安全级数字化仪控系统调试创新实践

智库 (19) 2021-04-09 18:08:50

0 前言
核電站数字化仪控系统(以下简称DCS),被称为核电站的“大脑”,是核电站重大关键成套设备之一。其中,安全级仪控系统(以下简称安全级DCS)的主要作用是完成事故工况下反应堆停堆和事故缓解功能。福清核电1号机组安全级DCS采用原美国Invensys公司的Triconex平台,这是该平台在全球核电领域的首次工程应用。由于安全级数字化仪控系统设计复杂、制造标准苛刻、出厂验证异常严格,加之供货商核电经验不足,在设计、制造、出厂验证阶段全面延误,造成了安全级DCS交货比供货合同晚超过30个月,对现场安全级DCS的调试工作造成极大冲击。
1 调试管理创新措施
福清核电项目采用工程总承包模式,中国核电工程有限公司为工程总承包单位,福清1号机组调试采用福清核电和中国核电工程有限公司成立联合调试队模式。面对福清核电1号机组安全级DCS调试难关,从人员准备、文件准备、调试策略优化、调试工器具开发等方面,采取了一系列措施,对调试质量、调试进度两条线进行了有力把控。
1.1 人员技术储备
由于是Triconex平台的首次工程应用,厂家及我方均无经验,福清1号机组安全级DCS的设计开发全程处于一种探索中前进的状态。为了把控设计开发质量,同时培养锻炼调试及运维技术人员,在福清1号机组DCS项目启动初期,福清核电便派遣了人员长期驻厂深度参与了DCS的设计过程。通过DCS项目工程全程跟踪和参与,在DCS项目执行过程中培养了一大批技术人员,为后续的现场调试攻坚打下了人员和技术基础。
1.2 调试文件自主攻关
福清核电1号机组采用的Triconex安全级DCS平台为该平台在核电领域的首次应用,DCS厂家在核电现场调试方面无经验、也无成熟文件可提供。因此,在调试文件准备上,面临较大的挑战。
为此,采取了自主攻关策略。特别是对于TP RPR14和TP RPR17两项逻辑功能试验规程,涉及逻辑较复杂、上下游系统众多,为了增强调试规程的可执行性和提高试验执行效率。在规程中加入了调试工具操作的步骤,以及软件程序点,减少了试验执行过程中文件查阅的工作量。此外,对于较复杂的逻辑功能,采取“功能拆分、化整为零”的策略,将复杂逻辑拆分成相对独立的子功能,以子功能为单位编写试验内容。
经过近两年时间的充分准备,通过自主攻关,编制了一整套适用于Triconex平台的安全级DCS和反应堆保护系统调试文件。   1.3 专项组管理
为了在安全级DCS机柜到达现场后,能全面推动机柜安装、调试等工作的高效、高质量地开展。成立了以调试项目总经理为总指挥的安全级DCS机柜安装、调试专项组,专项组下辖8个子组,涵盖了安装端接、调试试验、计划控制、运行状态控制、安全质量监督、技术支持与决策等部门专业,将安装公司、调试队、运行、DCS厂家、设计院等公司和部门的相关人员全部纳入到专项组中,实现了人员和资源的集中、统一指挥和调配。
1.4 开发专用调试工具
面对福清核电1号机组安全级DCS严重延误的现实状况,为保障调试质量、缩短调试工期。联合国内厂家开发了一套适用于Triconex平台的专用调试工器具。
RPR调试专用工具具有如下功能和特点:
●一键信号初始化,方便地预置试验初始状态和试验恢复;
●模拟产生各类保护系统上游输入信号,信号注入方式灵活,可逐一注入,也可批量注入;
●保护信号阈值提示功能,在注入试验信号时,可为操作人员提供参考;
●停堆信号采集和画面显示功能,在上位机上可直观地观察到停堆信号的状态。
调试工具主要由4台试验柜和两台上位机组成通过以太网连接,4台试验柜通过硬接线与四个保护通道和两个保护列中的1E DCS机柜连接。在上位机上进行试验信号的操作和监视。
1.5 试验顺序优化
安全级DCS调试内容多,调试逻辑复杂,且大型试验无法并行开展。为了充分的利用调试时间,组织技术人员,详尽分析各类型试验,对调试试验采取各个击破的方式:
(1)非大型试验:在严格遵守调试大纲、严格遵守调试逻辑的前提下,对系统设备性能试验等非大型试验穿插进行,合理利用调试小窗口期,将非大型试验逐个执行完毕。
(2)大型试验:对耗时长、重要性高、涉及面广的大型试验,成立专项试验小组,对试验进行分解,优化工序,最大限度的利用调试工期。具体为:
●对于不涉及现场设备的RPR14试验,在保证各逻辑功能试验互不干扰和冲突的前提下,将原有顺序执行的试验顺序,优化为“双线并行”的执行顺序。如,一组试验人员执行主蒸汽隔离功能验证,另外一组试验人员执行紧急停堆功能验证,从而加快了试验的执行速度。
●对于真实驱动现场设备的RPR17试验,考虑到现场设备初始状态预置的重复性操作,便于配合试验的操纵员快速完成设备状态预置,将属于同一保护功能的不同逻辑功能试验安排在一起执行。
2 调试管理创新成果
面对福清核电1号机组安全级仪控系统到货严重滞后的困难下,在调试过程中,积极开拓思路,大胆创新,取得以下管理创新成果。
2.1 极大地缩短了安全级DCS调试工期
受制于安全级DCS设备严重延误,福清核电1号机组工程节点遭受了巨大挑战。由于采取了以上措施,从安全级DCS设备安装完成开始,仅用45天时间就完成了安全级DCS相关调试内容,创造了业内最短记录。
2.2 严格的质量控制
在面对调试工期紧张、Triconex平台第一次在核电领域应用、技术难度大等困难,通过合理安排试验逻辑,精细化的进行调试活动,对调试质量进行严格把控,有力的保障了调试质量。在热态功能第二阶段试验、全厂失电试验等大型試验中,安全级DCS设备运行良好,经受住了严格的考验。
2.3 管理创新的可推广性
国内共计8台核电机组安全级DCS采用了Triconex平台,且均遇到了设备严重延误的困难。福清核电1号机组安全级DCS调试的创新管理体系,从文件、专用工器具、调试策略等都对剩余7台机组的调试具有极大的参考性和可复制性,且已经被同类型机组所参考和借鉴。
3 结语
面对福清核电1号机组安全级DCS调试工期紧张、工作量大、技术难度高、调试风险大、质量控制要求高等困难,通过提前介入文件和人员准备,开发调试工具、优化调试策略、引入AR管理制度等措施,极大地缩短了调试工期、保障了调试质量。福清核电安全级DCS调试管理创新措施,在福清核电1号机组上的良好实践,也被国内其它7台机组的安全级DCS调试工作所借鉴和参考。

THE END

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