秦二廠RIC堆芯中子通量測量系統升級改造的策劃與實施

黃 靖，朱鵬飛，佟 潔

（中核核電運行管理有限公司 維修三處，浙江 海鹽 314300）

圖1 技術改造范圍Fig.1 Scop of technical transformation

0 引言

中核運行秦山第二核電廠1/2 號機組RIC 堆芯中子通量測量系統原先采用的是法國AREVA 公司（現在是FRAMATOME 公司）的設備。系統所采用的DOS 6.22 操作系統過于老舊，人機界面極不友好，軟件時有卡死需重啟恢復。在電廠投運的15 年間，經過維修人員在日常及大修的故障檢修和預防性維護，系統基本保持穩定，但隨著服役時間的推長，由于元器件的損耗老化等原因造成系統可靠性下降的情況逐漸暴露，卡件故障率日漸上升[1]。

從庫存角度，目前中子注量率設備的備件數量極少，造成后續備件更換困難；從采購角度，目前供貨商能夠提供同等設備進行替換的備件只有3 種。由于中子注量率設備的多數原廠備件即將停產或已經停產，且可供使用的庫存備件數量有限，造成后續部分設備面臨無法替代的風險。

因此，中核運行秦二廠于2017 年初成立了RIC 堆芯中子通量系統改造專項小組，提出了變更升級改造申請。

1 策劃創新

中核運行秦山第二核電廠1/2 號機組在系統升級改造的過程中，調研系統現狀，找準改造方向，嚴密進行工廠測試，創造性地制定了雙工作負責人模式。在項目技術管理上，創新性地開辟了模擬操作方式，自制運輸模型和開發核實運輸工具，設立質量見證點嚴控項目質量，并建立周、月和關鍵節點協調會制度，在大修窗口內，僅用時20天就完成了升級改造工作。改造后系統運行穩定可靠，預維管理方便；減少因系統故障而導致的經濟損失，增加了機組的經濟效益；為后續在役核電站儀控系統改造提供寶貴經驗，具有良好的社會效益。

1.1 項目計劃制定

基于系統現狀，為解決系統技術上的缺陷、設備老化故障率高、備件缺乏、停產等問題，公司決定對RIC 堆芯中子通量系統進行升級改造，嘗試在大修窗口對系統的控制機柜、分配機柜整體進行升級更換，爭取新老系統平穩切換，保障機組安全穩定運行。項目成立專項小組后由項目經理組織，從改造的方向、選擇的廠家和施工單位以及項目大修期間窗口計劃入手，經過研討調查投標為系統改造的可行性提供了保障。

1.1.1 產品調研選型，系統優劣分析，通過經驗反饋找準合適方向

項目成立的專項小組由項目經理組織，和技術處、物資采購處與會討論，對其他電廠在用的RIC 堆芯中子通量系統的廠家進行研討。法國FRAMATOME 公司（原為AREVA）具有最成熟的堆芯中子通量系統軟硬件，調研大亞灣和秦二廠3、4 號機組，其有以下幾點優勢：

一是老系統堆芯儀表間內的設備未作升級改造計劃，新老系統均用一個廠家設備，兼容性好；FRAMATOME 對秦二廠1、2 號機組RIC 堆芯測量系統極為熟悉，有著大量的跟蹤維護經驗，清楚系統利弊，能根據專項小組要求，給出合理的改造方案，交接方便。

二是秦二廠3、4 號機組建造當初使用的正是FRAMATOME 新一代系統，備件兼容，經驗共享，便于后期的檢修維護工作。

三是調研大亞灣和秦二廠3、4 號機組的新一代RIC 堆芯測量系統，對比與老系統有著人機界面友好，設備可靠，技術成熟等諸多優點。

最終，公司決定秦二廠1、2 號機組RIC 堆芯測量系統改造項目仍然采用法國FRAMATOME 公司的產品。

1.1.2 根據項目實施重要節點，倒排項目計劃

項目經理組織研討，與中核運行秦二廠生產技術委員會磋商確定，要求于2019 年2 月D213 大修和2019 年11月D114 大修分別實施1、2 號機組RIC 堆芯測量系統的現場實施工作。項目小組與廠家人員、施工單位溝通交流，確認重要的項目節點，倒排項目計劃。

1.2 出廠質量控制

為嚴格監控產品出廠質量，確保新系統設備功能滿足項目組技術需求，需針對供應商進行工廠測試。一個改造項目的實施效果受測試階段的細致程度影響巨大，項目小組針對新系統的工廠測試制定了詳細的測試大綱、測試計劃、測試用例和測試發現缺陷時的閉環處理流程。系統測試從2018 年7 月～2019 年1 月歷時6 個月，分為工廠測試FT 和出廠驗收測試FAT 兩個部分。

1.2.1 工廠測試FT

工廠測試FT 主要以廠家為主，項目小組派出駐場代表人員配合。檢查出廠設備的質量性能，監督配合廠家人員進行功能測試，確保設備功能的正常，滿足項目小組的需求。出廠測試分3 輪進行：第1 輪主要以設備單體、性能、功能為主的全面測試；第2 輪包括了回歸設計問題、平臺問題等的測試；第3 輪為駐場代表參與的測試，測試項目按第1 輪的測試項目進行。

整體測試大綱由廠家人員給出，駐場代表根據預先會議研討和現場勘查補充測試的合理化建議，協調項目資源把控工廠測試的整體進度，并定期組織測試會議，整理測試日報，監管審核測試文件和程序，向項目經理和上級領導匯報測試情況。

1.2.2 出廠驗收測試FAT

出廠驗收測試FAT 是設備出廠之前的最后一道測試操作，由業主主導，廠家配合。項目經理組織與會討論，制定驗收測試項目，測試的內容包括了設備單體、性能、功能在內的一套完整測試，派出驗收代表人員按照已定方案進行測試。出廠驗收測試期間，測試人員在發現問題時填寫NCR 不符合項，當天即由測試組長組織和廠家人員與會討論，針對發現的不符合項，要求廠家澄清，給出原因分析和解決方案，并制定設備處理完善的截止日期，待問題處理完成后，測試人員回歸中斷的測試，確認并關閉不符合項。

1.3 創用雙工作負責人模式

秦二廠1、2 號機組RIC 堆芯中子通量測量系統的升級改造為秦山地區核電廠首次進行的核島堆芯測量系統改造，也是秦山地區電廠規模最大的核島系統改造，所涉設備多區域廣，交接部門眾多，施工流程繁復。為此，開創性地采用了雙工作負責人的模式，負責人分為項目負責人和施工負責人，分工明確，各有主次。

1.3.1 明確項目負責人職責

項目負責人是項目的責任主體，把控項目整體的實施和驗收，編審施工方案，協調各方部門，制定實施計劃節點，推進項目保質保量的完成。

秦二廠1、2 號機組RIC 堆芯中子通量測量系統的升級改造需要在D213 和D114 大修內進行，由于涉及到島內環廊、堆芯儀表間的工作，部分改造還需要在低低水位期間完成，在0 功率平臺還需要完成系統檢驗，繪制出完整的功率分布圖。同時，大修主線眾多，如何合理地計劃大修實施窗口顯得尤為重要。

以項目負責人為核心成立專項小組，確定各部門的接口人，受項目負責人的統一指揮和調度，與運行及大修計劃處商討確定實施窗口，確認關鍵節點的完成時間。

項目負責人組織項目成員一起編制審核項目的施工方案和調試方案，詳盡地給出了機柜的運輸、電纜的拆除敷設、電動閥和路選擇器的修改具體方案。同時，評估施工中的各類風險，包括防異物風險、高空作業風險、動火作業風險和輻射防護風險。調試方案中，項目組成員從機柜性能測試、報警測試、機械通道檢查、A 值調整等方面編寫調試方案，具體地對系統的功能進行檢查，詳細的施工方案和調試方案加起來約10 余本[2]。

項目負責人持有調試工作票，施工完成后，項目負責人領導項目組成員對軟件系統參數進行調整，上電運行系統以檢驗系統功能。根據現場報警定位故障點，協調施工人員解決故障。系統功能正常后，由項目負責人執行調試方案，對系統的性能進行測試，不滿足性能需求的，由項目負責人協調施工單位、廠家人員、技術人員以解決性能缺陷。

1.3.2 完成項目施工工作，明確施工負責人職責

施工負責人負責項目的施工，持有項目實施的工作票，組織施工單位按照施工方案執行現場的施工工作，包括機柜的拆除運輸和安裝，電纜的拆除和敷設、電纜接頭的焊接、微動開關的焊接等，保證施工按照計劃節點保質保量地完成。

1.4 設立項目質量見證點，把控項目質量

整個項目的質量控制分為設計測試和實施兩個階段，均對其編制質量計劃，設立質量見證點，進行質量把控。在設計測試階段，業主派遣駐場人員對產品的設計、制造、測試進行監管審查和放行；在項目實施階段，按照中核運行質量管理程序要求，在質量計劃中設立停工待檢點H 點、現場見證點W 點，由專職的QC、QA 人員進行現場質量監督，確保施工質量。

2 實施創新

2.1 模擬島內焊接訓練

技術改造設計到島內堆芯儀表間的焊接操作，堆芯儀表間內需做好輻射防護措施，穿戴紙衣橡膠手套和全面罩，且焊接的微動開關所處位置狹小，四周燈光昏暗，工作環境惡劣，工作難度巨大。

為保證焊接質量，避免人員島內沾污，同時縮短工作時長以減少劑量輻射，項目負責人從工作效率著手，采用了模擬島內焊接訓練的方式，在實驗室完全模擬島內環境，操作人員穿戴橡膠手套紙衣和面罩，在組選器孔洞內進行模擬訓練。模擬訓練以一周4 次的頻率，持續了4 周，與現場操作一樣，每次均焊接4 個接頭，重復3 次。焊接完成后，由施工單位人員互查焊接效果和時長，同時項目小組人員定期進行監督。模擬島內焊接訓練的方式，大大提調高了現場實施質量和效率。

2.2 開創獨特的機柜運輸施工模式

RIC002AR 機柜處于島內環廊，環廊空間狹小，如何選取合適的運輸路徑，選擇合適的運輸方式，保證機柜順利安全地運輸至正確位置，是機柜施工的重難點。

2.2.1 運輸路徑開發核實

為解決島內機柜運輸的難點，項目負責人從運輸路徑考慮，爭取找到一條最合適便捷的運輸路徑。為此，項目小組查閱島內圖紙，理論考量可能的路徑。在大修實施前，實地勘測，現場核實，測量機柜和現場高寬度，制作機柜框架模擬體，模擬運輸，選擇最優運輸路徑，并記錄可能阻擋運輸的障礙物，后續進行切割處理，以確保施工時機柜運輸的順利進行。

2.2.2 運輸工具創新運用

為解決機柜運輸重量大，路徑長，障礙多，確保運輸過程中機柜完好，質量不受損，項目負責人從運輸方式考慮，爭取找到合適的運輸方式，減小運輸工具的高度對運輸的影響，保證運輸的可行性和效率的同時，保證運輸方式對機柜質量的影響最小。從倉庫至現場貨梯門口，使用叉車；從貨梯至島內環廊，使用液壓叉車；在環廊內，使用滾杠，搭設過橋，小心運輸至合適位置。

2.3 建立周、月關鍵節點的協調會制度

為解決RIC 堆芯測量系統的前期準備、施工、驗收工作中，與各部門的接口問題，做好進度把控匯報總結，有效協調疑難問題，加強各單位部門的溝通交流，項目負責人制定周、月關鍵節點的協調會制度并按要求組織開展。

從項目準備工作開始，項目負責小組與設計院、技術處人員、廠家人員以周月為周期定期開展協調會，協調設計、生產、測試中的問題；項目施工過程中，針對施工難點、關鍵節點，項目負責人在以周月為周期的基礎上，在關鍵節點增設協調會，匯報施工進度和下一步計劃，解決施工難點問題；項目調試階段，項目負責人定期召開協調會，匯報調試進度，研討調試技術難題，確保調試驗收順利完成。

3 總結

改造項目完成后，解決了人機界面不友好，系統故障率高，備件缺失停產，功能不完善等問題。自D213 大修和D114 大修后，系統未出現過機柜控制的故障，整體運行穩定，可靠性提升。集成式的控制抽屜，備件充足，更換維護方便，便于檢修人員的檢修和預防性維護。

新系統上線后，系統穩定性和可靠性提升，故障率降低，能節省大額備品備件等維護成本，保證了在役機組的發電效益。項目涉及島內島外，質量要求高、實施工期短、現場環境復雜，對儀控的設計、協調、現場施工、調試能力有很高的要求。本項目的成功實施，在繼承原有經驗的基礎上，積累核電站儀控系統改造經驗，為后續在役核電站儀控系統改造提供寶貴經驗。