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摘要：本文基于秦山核电650MW机组系统监督模块开发支持项目中AGM系统监督方案，为了AGM系统满足电厂系统监督及设备运行可靠性要求的目标，系统工程师需要全面了解系统设备功能及结构，通过数据跟踪、降级机理分析、数据趋势分析、可接受阈值判断、健康评价等手段监测系统性能，适时触发纠正行动，并进行经验反馈。
关键词：系统监督，降级机理，可接受阈值
秦山核电650MW工艺系统监督模块开发项目，是针对秦山二厂四台60万千瓦M310机组的系统监督需求进行的监督模块开发，系统监督是是连续进行的、与系统性能有关的数据收集、数据跟踪、数据趋势分析、健康评价的过程，为了及早发现性能下降，按预定的行动计划级别实施适当的纠正行动。系统监督需综合考虑系统管理的成本-效益与运行可靠性，通过系统监督达到预期的系统性能目标。系统性能监督不能替代监督试验、状态监测、系统预防性维修，也不能替代运行人员对电厂连续的监测。
1.系统监督模块开发范围及原则
1.1系统监督范围
有以下功能的系统着手：
核安全相关系统；发电必须的系统；关键的支持系统；涉及环境限制；全厂失电；安全停堆系统；火灾保护；ATWS；故障维修费用高的
识别系统功能后，确定功能失效是否会引起设备可靠性管理设法避免的后果，并作记录。下一步是评估功能是否足够重要，以至于值得投入资源开发和实施系统监督。有以下失效后果的功能是关键的：
是否导致停机或停堆；功率大幅下降；电厂瞬态；触发应急安全设施动作；关键的安全功能失去控制（如反应堆压力、水位等）；达到或维持反应堆安全停堆的能力下降；机组甩负荷；进入运行条件限制（LCO）；安全系统失去冗余；成为运行负担（OWA）
1.2系统监督模块开发原则及方法
?确定降级机理和表征
为关键系统功能确定降级机理及指标是系统监督模块开发过程中最关键的，是为了识别早期系统降级需要系统监督如何进行趋势分析并执行行动计划，项目开发人员需要完全了解系统功能、实现这些功能的设备、相关电气及仪表设备，还需掌握具体设备寿命长短和设备运行损耗/磨损过程。并识别哪些数据能够有效地反映降级机理，不要局限于电厂现有可采集的数据。包括确定数据类型、采集的频度、数据精度。要有足够的数据用以判断系统是否降级或潜在降级。
?趋势跟踪和分析
确定趋势跟踪和趋势分析需求时，要利用开发人员的知识与经验，要考虑设备老化程度、某些参数的特性。以下的问题表帮助确定趋势跟踪、趋势分析需求：
1）通过预防性维修数据进行趋势分析；2）通过历史运行数据进行趋势分析；3）通过运行数据计算进行趋势分析；4）系统设备综合参数整理结合进行趋势分析
?建立可接受的阈值
建立适当的可接受的阈值能决定监测效果。阈值应有适当的裕度，能有充足的时间决定纠正行动、实施相关的行动计划。阈值行动等级分为绿、白、黄、红四种，绿色是好的，白色是注意，黄色是预警，红色是报警，分为四级后以便尽早识别异常，进行排查、分析或缓解降级，决定行动时间，而不扰乱电厂正常的工作控制流程。
“白色”阈值的设定表示利用最早时机识别设备潜在降级，达到阈值后允许通过增大监测频率或趋势跟踪判断降级的可能性。
“黄色”阈值表示降级已经发生，需要在正常工作计划中（如12周内）安排工作，在就地或控制室报警值基础上留些余量，以便系统负责人有时间分析问题、给出行动建议。
“红色”阈值表示严重降级，但这个报警值与设计最低限值或TS限值依然还留有余量。
?建立行动计划
行动计划是预先在系统监督程序中确定的，当达到某个相应阈值等级的行动值时，系统负责人将触发纠正行动计划，为某个监督参数异常而制定的行动计划需要充分的技术判断。
项目开发人员必须对行动进行分级，采用多级行动计划能确保在系统/设备失效之前采取相应级别的行动计划。每一级行动计划都应有对应的行动阈值。
当参数进入白色区域后，可与其它的补充数据进行比较，以明确设备降级机理。需较长时间观察这些数据才能确定是否真的降级。及时识别出设备是往降级的方向（黄色）还是趋向好转（绿色），再决定行动。
一旦进入了黄色区域，纠正性维修计划就要开始执行了，如要求增加趋势分析和增大监测频率，或增加监测项目，在到报警值（红色）之前安排日常工作进行处理。
当参数进入红色区域时，需要立即采取紧急纠正行动，纠正行动必须防止故障重复发生。设备退出运行，还是紧急备用，还是运行到失效必须做出决定，并通知运行及高一层管理人员。
2.AGM系统监督方案分析
2.1系统选取原则
主给水泵润滑系统是主给水泵系统的辅助润滑系统，为电厂主给水泵提供润滑油和工作油，考虑到主给水泵是核电厂CC1级设备，CC1级设备的降级或功能失效，可能导致电厂停机停堆、功率波动等极端情况，作为主给水泵系统的辅助系统降级或功能失效，可能导致主给水泵失去润滑油或工作油而跳闸，从而影响电厂稳定运行，AGM系统中的润滑油压力开关，同样属于CC1级设备。AGM系统监督方案中针对系统对主给水泵的主要功能，对润滑油的压力和温度进行监督，通过预防性维修中压力开关和温度传感器的检查监督、电厂计算机系统对压力和温度数据的采集跟踪、润滑油泵的运行巡检等方面对AGM系统进行较为全面的监督。当润滑油压力和温度下降至白色阈值，采取增加监督频度的干预措施；下降至黄色阈值时设备工程师现场巡查是否存在无报警或误动作，并通知主控增加运行巡检频度；下降至红色阈值时需要确保必要保护设备启动，或启动PM，以确保主控不报警，主给水泵正常运行。
2.2部分监督方案分析
3.结论
通过对AGM系统监督方案的具体分析发现，系统中的设备降级或失效可能导致电厂停机停堆、功率波动、等极端情况，因此需要制定必要的监督计划对AGM系统中的关键设备进行长期监督，提出合理的预警阈值和必要的行动计划，以便设备工程师在日常监督过程中优先于运行人员对设备可能的降级趋势进行必要的预警，以增加监督频度或申请PM等干预措施，最终目的是避免系统中的关键设备降级或失效，影响电厂稳定运行。因此，制定合理有效系统监督是确保核电厂安全、稳定、经济发电的重要保障，通过系统监督可以发现系统设备早期性能问题、评价系统总体健康状况，及时实施纠正行动计划，达到电厂设备可靠性管理的目标。
参考文献
[1]GB/5204-2008核电厂安全系统定期试验与监测（2009年4月1日）
[2]GB/T9225-1999核电厂安全系统可靠性分析一般原则
[3]中核运行系统监督程序开发导则
[4]Plant Support Engineering：Guideline for System Monitoring by System Engineers
论文作者:李骋,赵青
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/28
标签：系统论文; 阈值论文; 设备论文; 电厂论文; 趋势论文; 行动计划论文; 数据论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;