对比更加方便，记录参数与实际参数的不一致会及时体现。

图2 以工艺流程图/电气单线图为基础的配置管理信息平台

建立裕度管理方案。基于配置管理的架构，在信息电子化的支撑下，现场参数的偏差可即时反馈到系统中，并与设计要求进行对比，及时发现和诊断设备、系统的不良状态，提升核动力厂的核安全水平。

配置管理信息平台，结合核动力厂现有的信息平台，将设备实时运行参数、设备状态监测数据以及设备隔离检修状态等植入平台，加以设备可用性逻辑的判断，可以发挥更大的作用，为核动力厂的运行、维修以及技术升级提供强有力的支撑。配置管理体系的建立，有助于监管部门对核动力厂的核安全现状进行实时掌控，有助于核动力厂管理者的技术决策，也有助于核动力厂工程师的技术判断。