电厂仪控设备可靠性提高研究

电厂仪控设备可靠性提高研究

张福利

大亚湾核电运营管理有限责任公司 广东省深圳市 518004

摘要：随着我国核电事业的发展，仪表与控制系统的引入给核电厂的安全与可靠性带来的风险受到了广泛关注。目前，核电厂仪控系统的状态监测仅针对单台设备，忽略了设备可靠性趋势对整个系统可靠性的影响，存在一定的局限性。仪控系统是核电站的中枢神经系统，而反应堆保护系统是核电站中枢神经系统的小脑，其可靠性对核电站的安全运行至关重要。本文对如何提高电厂仪控设备的可靠性进行了研究和分析。

关键词：核电厂；仪控系统；可靠性

随着数字技术的飞速发展，仪控系统和设备在核电厂控制系统中得到了广泛的应用。仪表控制系统是基于计算机和网络通信的管理系统。与原有的模拟仪控系统相比，该系统具有较高的控制精度和功能强大、运行处理能力强、易于实现多重冗余、故障安全、容错和自诊断等特点，同时提高了控制系统的可靠性，也大大降低了运行维护成本。

1仪控设备系统设计

仪表控制系统的可靠性基础是在生产和制造阶段确定的，在开发和设计阶段巩固和进一步改进的，同时也决定着系统的整体可靠性。因此，系统设计阶段必须高度重视，并严格按照设计原则完成相应的系统设计，主要设计原则如下。

1.1单一故障准则

单一故障准则是指系统中任何子系统的故障，其故障不会导致整个系统发生瘫痪。满足单故障准则的最佳途径是采用冗余技术，包括操作员冗余、站冗余、电源冗余、服务器冗余、控制器冗余和网络冗余，有些系统还必须采用模块化结构，以保证即使机组出现故障，系统仍能得到良好的控制。

1.2系统和设备的安全分级

根据仪表控制系统和设备对安全的重要性，对仪表控制系统和设备进行安全分类，并根据安全分类的要求设计仪表控制系统，以满足不同程度的安全要求。

1.3采用容错技术

容错技术具有无响应性，无响应性在这里指操作人员误操作，如果没有按照设计程序，软件将不会输出操作指令，或输出操作错误信息。

1.4采用多样性原则

分集设计是共模故障保护的一种手段，它包括人员多样性、软件多样性、硬件多样性、设备多样性、功能多样性、信号多样性、设计多样性等。

1.5具备自动诊断和自动试验能力

自动诊断能力是指当系统发生故障时自动提供故障信息的能力;自动测试能力是指进行定期测试的能力，以确保系统设备始终处于良好的工作状态，即系统必须能够满足用户的需要，通过设置或配置，自动进行相关的测试功能。

1.6满足故障安全准则

故障安全原则是重要的设计原则，可以自动指导安全部门在设备或系统发生故障时防止严重后果。对于数字化仪表控制系统，即上层功能的丧失不会影响下层功能，同时，当仪表控制系统发生故障时，应由主过程系统在安全工作状态下进行控制。

2仪控系统组态测试

通过设备的选型和详细的设计，系统的体系结构已经形成，系统有了一个健全的骨架，接下来要做的就是为这个健全的骨架增加灵魂和肌肉，即进行合理的配置，与工厂测试相结合，这个环节是数字仪表控制系统可靠性的进一步提高的关键环节。这一环节的实施将是良好的，可靠性将得到进一步巩固和提高。

2.1充分论证

按照一般逻辑来讲，必须采用控制策略、保护或联锁逻辑判据，以保证机组的安全运行，避免机组出现隐患。

2.2制定出详细的测试方案与程序

配置完成后，还可进行工程检测和出厂检测，在检测过程中，严格按照检测程序进行检测，发现问题，及时解决高质量问题。这涉及到软件和硬件可靠性的验证，以及软件和硬件集成的验证和确认，其中一个难点是软件的验证，包括验证方法和确认。在配置测试中，员工必须具有高度的责任感，确保逻辑配置的正确性测试、验证的整体可靠性，以免留下任何安全隐患。

3仪控系统的安装调试

安装调试是实现和巩固仪表控制系统可靠性的重要环节。这一环节的质量直接关系到整个仪表控制系统的可靠性。在仪表控制系统建设中，有严格的规定，必须按照规定进行施工。此外，选择资格和施工经验较好的施工单位尤为重要。施工前，必须按照施工工期的要求，制定严格、严格的进度计划，要求施工单位组织施工队伍，并提出合理的施工方案。在施工过程中，严格管理，不断跟进，认真监督，确保施工进度和施工质量。在仪控系统的调试阶段，应制定详细合理的调试程序，选用经验丰富、技术熟练、水平高的人员组成调试队伍，并根据施工期的要求，按照调试程序，逐步实施调试计划，使系统最终达到健康稳定的运行状态。在整个安装、调试过程中，应该注重以下几个方面。一是严格执行相关标准、规范和程序。在工作实施过程中，必须严格遵守标准、规范和程序，不能打折扣，这是保证安装调试质量的基础，也是保证系统高可靠性的基础，在发现问题的整个过程中，需要立即明确处理。其次，施工过程中应注意控制厂房环境。核电站仪表控制系统建设周期长，涉及到大量的厂房。为了防止仪表控制系统设备因厂房环境的影响而受到损坏，我们需要高度重视仪表控制系统的厂房环境，创造一个良好的环境来满足要求。

4运行操作与日常维护

为了保证仪表控制系统的高可靠性，仪表控制系统的运行和日常维护非常重要，直接影响仪表控制系统的可靠性。首先，控制仪表控制系统的工作环境，主要包括温度、湿度、空气环境、振动和冲击控制等。二是做好人员培训，做好操作维修人员的技能培训，提高人员的整体水平、身体技能。第三，制定预防性维护和定期检测大纲，以便能够及时掌握设备老化的趋势，全面获取设备故障预警信息，消除处于萌芽状态的故障，必须建立完整的预防性维护和定期检测大纲制度，并认真落实，使系统设备始终保持健康稳定的运行状态。第四，严格执行相关程序，无论是在操作还是日常维护中，为了减少人为的错误操作和设备损坏事故的发生，在工作中，必须严格按照程序、规范操作、高质量维护，坚持从根本原因着手分析，彻底消除隐患。

5结语

总体来说，仪控设备对核电厂有着至关重要的作用，而提高仪控系统的可靠性是整个程序的核心，所以在工作运行中不可怠慢，时刻保证仪控设备的可靠性和整体工作的正常运行。

参考文献：

[1]王国云,犹代伦,马蜀,李勇,杨铁成.核电厂仪控设备的可靠性及老化管理研究与实践[J].自动化仪表,2019,40(01):82-85.

[2]Shahroze Ahmad.核电厂数字化仪控系统的动态可靠性分析[D].华北电力大学(北京),2018.

[3]何亚南,谷鹏飞,席望,白涛.核电厂数字化仪控系统状态监测及可靠性预测方法研究[J].原子能科学技术,2017,51(12):2338-2343.

作者简介：张福利（1983-02-01），男，汉族，籍贯：内蒙古呼和浩特武川县，当前职务：职员，当前职称：工程师，学历：大学本科，研究方向：电力相关