浅谈计算机化规程在大型先进压水堆中的应用

浅谈计算机化规程在大型先进压水堆中的应用

任月恒，王琼波

国核示范电站有限责任公司，山东 荣成 264312

摘要：由于传统纸质版规程的局限性，加之数字化仪控技术在核电厂的推广，基于计算机的运行规程应运而生。计算机化规程系统的成功应用，给核电厂的运行带来很大的优势。本文针对三代大型先进压水堆CAP1400，对计算机化规程系统的功能与特点进行了描述，计算机化规程系统不仅将运行规程置于电脑屏幕上，还能监测电厂参数，为操纵员执行规程提供指导，显著提高规程执行效率与正确性。此外，本文还将其与传统纸质版运行规程进行比较，探讨了优势与现如今存在的问题。

关键词：CAP1400；运行规程；计算机化规程系统

0、引言

对于核电厂来说，安全永远处在最为重要位置上，在保证核电厂稳定和经济运行的道路上，安全问题一直是一个离不开的话题。为了做到这一点，优质的建造、合格的人员和完善的运行规程等都是不可或缺的。其中，运行规程是核电站运行中基础的指导文件，是运行人员在对电站系统或设备进行操作时最为直接的必要依据。三哩岛事故以来，经过了一系列的大范围改进，运行规程现已经形成了比较完善的体系。而近些年来，随着计算机技术的高速发展，计算机的功能也变得愈发强大，系统也变得越来越复杂，计算机化规程系统也自然而然的逐渐步入人们的视野中。相较于传统的纸质版运行规程在长年累月使用中逐渐凸显出的种种问题，比如体积大不易查询、无法实时获取电站数据及容易增加操纵员的记忆负担等，计算机化规程系统能够有效的发挥计算机的优势，自动数据采集判断，快速响应，减少操纵员记忆负担，同时提供友好的人机交互界面，减少人因失误，提高规程的执行效率。

1、CAP1400计算机化规程系统的功能

CAP1400的运行规程体系主要由以下几类文件组成：总体运行规程、系统运行规程、报警响应规程、定期试验规程、异常运行规程、应急运行规程、大修换料规程等，还包括相应的规程背景文件资料以便更好地理解和执行规程。此外，运行规程体系文件还包括事故后72小时运行规程以及严重事故管理导则等。

计算机化规程系统是一个基于软件、由数据驱动的动态系统，其规程正文主要包括总体运行规程（单栏式）、异常运行规程（两栏式）以及应急运行规程（两栏式）。为了辅助操纵员更好的执行规程，计算机化规程系统主要提供下列功能：

1. 时刻监视电厂运行状态是否触发规程入口条件；

2. 以操纵员易于理解的方式显示电厂运行规程，告知当前的规程执行状态；

3. 提供规程内或规程间的跳转和导航；

4. 以集中方式显示操纵员在当前步骤下关心的电厂状态或参数；

5. 时刻监视执行规程时始终需要关注的电厂参数（包括关键安全功能状态）；

6. 记录操纵员执行规程的路径及执行规程时的所有相关数据、信息。

在电厂仪控系统可用的情况下，计算机化规程系统在电厂运行时始终保持可用，并时刻监视电厂的运行状态是否满足规程的入口条件，每次监测的时间间隔不超过5秒。一旦满足某一规程的入口条件，则在2秒内以明显的方式提示操纵员，并自动切换到系统的初始界面，然后由操纵员确定进入该规程。

3、CAP1400计算机化规程系统相较于传统纸质版规程的优势

相比于传统纸质规程，计算机化规程系统则拥有以下优点：

1）首先是规程执行的清晰性。计算机化规程流程化的步骤特点，使得规程执行起来变得清晰简单，一目了然。当规程需要进行跳转时，可以很方便的进行一键跳转，简化了不必要的操作，这是传统纸质版规程无法做到的。

2）其次是准确性。在运行规程的执行中，操纵员一般都需要收集多方面的数据，而这些数据往往要通过各种媒介来获取，数据的汇总需要依靠人员的记忆与记录。相较之下，计算机化规程系统能够动态实时地获取可靠电厂数据，省去了人员记录的步骤，减轻了运行人员的记忆负担，同时也减少了其中存在的人因失误的可能性。

3）计算机化规程系统能够辅助操纵员的判断。传统纸质版规程在使用中有时会变得极其复杂，特别是在执行应急运行规程时，电厂状态比较复杂，机组往往需要同时执行很多份规程，其中也会存在许许多多的连续操作步骤，这些步骤要求操纵员实时监视对应的参数，一旦超出范围需要立即做出响应；规程之间的跳转条件也需要操纵员实时监视。这些在执行中都会给操纵员带来极大的负担。使用计算机化规程能够获取电厂实时数据，当参数超出范围时提醒操纵员做出相应的响应。同时自动判断各个规程的入口条件，正确及时地选择运行规程，减少操纵员错误使用运行规程的可能性，在减轻操纵员记忆负担的同时尽可能避免人因失误。

4）基于计算机软件实现的计算机化规程系统具有先进的查找搜索功能，能够很方便地快速定位操纵员需要的信息，良好的人机交互和多种渠道的获取信息的方式，能够避免操纵员疏漏信息导致错误，有利于操纵员做出正确的操作。另外，友好熟悉的人机界面也能够创造出比较轻松的运行环境，减少运行人员的压力。

4、CAP1400计算机化规程系统存在的问题

计算机化规程系统作为正在开发的系统，肯定也会存在各种各样问题。首先便是规程的更新问题。由于是最新型的机组，当前机组的运行规程还处于开发阶段，需要进行大量的更改，即使是生效版本，也依旧可能会在后续的使用中频繁进行升版，保证计算机化规程的时效性便成为一个特别关键的点。其次便是运行速度的问题。作为参考的依托项目的计算机化规程系统在使用中普遍反映运行速度慢，如果用户打开多个规程时，规程执行画面的切换就会变的很慢。为了使用计算机化规程系统，这些都是需要解决掉的问题。

结语

作为三代大型先进压水堆，计算机化规程系统在机组上成功应用，能够为运行人员提供更为有力的运行工具，大大提升运行管理水平，为核电站的安全运行提供更好地保障。相较于传统纸质版规程，计算机化规程系统能够更好地把握电厂全局状态，为操纵员提供丰富的相关信息，提高规程执行的便捷性和效率，降低了操作的负荷，有着无可比拟的优势。同时，需要注意计算机化规程还有很多的问题，在使用前必须进行慎重斟酌，循序渐进，在保证安全的前提下进行使用，确保机组更加安全、稳定的运行。

参考文献

1 刘飞，核电厂计算机化操作规程系统研究[D]，哈尔滨；哈尔滨工程大学，2009

2 郭述志 刘欣，大型先进压水堆核电站CAP1400示范工程运行规程体系综述[J]，科技与企业，2015，（10）；195

3 文芳，计算机化规程系统在AP1000中的应用[J]，中国核电，2012，（1）：68-73