虎符牌在海外核電工程安全調試作業中的創新應用

賀曉剛高級工程師 宋豐偉正高級工程師 尹遜華工程師 朱 東工程師 羅志強

(1.中國中原對外工程有限公司，北京 100044；2.中國核工業第五建設有限公司，上海 200540)

0 引言

“華龍一號”海外首堆K-2/K-3項目，作為我國核電走向世界的橋頭堡，其安全順利實施意義重大。調試作業作為保障核電站安全運行的重要作業，貫穿于設備單體調試、系統移交、調試與試運行各個階段，時間長達3～4年，作業內容涵蓋啟泵、設備上電、流體介入等方面，加之面臨安裝與調試活動深度交叉、現場中巴方作業人員語言障礙、現場噪音大、通訊信號及其有效性較國內同類電站差、可能存在的人因失誤等現實困難，稍有不慎，就可能引發能量意外釋放所帶來的人員傷害及設備損失事故事件。因此，在執行常規的上鎖掛牌制度的基礎上，如何采取一種更可靠、更有效的輔助手段來保證信息、指令的精準傳遞，從而杜絕因走錯間隔、交流不暢所引發的誤啟泵、誤合閘等事故事件的發生，保障下游人員及設備的本質安全，就顯得尤為重要。

基于此，本文借鑒古代“虎符”思想，結合二進制編碼的唯一性和易辨識性，通過二進制編碼與設備編號建立唯一的對應關系及二進制編碼的咬合比對，創新性地開發和應用“調試虎符牌”，旨在提升K-2/K-3項目調試作業的本質安全。

1 海外華龍項目調試作業的風險特點

K-2/K-3項目地處巴基斯坦卡拉奇，受當地經濟及社會發展制約，以及基于核電工程的現實特點，使得海外華龍項目調試作業存在如下風險特點：

(1)核電工程在土建和安裝階段中后期，安裝與調試活動深度交叉，多單位(含土建、安裝、調試承包商及廠家人員)交叉導致調試安全風險加大。

(2)調試作業由于涉及到的能量都是潛在的，如高溫高壓蒸汽、電能、機械能等，其安全風險并不像常規作業活動(如腳手架施工、吊裝作業)那樣易于識別。

(3)巴籍雇員受教育程度普遍較低，對調試作業風險及標牌鎖具的重要性缺乏認知。例如，現場曾發生一線巴籍雇員將閥門鏈條鎖鏈條私自拆除作為裝飾品的事件。

(4)中巴方員工之間的語言障礙、中方員工之間不同的方言口音使得指令、信息在傳達及接收時可能存在偏差、錯誤。

(5)當地基礎設施薄弱，網絡帶寬、手機信號與國內同類核電站存在較大差距，導致現場布置的固定電話和手機信號較弱，且經常出現故障。

(6)核電站混凝土隔墻等屏蔽物的影響、現場機械設備產生的噪音，消弱了常規溝通渠道(如電話、對講機)的有效性。

(7)因當地局勢不穩，中方人員長期在廠區內工作和生活，易引發員工的不良情緒，增加人因失誤率。

(8)安裝單位隔離辦公室及其調試作業人員的資源配置及專業力量與調試承包商相比，存在劣勢，也使得安裝單位更容易發生人因失誤導致的調試安全事件。

2 調試虎符牌的提出及應用

由于K-2/K-3項目調試作業的以上風險特點，決定在常規的上鎖掛牌、“兩票三制”等管理制度的基礎上，創新性地開發一項更可靠、更有效的輔助手段，來保障信息、指令的精準傳遞，保障海外華龍項目的調試作業安全。為此，中國中原對外工程有限公司K-2/K-3項目部(以下簡稱項目部)主要領導于2019年9月份借鑒古代調兵遣將用到的“虎符”的絕妙思想，開創性地提出在K-2/K-3項目各承包商調試作業期間應用“調試虎符牌”的舉措。隨后，項目部安全保衛部組織承包商對“調試虎符牌”的雛形和思路進行深度挖掘、豐富和細化，制定完善的《調試虎符牌指導細則》，開展理論和實操培訓，拍攝制作首套虎符牌現場試用全過程的專項視頻，開發自動化的虎符牌生成及打印軟件，為調試虎符牌的推廣應用奠定堅實基礎。

2.1 調試虎符牌的提出

虎符最早出現于春秋戰國時期，當時采用銅制的虎形作為中央發給地方官或駐軍首領的調兵憑證?；⒎趁婵逃秀懳模譃閮砂?，右半存于朝廷，左半發給統兵將帥或地方長官，并且從來都是專符專用，一地一符，絕不可能用一個兵符同時調動2個地方的軍隊，調兵譴將時需要兩半勘合驗真，才能生效。而虎符的絕妙之處就在于將虎符劈為兩半后能夠產生足夠復雜的隨機信息。

項目部創新開發的“調試虎符牌”其精妙之處在于每張虎符牌長邊兩側均有對應設備的唯一的二進制碼。為此，調試虎符牌上印有虎符牌的編號、聯號、設備9位編碼及名稱、公司名稱、17位二進制碼(由待操作、待上電設備的編號的序列號決定，一個設備對應一個唯一的二進制碼)；虎符牌按顏色分為紅牌、綠牌2種；且虎符牌根據電源與終端設備之間有無中間開關控制箱，分為五聯虎符牌和三聯虎符牌。

以三聯虎符牌舉例，分別是1號紅牌、2號綠牌、3號紅牌，如下圖。紅色代表禁止操作；綠色代表允許操作/合閘。作業時，作業人員事先將3號紅牌掛在待維修/待操作的泵體上，將1號紅牌懸掛在該泵對應的上游啟動開關/盤柜上。當需要對該泵進行維修時，先根據作業票找到該泵的位置，再將2號綠牌與3號紅牌通過二進制碼比對，確認無誤后，將2號綠牌懸掛在3號紅牌上，然后才可以對該泵進行維修或操作。當泵體安裝維修完成，需要啟泵時，人員須將2號綠牌送至上游端與1號紅牌比對、覆蓋后，才能對泵進行啟動。2號綠牌位置的唯一性，決定了同一時刻上游或下游僅有一側允許操作；每個設備被賦予的唯一的二進制碼，決定了多個作業不會互相混淆，最大限度減少人因失誤；而提前放置好紅牌，當作業人員將綠牌與其進行比對時，如果走錯間隔/看錯設備就會找不到對應的綠牌。

圖 三聯虎符牌示例Fig. A sample with three tiger signs

需要指出的是調試虎符牌是現有隔離制度的一個有效補充，其不能替代“兩票三制”“上鎖掛牌”等已有規定和“三向交流”等防人因失誤工具。且需要達成共識的是虎符牌的使用可能會不太方便，但卻能最大限度減少人因失誤，提升本質安全。

2.2 調試虎符牌的試運行

當一個安全創新應用于安全管理實踐時，必要的培訓、試用、意見收集、優化提升是必需的。為此，項目部安全保衛部相繼組織完成《調試虎符牌使用指導書》的編制發布、調試虎符牌的實操培訓、三向交流宣傳畫及小卡片的制作發放、首套虎符牌現場試用全過程專項視頻拍攝制作、一線人員使用意見收集、調試虎符牌優化提升專題會議等。五聯調試虎符牌，就是在收集一線人員的意見后，在三聯虎符牌的基礎上研發出來的，專門適用于上下游設備中間有轉接控制箱的情況。

2.3 調試虎符牌自動化軟件的開發

為解決人工輸入設備位號、設備名稱及二進制編碼的不便，項目部開發調試虎符牌智能設計程序模塊，為現場承包商使用好虎符牌奠定堅實基礎。

虎符牌制作初期，在Excel表格中統計虎符牌中所需要的設備信息，并建立臺賬，見下表。根據虎符牌的特性，三聯、五聯虎符牌在每聯之間都有其對應上游設備和下游設備的獨有信息，數據信息的正確錄入是保證虎符牌與現場設備關聯的基礎準則。K-2/K-3項目現場的每一臺設備都有一副唯一的虎符牌，它在Excel臺賬中有虎符牌編號“十進制碼”、17位二進制碼、相關聯的設備(上游設備或者下游設備)。十進制碼和二進制碼是相互轉換的關系。“上游設備”為送電控制設備，需明確電壓等級，詳細的設備編碼。“下游設備”為機械設備，有設備9位編碼、中文名稱。

建立好臺賬后制作虎符牌的聯動效果，提高制作效率。在Excel表格中開啟錄制宏，(點擊“錄制宏”按鈕)創建“宏名”，保存在當前工作薄。復制臺賬中設備位號名稱及二進制編碼在工作薄中“上游設備二進制”列二進制數字，粘貼到第一聯虎符牌左側和右側、第二聯虎符牌左側；復制臺賬中設備位號名稱及二維碼編號在工作薄中“下游設備二進制”列二進制數字，粘貼到第三聯虎符牌左側和右側、第二聯虎符牌右側；復制虎符牌臺賬中相關數據設備名稱粘貼到虎符牌相應位置；然后停止錄制宏。每聯虎符牌的編號應用接引用函數Indirect，五聯虎符牌可采用相同的宏應用。如果填充“設備信息數據”工作薄中“三聯虎符牌”的內容，無法實現實時聯動時，運行剛才錄制的“宏名”即可。

最后，在Excel表格中直接將填充完成的虎符牌進行設備數據核對檢查，無誤后將工作簿轉化為PDF版進行打印、塑封。這樣不但簡化了虎符牌中設備信息錄入流程，且極大提高了虎符牌的制作效率和準確性。

表 虎符牌臺賬(示例)Tab.Tiger sign ledger sample

2.4 調試虎符牌的應用效果

國內核電項目也曾多次出現因人因失誤、走錯設備間隔、設備代碼混淆等因素造成該設備上游電源錯誤，導致下游設備誤啟動；下游設備正在檢修，而上游人員未接到明確信息對下游設備送電，造成檢修人員人身傷害；現場環境復雜，部分同系統的設備編碼類似，又或者是該設備存在雙路上游電源導致電源送錯，造成設備損壞等安全事故。虎符牌的設計充分考慮現場施工過程中的施工工序，合理分解可能存在安全隱患的工序，通過安全色的運用，安全管控施工工序，將因指令傳達失誤造成的安全風險降到最低?；⒎粕系脑O備信息與現場設備信息比對，再次明確施工邊界，消除因人員思想松懈、走錯間隔、設備代碼混淆等因素引發的安全事故。

自調試虎符牌制度于2019年10月執行以來，截止2021年9月底，K-2/K-3項目部各承包商已累計使用虎符牌2 000多套，確保了K-2/K-3項目500kV倒送電、132kV倒送電、500多臺電儀控制柜首次上電、全場1 000多臺中/低壓轉動設備安全首啟及運行的順利實施，并順利完成K2機組冷試、熱試、臨時驗收及K3機組冷試等重大節點。且截至2021年11月1日，K-2/K-3項目實現自開工以來無重傷及以上生產安全事故2 789天。

2.5 其他安全措施

建安調試階段現場施工環境復雜，各專業施工存在大量交叉作業，很容易誤碰其他專業施工邊界，存在較高安全隱患；且用電設備上游電源大多是控制盤柜，設備布置密集。為避免誤操作，項目部高度重視施工邊界的區域管控，還通過在送電作業區域拉設警戒區、嚴格執行上鎖掛牌及作業票證制度、采購磁吸式警示燈對待操作的盤柜和設備進行明示等方式來保證調試作業安全。

3 結論

(1)為克服海外核電工程語言及溝通障礙、作業人員安全意識參差不齊、通訊信號差等問題，在常規上鎖掛牌、兩票三制等管理制度基礎上，研究和應用一種輔助手段來保障指令和信息的精準傳達，確?，F場調試作業(尤其是安裝單位主導的啟泵和盤柜上電等作業)安全。

(2)充分借鑒古代“虎符”的絕妙思想，結合現代二進制編碼的唯一性和易辨識性，通過二進制編碼與設備編號建立唯一的對應關系、二進制編碼的咬合比對以及便捷化制作等手段，“調試虎符牌”有效保證調試作業信息、指令的精準傳遞，可有效杜絕因走錯間隔、交流不暢所引發的誤啟泵、誤合閘等事故事件的發生。

(3)調試虎符牌的創新應用，為K-2/K-3項目各類調試作業安全進展提供積極保障，取得自開工以來無重傷及以上生產安全事故2 700多天的良好績效，為國內外其他電力項目提供一定經驗借鑒。

(4)調試虎符牌在K-2/K-3項目主要應用于安裝承包商系統移交前的各類調試作業。因調試承包商的人力資源配置及安全素質普遍高于安裝承包商，故調試承包商可根據自身能力評估結果、作業的復雜度等方面，可選擇性地在一些調試作業中予以應用。