安全級數字化儀控系統調試創新實踐

宮成軍　王超然　王旭　黃偉強

【摘 要】福清核電1號機組安全級DCS采用原美國Invensys公司的Triconex平臺，是該平臺在全球核電領域的首次工程應用。由于安全級數字化儀控系統設計復雜、制造標準苛刻、出廠驗證異常嚴格，加之供貨商核電經驗不足等因素，導致安全級DCS交貨比供貨合同晚超過30個月，對現場安全級DCS的調試工作造成極大沖擊。面對調試的諸多困難，通過采取成立專項組，開發調試工具、優化調試策略等措施。最終，順利完成了安全級DCS調試工作。

【關鍵詞】核電廠;安全級DCS;反應堆保護系統;調試;管理創新

中圖分類號： TM623.8;TP311.52?文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）16-0020-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.16.008

Innovative Practice of Commissioning on Safety Class 1E Digital Control System

GONG Cheng-jun WANG Chao-ran WANG Xun HUANG Wei-qiang

（Fujian Fuqing Nuclear Power CO.LTD， Fuqing Fujian 350318， China）

【Abstract】The safety level DCS of Fuqing Nuclear Power Unit 1 adopts Triconex platform of Invensys Company， which is the first application of the platform in the global nuclear power field. Due to the complex design， rigorous manufacturing standards， stringent factory verification， and insufficient experience of suppliers in nuclear power， the delivery of safety-level DCS is more than 30 months later than that of the supply contract， which has a great impact on the commissioning of safety-level DCS. Faced with many difficulties in debugging， measures such as setting up special groups， developing debugging tools and optimizing debugging strategies are adopted. Finally， the safety-level DCS debugging work was successfully completed.

【Key words】Nunclear Power Plant; Class 1EDCS;Digital Control System; Commissioning; Management innovation

0 前言

核電站數字化儀控系統（以下簡稱DCS），被稱為核電站的“大腦”，是核電站重大關鍵成套設備之一。其中，安全級儀控系統（以下簡稱安全級DCS）的主要作用是完成事故工況下反應堆停堆和事故緩解功能。福清核電1號機組安全級DCS采用原美國Invensys公司的Triconex平臺，這是該平臺在全球核電領域的首次工程應用。由于安全級數字化儀控系統設計復雜、制造標準苛刻、出廠驗證異常嚴格，加之供貨商核電經驗不足，在設計、制造、出廠驗證階段全面延誤，造成了安全級DCS交貨比供貨合同晚超過30個月，對現場安全級DCS的調試工作造成極大沖擊。

1 調試管理創新措施

福清核電項目采用工程總承包模式，中國核電工程有限公司為工程總承包單位，福清1號機組調試采用福清核電和中國核電工程有限公司成立聯合調試隊模式。面對福清核電1號機組安全級DCS調試難關，從人員準備、文件準備、調試策略優化、調試工器具開發等方面，采取了一系列措施，對調試質量、調試進度兩條線進行了有力把控。

1.1 人員技術儲備

由于是Triconex平臺的首次工程應用，廠家及我方均無經驗，福清1號機組安全級DCS的設計開發全程處于一種探索中前進的狀態。為了把控設計開發質量，同時培養鍛煉調試及運維技術人員，在福清1號機組DCS項目啟動初期，福清核電便派遣了人員長期駐廠深度參與了DCS的設計過程。通過DCS項目工程全程跟蹤和參與，在DCS項目執行過程中培養了一大批技術人員，為后續的現場調試攻堅打下了人員和技術基礎。

1.2 調試文件自主攻關

福清核電1號機組采用的Triconex安全級DCS平臺為該平臺在核電領域的首次應用，DCS廠家在核電現場調試方面無經驗、也無成熟文件可提供。因此，在調試文件準備上，面臨較大的挑戰。

為此，采取了自主攻關策略。特別是對于TP RPR14和TP RPR17兩項邏輯功能試驗規程，涉及邏輯較復雜、上下游系統眾多，為了增強調試規程的可執行性和提高試驗執行效率。在規程中加入了調試工具操作的步驟，以及軟件程序點，減少了試驗執行過程中文件查閱的工作量。此外，對于較復雜的邏輯功能，采取“功能拆分、化整為零”的策略，將復雜邏輯拆分成相對獨立的子功能，以子功能為單位編寫試驗內容。

經過近兩年時間的充分準備，通過自主攻關，編制了一整套適用于Triconex平臺的安全級DCS和反應堆保護系統調試文件。

1.3 專項組管理

為了在安全級DCS機柜到達現場后，能全面推動機柜安裝、調試等工作的高效、高質量地開展。成立了以調試項目總經理為總指揮的安全級DCS機柜安裝、調試專項組，專項組下轄8個子組，涵蓋了安裝端接、調試試驗、計劃控制、運行狀態控制、安全質量監督、技術支持與決策等部門專業，將安裝公司、調試隊、運行、DCS廠家、設計院等公司和部門的相關人員全部納入到專項組中，實現了人員和資源的集中、統一指揮和調配。

1.4 開發專用調試工具

面對福清核電1號機組安全級DCS嚴重延誤的現實狀況，為保障調試質量、縮短調試工期。聯合國內廠家開發了一套適用于Triconex平臺的專用調試工器具。

RPR調試專用工具具有如下功能和特點：

●一鍵信號初始化，方便地預置試驗初始狀態和試驗恢復;

●模擬產生各類保護系統上游輸入信號，信號注入方式靈活，可逐一注入，也可批量注入;

●保護信號閾值提示功能，在注入試驗信號時，可為操作人員提供參考;

●停堆信號采集和畫面顯示功能，在上位機上可直觀地觀察到停堆信號的狀態。

調試工具主要由4臺試驗柜和兩臺上位機組成通過以太網連接，4臺試驗柜通過硬接線與四個保護通道和兩個保護列中的1E DCS機柜連接。在上位機上進行試驗信號的操作和監視。

1.5 試驗順序優化

安全級DCS調試內容多，調試邏輯復雜，且大型試驗無法并行開展。為了充分的利用調試時間，組織技術人員，詳盡分析各類型試驗，對調試試驗采取各個擊破的方式：

（1）非大型試驗：在嚴格遵守調試大綱、嚴格遵守調試邏輯的前提下，對系統設備性能試驗等非大型試驗穿插進行，合理利用調試小窗口期，將非大型試驗逐個執行完畢。

（2）大型試驗：對耗時長、重要性高、涉及面廣的大型試驗，成立專項試驗小組，對試驗進行分解，優化工序，最大限度的利用調試工期。具體為：

●對于不涉及現場設備的RPR14試驗，在保證各邏輯功能試驗互不干擾和沖突的前提下，將原有順序執行的試驗順序，優化為“雙線并行”的執行順序。如，一組試驗人員執行主蒸汽隔離功能驗證，另外一組試驗人員執行緊急停堆功能驗證，從而加快了試驗的執行速度。

●對于真實驅動現場設備的RPR17試驗，考慮到現場設備初始狀態預置的重復性操作，便于配合試驗的操縱員快速完成設備狀態預置，將屬于同一保護功能的不同邏輯功能試驗安排在一起執行。

2 調試管理創新成果

面對福清核電1號機組安全級儀控系統到貨嚴重滯后的困難下，在調試過程中，積極開拓思路，大膽創新，取得以下管理創新成果。

2.1 極大地縮短了安全級DCS調試工期

受制于安全級DCS設備嚴重延誤，福清核電1號機組工程節點遭受了巨大挑戰。由于采取了以上措施，從安全級DCS設備安裝完成開始，僅用45天時間就完成了安全級DCS相關調試內容，創造了業內最短記錄。

2.2 嚴格的質量控制

在面對調試工期緊張、Triconex平臺第一次在核電領域應用、技術難度大等困難，通過合理安排試驗邏輯，精細化的進行調試活動，對調試質量進行嚴格把控，有力的保障了調試質量。在熱態功能第二階段試驗、全廠失電試驗等大型試驗中，安全級DCS設備運行良好，經受住了嚴格的考驗。

2.3 管理創新的可推廣性

國內共計8臺核電機組安全級DCS采用了Triconex平臺，且均遇到了設備嚴重延誤的困難。福清核電1號機組安全級DCS調試的創新管理體系，從文件、專用工器具、調試策略等都對剩余7臺機組的調試具有極大的參考性和可復制性，且已經被同類型機組所參考和借鑒。

3 結語

面對福清核電1號機組安全級DCS調試工期緊張、工作量大、技術難度高、調試風險大、質量控制要求高等困難，通過提前介入文件和人員準備，開發調試工具、優化調試策略、引入AR管理制度等措施，極大地縮短了調試工期、保障了調試質量。福清核電安全級DCS調試管理創新措施，在福清核電1號機組上的良好實踐，也被國內其它7臺機組的安全級DCS調試工作所借鑒和參考。

【參考文獻】

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