核電廠設(shè)備關(guān)鍵部件識別

劉 健，李建春

（中核核電運行管理有限公司，浙江嘉興 314300）

0 引言

核電機組工藝系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備眾多，一旦發(fā)生故障或失效，可能引起大范圍功率波動、甚至停機/停堆，對電廠安全性和經(jīng)濟性產(chǎn)生挑戰(zhàn)。為保證設(shè)備能夠穩(wěn)定地執(zhí)行其相關(guān)設(shè)計功能，電廠通常對重要設(shè)備開展預(yù)防性維修以提高可靠性，減少/杜絕非預(yù)期故障。就具體設(shè)備而言，在結(jié)構(gòu)、材料、故障機理等方面存在差異，如何有效識別出設(shè)備的關(guān)鍵功能部件，直接影響設(shè)備預(yù)防性維修項目制定及備品備件采購的準(zhǔn)確性，是電廠設(shè)備管理工作面對的難點和重點。在此背景下，基于工作實踐，闡述一種核電廠設(shè)備關(guān)鍵部件識別方法。

1 設(shè)備關(guān)鍵部件識別方法

1.1 失效模式與影響分析法

對系統(tǒng)（硬件、軟件或過程）開展分析，識別出潛在失效模式、失效原因及對系統(tǒng)性能影響的系統(tǒng)化方法，簡稱FMEA 法。本分析法主要應(yīng)用于機械設(shè)備。

1.2 故障樹分析法

一種由上往下的演繹式失效分析法，利用布林邏輯組合低階事件，分析系統(tǒng)中不希望出現(xiàn)的狀態(tài)，簡稱FTA 法。本分析法主要應(yīng)用于電儀控制系統(tǒng)/回路。

2 設(shè)備關(guān)鍵部件識別過程

2.1 設(shè)備邊界劃分

以某機組中壓安注系統(tǒng)1#安注箱隔離閥（RIS001VP，電動閘閥）為例進行說明，下同。包括設(shè)備自身、設(shè)備電儀測量/控制回路、保護回路、聯(lián)鎖回路、輔助系統(tǒng)部分或全部。RIS001VP 設(shè)備邊界見表1。

表1 設(shè)備邊界

2.2 設(shè)備設(shè)計功能分析

針對設(shè)備所執(zhí)行的設(shè)計功能，梳理出設(shè)備的故障模式及故障發(fā)生所產(chǎn)生的影響。RIS001VP 設(shè)計功能、故障模式和影響見表2。就機組運行期間，閥門無法在線隔離檢修的故障影響，后文不再復(fù)述。

表2 設(shè)備設(shè)計功能、故障模式和影響

2.3 設(shè)備關(guān)鍵部件故障模式和影響分析

分析設(shè)備自身及邊界范圍內(nèi)的其他設(shè)備/部件，識別出對設(shè)備設(shè)計功能故障產(chǎn)生貢獻的部件，即關(guān)鍵部件。

針對設(shè)備結(jié)構(gòu)，結(jié)合各部件在系統(tǒng)中的運行工況和理論上存在的故障模式，確定部件可能會發(fā)生的故障模式，其中發(fā)生概率極低的故障模式不予考慮。例如，部件在設(shè)計、制造等過程中產(chǎn)生并遺留的原始缺陷或不足，對此，電廠應(yīng)通過維修、更換或變更改造等手段來消除，而不需作為關(guān)鍵部件，以免浪費管理成本。

RIS001VP 閥體、電動執(zhí)行機構(gòu)及電氣控制回路關(guān)鍵部件故障模式和影響分析結(jié)果分別見表3～表5。

2.4 設(shè)備關(guān)鍵部件識別結(jié)果

整合設(shè)備邊界內(nèi)各專業(yè)所分析結(jié)果，梳理出影響設(shè)備設(shè)計功能的關(guān)鍵部件清單。RIS001VP 的設(shè)備關(guān)鍵部件清單見表6。

3 結(jié)束語

對照分析識別出的設(shè)備關(guān)鍵部件清單，電廠可審查設(shè)備已有預(yù)防性維修項目，評估是否覆蓋了關(guān)鍵部件的故障模式、是否過度維修、維修規(guī)程內(nèi)容是否滿足預(yù)防性維修項目的執(zhí)行要求、相關(guān)備品備件庫存是否滿足維修使用等方面，從而查缺補漏，采取有效而經(jīng)濟的設(shè)備可靠性管理和提升手段。

表3 閥體故障模式和影響

表4 電動執(zhí)行機構(gòu)故障模式和影響

表5 電動執(zhí)行機構(gòu)電氣控制回路故障模式和影響

表6 設(shè)備關(guān)鍵部件清單