Q01 安全安全級儀控系統(tǒng)數(shù)字化改造及維護(陸煒偉)

1、PAGE18安全級儀控系統(tǒng)數(shù)字化改造及維護秦山核電有限公司 蔣祖躍 陸煒偉摘要: 秦山核電廠是我國第一個采用數(shù)字化技術(shù)來改造基于模擬技術(shù)的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的核電廠。本文即是以秦山核電廠反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備改造項目作為事實基礎(chǔ)，分別從項目規(guī)劃、前期準備、項目招標、系統(tǒng)設(shè)計、工廠試驗、設(shè)備安裝、設(shè)備調(diào)試以及系統(tǒng)維護等方面闡述了安全及儀控系統(tǒng)數(shù)字化改造項目涉及的全過程的情況，力求從實踐總結(jié)的角度歸納和總結(jié)在役核電站安全級儀控系統(tǒng)改造的計劃控制和實施控制方面的經(jīng)驗和教訓(xùn)，以供國內(nèi)其他在役電站的安全儀控系統(tǒng)數(shù)字化改造項目參考和借鑒。關(guān)鍵詞:反應(yīng)堆保護系統(tǒng)；數(shù)字化改造；工廠試驗（FT）；安裝；調(diào)試；系

2、統(tǒng)維護；TELEPERM XS（TXS）；浴盆曲線概述 秦山核電有限公司300MW機組原有模擬反應(yīng)堆保護系統(tǒng)采用的是國內(nèi)70年代的固態(tài)電路技術(shù)，主要采用分離元件，設(shè)備自1991年投運于以來，由于設(shè)計、設(shè)備制造工藝水平等因素，可靠性日趨下降，雖然后期經(jīng)過了一些更新改造，但是無法從根本上解決系統(tǒng)與現(xiàn)行的核電法規(guī)、標準的相沖突之處，如通道間沒有實體分割，不滿足電氣隔離要求等，秦山核電公司在2000年決定開始研究系統(tǒng)全面更新改造的問題。并且開始成立了儀控綜合改造（反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備）項目組，儀控綜合改造（反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備）項目的主要任務(wù)是使用國際上成熟的數(shù)字化計算機技術(shù)將秦山核電廠原

3、有的基于上個世紀70年代模擬技術(shù)的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)、專設(shè)安全設(shè)施邏輯驅(qū)動系統(tǒng)和堆外核測量系統(tǒng)進行全面改造。下圖為改造前的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)原貌，可以看到反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的4個冗余通道被放置在同一個區(qū)域內(nèi)，相互之間沒有任何的實體分割，機柜內(nèi)部的工藝技術(shù)水平較低，線路凌亂，檢修空間狹窄。整個項目從2001年開始啟動，經(jīng)歷了4年多的國內(nèi)外調(diào)研工作，經(jīng)過廣泛的討論和研究，并由中核集團核電部專門組織召開了核電專家會議，最終確立了使用數(shù)字化技術(shù)全面取代模擬技術(shù)來實施此次改造，這一項目在國內(nèi)在役核電站的安全級(1E)儀控系統(tǒng)改造項目中是第一個全面采用數(shù)字化技術(shù)實施的項目，并且改造必須利用電站換料大修的時間實施，面對

4、的壓力和挑戰(zhàn)是非常大的,只能成功不能失敗。 項目于2005年9月簽訂了主設(shè)備采購合同，主設(shè)備供貨商為法國的Framatome ANP（現(xiàn)改為AREVA NP），采用的是TELEPERM XS安全儀控平臺，該平臺在世界上其他新建電站和在役電站改造中均使用過，國內(nèi)的田灣核電站就是采用TELEPERM XS平臺和常規(guī)島儀控平臺TELEPERM XP作為全數(shù)字化儀控的平臺。根據(jù)項目的執(zhí)行計劃，先后經(jīng)過了以下主要階段:初步設(shè)計階段；詳細設(shè)計階段；設(shè)備制造階段；系統(tǒng)和設(shè)備的工廠調(diào)試階段；系統(tǒng)和設(shè)備出廠驗收；系統(tǒng)和設(shè)備的安裝和現(xiàn)場調(diào)試；系統(tǒng)和設(shè)備投用 整個項目的執(zhí)行周期為28個月，是國際上采用同種平臺技術(shù)的

5、改造項目中執(zhí)行周期最短的,作為秦山核電有限公司特大技術(shù)改造項目，總體執(zhí)行情況良好。項目的規(guī)劃. 技術(shù)路線二十多年來，儀控技術(shù)從模擬控制、基于CPU的模擬控制技術(shù)向基于網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)字化控制轉(zhuǎn)變。特別是近年來，經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化和標準化，數(shù)字化技術(shù)的可靠性有了明顯的提高，儀控系統(tǒng)的數(shù)字化有了飛速的發(fā)展。各核電發(fā)達國家紛紛推出了用于核電廠安全儀控系統(tǒng)的數(shù)字化平臺。經(jīng)過持續(xù)的改進，已逐步走向成熟。近年來，新建的百萬千瓦級以上核電機組已無一例外地都采用了數(shù)字化技術(shù)，以提高機組的安全性和可運行性。對于運行了幾十年，現(xiàn)在面臨著技術(shù)升級和改造的在役核電廠來說，究竟該選擇哪種技術(shù)去完成它們的使命是傳統(tǒng)的模擬技術(shù)還

6、是數(shù)字化技術(shù)各個核電廠依其自身的條件，有不同的選擇。但是有一點是肯定的，即越來越多的核電廠選擇數(shù)字化技術(shù)來改造它們的儀控系統(tǒng)，利用數(shù)字化技術(shù)的綜合優(yōu)勢提高整個系統(tǒng)的可靠性。其主要的原因有以下兩個方面：（1）數(shù)字化技術(shù)本身的優(yōu)點，如：在線診斷、故障定位、信息顯示與信息處理、試驗范圍廣、完整；（2）經(jīng)過嚴格的設(shè)備合格鑒定的數(shù)字化平臺的可靠性，特別是軟件的可靠性有了很大的提高，甚至超過了模擬技術(shù)構(gòu)建的平臺，贏得了業(yè)界的信賴。但是，對在役運行的老電廠來說，安全儀控系統(tǒng)的改造并不容易，何況要將基于模擬技術(shù)的安全儀控系統(tǒng)改為基于數(shù)字化技術(shù)的安全儀控系統(tǒng)，需要解決很多認識、管理和技術(shù)問題。 首先，需要克服認

7、識上的障礙。雖然數(shù)字化技術(shù)有許多模擬技術(shù)不可比擬的優(yōu)點，但組織內(nèi)部對此認識并不一致。這需要結(jié)合本電廠的實際情況進行客觀的分析和比較，對技術(shù)改造風(fēng)險的可控性進行評估。而組織內(nèi)高層管理者對數(shù)字化安全儀控系統(tǒng)的支持是非常必要的。其次，管理上要建立和完善一套嚴格的管理流程和問題處理機制，以降低技術(shù)改造帶來的風(fēng)險。秦山核電廠經(jīng)過多年的技術(shù)改造實踐，已經(jīng)建立了一套基本完善和有效的管理體系，并處于持續(xù)的改進之中。最后，從技術(shù)上要對多種方案進行可行性分析，確定改造的范圍、總體技術(shù)方案、系統(tǒng)之間的信號接口原則。 國外核電廠的改造經(jīng)驗 數(shù)字化技術(shù)除了本身具備許多優(yōu)點以外，在工程實施方面也有它的許多優(yōu)勢，能幫助解決

8、許多工程實際問題。在役運行核電廠的改造受到諸多因素的制約，其中最主要的有：一是空間環(huán)境的限制。通常設(shè)備空間環(huán)境的大小與原系統(tǒng)的設(shè)計是匹配的，新系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量和體積受原設(shè)計空間環(huán)境的限制。秦山核電廠原保護系統(tǒng)各通道之間沒有實現(xiàn)有效的通道分隔，四個通道的設(shè)備安裝在一個設(shè)備間中，改造后需要將設(shè)備按通道進行實體分隔，原設(shè)備間不可用，需要找新的設(shè)備間。數(shù)字化系統(tǒng)集成度高，占用空間小。二是施工時間的限制。為了不影響核電廠的正常發(fā)電，技術(shù)改造工程一般安排在換料大修期間進行，允許的施工時間受主線計劃嚴格控制。數(shù)字化系統(tǒng)大多數(shù)信號采用通訊方式，安裝工作量相對較少，施工時間相對較短。數(shù)字化系統(tǒng)的在線診斷、故障定位

9、、信息顯示等優(yōu)點可以縮短系統(tǒng)調(diào)試時間。國外核電廠的改造工程也充分考慮了上述兩個因素。匈牙利Paks核電廠擁有前蘇聯(lián)建造的4個VVER-440MW壓水堆機組，分別于19992002年期間完成了4個機組的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)數(shù)字化改造。該電廠舊的保護系統(tǒng)有2個停堆保護通道，3個專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動通道，改造后將停堆保護擴展為3個通道并與專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動通道合并，電纜和機柜利用專設(shè)安全設(shè)施驅(qū)動原有的3個通道敷設(shè)，其設(shè)備空間相對較大。瑞士Beznau核電廠擁有西屋公司設(shè)計的2個雙回路380 MW壓水堆機組，分別于2000年和2001年完成對1號和2號機組的反應(yīng)堆控制、保護系統(tǒng)的數(shù)字化改造。該電廠最后在電氣設(shè)備間

10、中找到了一席空間用于安裝新的保護系統(tǒng)，設(shè)備間分布相對分散。原先41個機柜分布在兩個設(shè)備間中，改造后為共20個機柜分布在4個設(shè)備間中。瑞典Ringhals核電廠則從多樣性和節(jié)省投資角度考慮，打算保留原有的模擬保護系統(tǒng)，新增一個數(shù)字化保護通道。也有的核電廠，如芬蘭的Loviisa核電廠，專門新建一個儀控廠房，用于安裝新的數(shù)字化保護系統(tǒng)，待新系統(tǒng)安裝和調(diào)試成功以后再與老系統(tǒng)切換。上面所述的各種方案并沒有優(yōu)劣之分，都是各核電廠根據(jù)自身的實際情況選擇的最優(yōu)布置方案。布置方案雖然不同，但是改造后的新系統(tǒng)基本都采用了數(shù)字化技術(shù)。 總體規(guī)劃秦山核電有限公司從2001年開始啟動儀控綜合改造計劃。通過市場調(diào)研和與

11、原設(shè)計單位上海核工院合作，編寫了儀控綜合改造（反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備）項目可行性研究報告。在該報告中，首次提出了分3個階段對秦山核電廠儀控系統(tǒng)進行必要的技術(shù)改造，以提高電廠儀控系統(tǒng)的可靠性。這3個階段分別為：前期規(guī)劃完成反應(yīng)堆保護系統(tǒng)和堆外核測系統(tǒng)的改造，提高可靠性，解決通道實體分隔、信號通道隔離等問題，但保持主控室的人機界面基本不變，只對主控室、應(yīng)急控制室涉及反應(yīng)堆保護系統(tǒng)和堆外核測系統(tǒng)的相關(guān)信號顯示進行局部的適應(yīng)性改進。前提是電廠計算機系統(tǒng)和輻射監(jiān)測系統(tǒng)需先行實施改造，為反應(yīng)堆保護系統(tǒng)和堆外核測系統(tǒng)改造創(chuàng)造條件。堆外核測系統(tǒng)和反應(yīng)堆保護系統(tǒng)安排在同一時間進行改造，主要考慮4個原因：一是

12、堆外核測系統(tǒng)與保護系統(tǒng)的設(shè)備平臺和制造工藝相同；二是系統(tǒng)設(shè)計中存在的缺陷（如：通道分隔）與保護系統(tǒng)類似；三是與保護系統(tǒng)的信號接口數(shù)量繁多且復(fù)雜；四是核測量參數(shù)響應(yīng)時間受事故分析的限制，采用同一個設(shè)備平臺可以減少不必要的中間轉(zhuǎn)換接口或環(huán)節(jié)。中期規(guī)劃對核島和常規(guī)島過程控制和熱工測量儀表進行改造。對主控室、應(yīng)急控制室涉及熱工測量儀表的相關(guān)顯示信號進行局部的適應(yīng)性改進。后期規(guī)劃改進主控室人機界面，進一步增強電廠計算機的功能。反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的改造是秦山核電有限公司300MW機組儀控綜合改造規(guī)劃中的一部分。這里我們主要討論這部分改造工作的規(guī)劃。按照現(xiàn)行核安全法規(guī)的要求，安全儀控系統(tǒng)各通道之間應(yīng)

13、實體分隔。秦山核電有限公司300MW機組反應(yīng)堆保護系統(tǒng)、堆外核測系統(tǒng)在原設(shè)計中全部置于一個控制室區(qū)域中，不具備實體分隔的條件。設(shè)備布置和系統(tǒng)設(shè)計與上述國外核電廠相比有很大不同，沒有現(xiàn)成的改造方案可以照搬，必須應(yīng)地制宜，選擇合適的改造時機和制定改造方案。制定改造規(guī)劃時應(yīng)考慮以下因素：（1）核電廠十年換料大修規(guī)劃；（2）核電廠中長期技術(shù)改造規(guī)劃；（3）現(xiàn)場實際環(huán)境狀況；（4）企業(yè)資金狀況?？紤]電廠十年換料大修規(guī)劃的主要目的是選擇合適的實施時機。核電廠的換料大修按照持續(xù)時間的長短一般分為三種類型：十年度換料大修，包含許多大型重要設(shè)備解體檢查和在役檢查工作，工期最長；年度換料大修則以堆芯換料為主，外加

14、少量的預(yù)防性維修工作，工期最短；五年度換料大修的工作量和工期則介于十年度換料大修和年度換料大修之間。由于改造工程伴隨著大量的設(shè)備安裝和調(diào)試工作，最好安排在工期較長的十年度換料大修期間完成最后的實施工作。實際執(zhí)行過程中，按照工程實際進展?fàn)顩r分成23次大修來實施較為現(xiàn)實。為了獲得足夠的設(shè)備空間環(huán)境，還必須結(jié)合電廠中長期技術(shù)改造規(guī)劃將相關(guān)設(shè)備的改造計劃和進程納入到改造規(guī)劃中。秦山核電有限公司300MW機組第10次換料大修屬于十年度換料大修，因此，結(jié)合電廠計算機和輻射監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀況和改造需求，在第7次換料大修前開始對電廠中長期技術(shù)改造規(guī)劃進行調(diào)整，并對反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的改造工作作具體規(guī)劃

15、：（1）第8次換料大修期間對電廠計算機和輻射監(jiān)測系統(tǒng)進行改造，并將這兩個系統(tǒng)移到其它設(shè)備間中，騰出原有的設(shè)備間用于反應(yīng)堆保護系統(tǒng)、堆外核測系統(tǒng)的改造。（2）第9次換料大修期間和第10燃料循環(huán)期間完成土建結(jié)構(gòu)修改施工，為設(shè)備現(xiàn)場安裝做好準備。 (3)第10次換料大修期間實施新設(shè)備的安裝和系統(tǒng)調(diào)試。 按照以上規(guī)劃安排改造計劃，既不影響電廠的正常發(fā)電，也不需要額外新建設(shè)備廠房，降低了改造成本。項目的實施. 實施策略制定實施策略應(yīng)與技術(shù)改造的目的相結(jié)合。秦山核電廠反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備改造的主要目的有以下4個方面：（1）提高安全系統(tǒng)的可靠性和安全性，滿足了核安全法規(guī)的要求；（2）理清和規(guī)范與其它控

16、制系統(tǒng)的接口，為后續(xù)的儀控系統(tǒng)改造創(chuàng)造條件；（3）在安全儀控系統(tǒng)中引進數(shù)字化理念，通過實踐培養(yǎng)技術(shù)骨干，更新知識、擴展知識面；（4）在數(shù)字化安全系統(tǒng)改造的項目管理方面摸索和積累經(jīng)驗，為擴建機組全面采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)作管理、技術(shù)和人才方面的準備。鑒于以上目的和國內(nèi)外數(shù)字化安全儀控技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，秦山核電廠結(jié)合具體國情和電廠的實際情況采取“以我為主，中外合作，充分利用國內(nèi)技術(shù)力量”的實施策略，以此達到既改造設(shè)備，又培養(yǎng)技術(shù)人才的目的。反應(yīng)堆保護系統(tǒng)、堆外核測系統(tǒng)的改造涉及與其它控制、測量系統(tǒng)眾多復(fù)雜的接口。因此，改造工作必須以秦山核電廠為主，按照電廠現(xiàn)行的技術(shù)改造項目管理制度進行管理。從設(shè)備供貨合

17、同簽訂開始，就為自主承擔(dān)現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)試做準備。參與系統(tǒng)功能需求的編制、系統(tǒng)初步設(shè)計、詳細設(shè)計過程和設(shè)計審查，參與工廠試驗，接受相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)。通過這些活動深入理解系統(tǒng)知識，熟練掌握操作和維護的基本技能，及時澄清設(shè)備接口，反饋運行經(jīng)驗，確保系統(tǒng)功能的改進和優(yōu)化符合功能設(shè)計需求。為按計劃完成現(xiàn)場調(diào)試作技術(shù)準備。通過設(shè)備招標，選擇具有豐富工程經(jīng)驗的供貨商和他們成熟的有良好應(yīng)用業(yè)績的數(shù)字化安全儀控平臺構(gòu)建反應(yīng)堆保護系統(tǒng)、堆外核測系統(tǒng)。原設(shè)計單位作為技術(shù)支持單位編寫技術(shù)規(guī)范書和系統(tǒng)功能需求、提供事故分析驗算，負責(zé)初步設(shè)計和施工設(shè)計，參與對供貨商的設(shè)計審查、系統(tǒng)調(diào)試。 供貨商選擇改造的實施策略定下來后，為了

18、完成改造項目，選擇合適的主設(shè)備供貨商就顯得尤為重要，這是項目成功的一個重要環(huán)節(jié)，通過項目前期的調(diào)研和分析，要完成安全級儀控系統(tǒng)的數(shù)字化改造，供貨商除了要具備數(shù)字化技術(shù)平臺產(chǎn)品的生產(chǎn)能力外，最為重要的一點是供貨商的數(shù)字化技術(shù)平臺必須通過1E級認證，并取得權(quán)威機構(gòu)的認證證書，基予數(shù)字化技術(shù)的特點，產(chǎn)品平臺除了包括硬件產(chǎn)品外，最重要的是配套的1E級軟件，根據(jù)國際國內(nèi)的相關(guān)標準，用于安全級儀控系統(tǒng)的數(shù)字化平臺軟件必須滿足一系列法規(guī)和標準的要求（例如：用于安全級儀控系統(tǒng)的軟件平臺必須通過V&V驗證要求，軟件的V&V主要依據(jù)IEC 60880-1-19861和IEC 60880-2-20002），目前國內(nèi)

19、的現(xiàn)狀和水平是，還沒有一家國內(nèi)供貨商能提供經(jīng)過1E級認證的數(shù)字化安全儀控技術(shù)平臺，因此供貨商的選擇只能著眼于國外供貨商，而目前具備這一資質(zhì)能力的供貨商有美國西屋電氣公司、法國AREVA NP公司、法國DS&S公司、美國的IPS公司、日本的三菱公司、韓國的HFC公司等等，而這幾家公司中，大多數(shù)公司的安全級儀控系統(tǒng)平臺的應(yīng)用經(jīng)驗還較少，廣泛缺乏應(yīng)用業(yè)績，只有少數(shù)幾家公司擁有應(yīng)用業(yè)績，特別是老電站的改造工作中。秦山核電有限公司300MW機組反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備改造項目是通過國際招標的方式選擇供貨商的，最終應(yīng)標的公司有法國DS&S公司、日本三菱公司、韓國HFC公司和法國的AREVA NP公司。對

20、于改造項目的現(xiàn)實應(yīng)用來講，數(shù)字化安全儀控平臺的成熟性最為重要，所謂的成熟性，主要是指成功的應(yīng)用業(yè)績，在上述提到的幾家國外供貨商中，從應(yīng)用業(yè)績的角度來衡量，法國的AREVA NP公司的TELEPERM XS安全級儀控平臺的應(yīng)用業(yè)績最為廣泛，無論是在新建電站項目中，還是在老電站的改造項目中均有成功的應(yīng)用業(yè)績。秦山核電有限公司最終供貨商的選擇主要依據(jù)以下幾個判斷依據(jù)：技術(shù)平臺的成熟性；價格的合理性；供貨方案的可行性；進度工期的合理性。實際最終的項目執(zhí)行結(jié)果也證明了當(dāng)初的選擇是正確的，我們創(chuàng)造了國際上使用同種數(shù)字化安全儀控技術(shù)平臺實現(xiàn)改造的項目中執(zhí)行周期最短的紀錄。下圖是項目的總體供貨進度計劃。 系統(tǒng)

21、設(shè)計數(shù)字化安全儀控系統(tǒng)的設(shè)計，有著其不同于模擬系統(tǒng)設(shè)計的特點，這一特點就是計算機軟件的引入，正因為這一特點，使得系統(tǒng)的設(shè)計客觀上要遵循數(shù)字化系統(tǒng)設(shè)計的流程，設(shè)計流程從大的方面講分為三個階段：用戶目標系統(tǒng)需求規(guī)范書準備和澄清階段，這一階段的主要任務(wù)是由用戶及其設(shè)計后援單位提供用于改造的目標系統(tǒng)的功能需求、接口資料等設(shè)計輸入信息，這里需要強調(diào)一點，這些資料最終將成為供貨商完成系統(tǒng)設(shè)計的輸入文件，那么就存在一個資料的可用性問題，即提供的文件必須是供貨商的設(shè)計人員能夠理解的，當(dāng)然這里就涉及到語言和格式問題。通常解決這一問題的最好辦法是，由供貨商提供文件的語言和格式要求，而由用戶及其技術(shù)后院單位完成文件

22、編制工作，或是業(yè)主和供貨商聯(lián)合完成這類文件的編制工作。秦山核電有限公司300MW機組的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的改造項目采用的是業(yè)主及其技術(shù)后援單位獨立完成的方式。項目的實際執(zhí)行情況是，業(yè)主改造項目組和設(shè)計后援院花了2個半月的時間完成了該項工作。系統(tǒng)初步設(shè)計階段，這一階段的主要任務(wù)是由主設(shè)備供貨商來完成的，主要的工作是根據(jù)業(yè)主提供的設(shè)計輸入文件，完成系統(tǒng)總體設(shè)計相關(guān)的文件，如系統(tǒng)的概念設(shè)計報告、系統(tǒng)接口配置報告、定期試驗概念報告、報警概念報告、系統(tǒng)邏輯功能詳細配置文件、應(yīng)用軟件設(shè)計需求、軟件配置管理計劃、土建工程輸入數(shù)據(jù)、系統(tǒng)接地概念等。這一階段是為下一階段的設(shè)計工作準備所有需要的信息文件，

23、本階段是由供貨商中的對電站系統(tǒng)工藝功能和配置方面的專家完成的。系統(tǒng)詳細設(shè)計階段，在上一個階段中，供貨商完成仍然是“翻譯”工作，經(jīng)過供貨商工藝設(shè)計專家的努力，將用戶提供的文件轉(zhuǎn)化成為供貨商硬件設(shè)計工程師和軟件設(shè)計工程師能夠理解和操作的“語言”文件，也就是說，拿到了初步設(shè)計階段的文件，供貨商的硬件工程師和軟件工程師就能使用平臺提供的設(shè)計工具，再不需要具備核電站工藝系統(tǒng)知識的前提下，也能獨立完成系統(tǒng)所需的硬件和軟件的設(shè)計工作，這一階段的目標就是產(chǎn)生硬件相關(guān)的文件和能夠下裝到計算機中使用的應(yīng)用軟件。 秦山核電有限公司300MW機組的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備改造項目的設(shè)計工作整個的執(zhí)行時間是從2005

24、年10月（用戶系統(tǒng)功能需求規(guī)范書編制和澄清）開始到2007年3月（詳細設(shè)計凍結(jié)）結(jié)束。當(dāng)然，在項目執(zhí)行中，在詳細設(shè)計凍結(jié)前，部分的硬件制造和軟件測試工作就已經(jīng)開始了。 設(shè)備安裝 秦山核電有限公司300MW機組反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的改造必須充分吸收國外類似項目的經(jīng)驗，并且根據(jù)自身的實際情況制定適合自己的方案。經(jīng)過充分的分析和研究，秦山核電有限公司針對這個項目制定了分步實施的改造安裝策略。第一階段準備新設(shè)備間，主要是為了完全滿足現(xiàn)行法規(guī)標準中對于反應(yīng)堆保護系統(tǒng)實體分割的要求，為此，電廠首先將電站計算機系統(tǒng)和輻射監(jiān)測系統(tǒng)實施了改造，并將這兩個系統(tǒng)從原來的設(shè)備間中移走，放置在其他設(shè)備間內(nèi)，從而為

25、反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的改造準備了新的設(shè)備間。這一工作是利用電廠的第八次換料大修完成的；第二階段新設(shè)備間改造及配套系統(tǒng)準備，新的保護系統(tǒng)設(shè)備間原為兩個大房間，而反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的原設(shè)計為4個通道的冗余系統(tǒng)，因此必須準備至少4個房間分別放置4個通道的系統(tǒng)設(shè)備，并且還要考慮改造后新系統(tǒng)工程師工作站機柜放置的空間，因此根據(jù)這樣的情況，電廠將空出來的2個大房間和1個小房間改造成4個大房間和2個小房間，其中設(shè)備間4個，工程師站機柜間1個，工具和臨時備件儲存間1個。此外，設(shè)備機柜安裝的基礎(chǔ)必須準備好，另外，為了保證改造后的新系統(tǒng)的正常使用，必須考慮通風(fēng)、照明、供電、電纜橋架等一系列配套輔助設(shè)備和環(huán)境條件。這一系列的

26、工作電廠是利用第九次換料大修完成的。下圖是改造前后的新系統(tǒng)設(shè)備間的布置情況。 第三階段原設(shè)備和電纜的拆除、主設(shè)備機柜的安裝（包括設(shè)備間和主控室）和相關(guān)電纜的敷設(shè)端接，這一階段的主要工作是將設(shè)備機柜運輸并安裝到對應(yīng)的設(shè)備間內(nèi)，并完成機柜之間電纜、光纜和現(xiàn)場信號電纜的敷設(shè)和端接工作，而這一切的工作也必須利用電廠的換料大修進行，整個施工的工作量非常巨大，涉及拆除和安裝的機柜數(shù)量為41個，拆除和新裝的電纜數(shù)量為數(shù)百根，安裝工作要求是盡可能保質(zhì)快速地完成，并且決不能出錯，還要為后面的現(xiàn)場調(diào)試節(jié)約更多的時間。此部分工作是利用電廠的第十次換料大修（十年一次的長換料大修）完成的。下圖是設(shè)備安裝完成后新系統(tǒng)一個

27、冗余通道的照片： 設(shè)備調(diào)試儀控系統(tǒng)和設(shè)備的調(diào)試一般來說都有兩個大的階段，那就是工廠試驗（Factory Test）階段和現(xiàn)場調(diào)試(Site commissioning)階段，其中第一個階段主要是供貨商在完成設(shè)備制造后進行的系統(tǒng)集成測試（就是將系統(tǒng)的硬件和軟件組裝成一個目標系統(tǒng)后進行的測試），通過這一測試可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中和制造存在的問題，并進行集中解決；第二個階段又可以分為兩個子階段，即系統(tǒng)集成單機調(diào)試和系統(tǒng)集成聯(lián)合調(diào)試，系統(tǒng)集成單機調(diào)試與工廠試驗非常類似，唯一區(qū)別是設(shè)備安裝地點不同，系統(tǒng)集成單機調(diào)試著眼于目標系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備的測試，而系統(tǒng)集成聯(lián)合調(diào)試注重目標系統(tǒng)與其有接口關(guān)系的其他系統(tǒng)之間的功能調(diào)

28、試，它是設(shè)備投運前的最后測試。按照反應(yīng)堆保護系統(tǒng)數(shù)字化改造項目的總體進度，工廠試驗是嚴格按照計劃進行的，即供貨商在完成設(shè)備制造后，在供貨商的工廠試驗場所進行系統(tǒng)集成（硬件組裝、軟件下裝、內(nèi)部電纜和光纜連接、連接測試系統(tǒng)），然后進行測試?？偣驳臏y試時間需要3個月時間。新系統(tǒng)設(shè)備的現(xiàn)場調(diào)試是在設(shè)備完成出廠驗收后，并運輸?shù)皆O(shè)備安裝現(xiàn)場進行安裝后進行的，秦山核電有限公司300MW機組的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的現(xiàn)場調(diào)試這一工作是安排在電站第十次換料大修期間進行的，與系統(tǒng)設(shè)備的安裝一樣，同樣受到時間窗口的限值，調(diào)試的進度必須嚴格配合換料大修的主線計劃執(zhí)行，并要充分考慮與其他系統(tǒng)或設(shè)備的檢修相協(xié)調(diào)（比如

29、說供電系統(tǒng)），因此改造在實際執(zhí)行中，對于計劃控制就顯得尤為重要，這里又不可避免的遇到了協(xié)調(diào)問題。 秦山核電有限公司300MW機組的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備的調(diào)試工作按照主設(shè)備供貨商的調(diào)試工作結(jié)構(gòu)分為Phase A、Phase B和Phase C三個階段。PHASE A是軟件測試階段，軟件測試不依賴于硬件設(shè)備，主要驗證軟件是否符合設(shè)計要求，并需要根據(jù)相關(guān)的國際標準進行安全級(1E)數(shù)字化儀控系統(tǒng)所特有的軟件的V&V(驗證和確認)工作,Phase A的工作由于屬于工程實施過程中特定部分的調(diào)試工作，在本文不作詳細論述；Phase B是工廠調(diào)試階段；Phase C是現(xiàn)場調(diào)試階段。 軟件的V&V在設(shè)計

30、階段全部凍結(jié)后，用于設(shè)備制造的時間是不長的，供貨商會根據(jù)整個項目的進度預(yù)約用于設(shè)備制造的時間段，隨著設(shè)計逐步趨于完成，設(shè)備的制造也就按部就班的開始了，在硬件設(shè)備制造的同時，用于系統(tǒng)的應(yīng)用軟件也進入了全面測試階段，軟件的測試，特別是用于安全級儀控系統(tǒng)的計算機應(yīng)用軟件的V&V工作，也是在這個時段進行的，由于國際標準中指示規(guī)定了安全級儀控系統(tǒng)的軟件要做V&V,并且規(guī)定實施者同軟件的編制者不能是同一組人，因此，在實際的操作中,世界上各個公司都有自己實際的做法。AREVA NP公司的實際操作時，TELEPERM XS平臺本身有一套經(jīng)過認證的V&V軟件工具，叫SIVAT，他們的做法是另外成立一個小組，使用

31、SIVAT對編制好的應(yīng)用軟件進行測試。從而滿足標準的要求。工廠調(diào)試/試驗主設(shè)備的工廠調(diào)試在整個調(diào)試過程中意義重大，通過工廠調(diào)試可以驗證系統(tǒng)設(shè)備（硬件和軟件）在設(shè)計和制造過程中是否存在問題，工廠試驗越是全面、越是細致，那么現(xiàn)場調(diào)試中出現(xiàn)問題的可能性就越小，并且對于整個項目的實施，這個階段的工作中如果發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整和糾正的條件較為充足。工廠調(diào)試之后就是主設(shè)備的出廠驗收，它標志著系統(tǒng)設(shè)備符合設(shè)計要求，制造工藝及質(zhì)量滿足設(shè)計要求，可以交給業(yè)主進行現(xiàn)場安裝和現(xiàn)場調(diào)試。 秦山核電有限公司300MW機組反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備是由本項目的主設(shè)備供貨商AREVA NP公司組織進行的，工作的執(zhí)行地點是位于德國

32、愛爾蘭根的AREVA NP儀控設(shè)備集成調(diào)試中心，主要的工作是將制造好的硬件、內(nèi)部連接線纜、調(diào)試設(shè)備、設(shè)備相關(guān)的軟件集成在一起，組成將來要在秦山核電站現(xiàn)場安裝的完整系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行單機功能和性能測試，從單系統(tǒng)的角度驗證新系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計和制造符合設(shè)計的要求。該階段的主要工作內(nèi)容是按照德方編寫并有秦山核電有限公司和技術(shù)后援單位上海核工程研究設(shè)計院審核的工廠調(diào)試大綱進行的，工廠調(diào)試的階段稱為Phase B，相應(yīng)的調(diào)試程序主要包括以下內(nèi)容: 配置檢查，主要工作是檢查新系統(tǒng)使用的軟件（包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件）的配置情況、檢查調(diào)試工具ERBUS的配置情況；: 電氣特性和通訊測試，主要包括目視檢查機柜內(nèi)硬件

33、的安裝情況、軟件嵌入功能測試、機柜實際耗散功率測試、機柜線纜連接性檢查；: 信號測試，主要包括開關(guān)量輸入信號功能測試、模擬量輸入信號功能測試、開關(guān)量輸出信號功能測試、模擬量輸出信號功能測試、模擬量精度測試等；: 系統(tǒng)性能和故障特性測試，主要包括系統(tǒng)運行模式（運行模式、參數(shù)修改模式、診斷模式）切換測試、系統(tǒng)故障特性測試（模擬多種系統(tǒng)故障情況，觀察系統(tǒng)的反應(yīng)，與預(yù)期的情況進行比較）、CPU和通訊網(wǎng)絡(luò)的負荷特性測試、系統(tǒng)響應(yīng)時間測試（包括緊急停堆系統(tǒng)和專設(shè)安全實施邏輯驅(qū)動系統(tǒng)）；: 系統(tǒng)功能試驗，主要包括系統(tǒng)啟動程序試驗、反應(yīng)堆保護系統(tǒng)功能試驗、專設(shè)安全實施邏輯驅(qū)動系統(tǒng)功能試驗、核測量系統(tǒng)功能試驗；

34、: 工藝系統(tǒng)功能試驗，主要包括正常功率條件下的功能試驗、中等頻率事故工況模擬功能試驗、稀有事故工況下模擬功能試驗、極限事故工況下模擬功能試驗。上述的調(diào)試工作主要由供貨商AREVA NP公司負責(zé)，在工廠調(diào)試期間，德方編制了工廠驗收試驗的大綱，提供給秦山核電有限公司和上海核工程研究設(shè)計院進行了審核。整個工廠調(diào)試工作，由供貨商、業(yè)主和設(shè)計后援單位的人員組成，目標是通過出廠調(diào)試，將可能存在的問題的數(shù)量控制到最低，從而減輕最終現(xiàn)場調(diào)試的壓力和風(fēng)險，整個工廠調(diào)試的時間為3個月，基本按期完成了工作。在工廠調(diào)試階段，秦山核電有限公司300WM機組反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)的改造項目遇到了幾個方面的問題，并逐一

35、進行了解決。設(shè)計修改方面的問題設(shè)備尺寸設(shè)計錯誤，在改造后的系統(tǒng)中有一個安裝在主控制室的系統(tǒng)顯示和操作盤，在工廠調(diào)試中發(fā)現(xiàn)業(yè)主的技術(shù)后援單位提供的初始設(shè)計尺寸有問題，不滿足實際安裝的需要，造成供貨商制造出來的設(shè)備無法可用，該問題屬于典型的設(shè)計輸入失誤問題，最終通過協(xié)調(diào)，供貨商重新制造了符合實際要求的設(shè)備；監(jiān)視和信息接口（MSI）計算機冗余切換問題，由于TELEPERM XS（TXS）安全級(1E)數(shù)字化儀控平臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的監(jiān)視和信息接口計算機的配置設(shè)計沒有固定的結(jié)構(gòu)，必須根據(jù)目標核電站系統(tǒng)的實際接口進行適應(yīng)性設(shè)計，因此為秦山核電有限公司300MW機組反應(yīng)堆保護系統(tǒng)設(shè)計的MSI計算機采用的是雙冗

36、余結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)的具體工程設(shè)計在工廠調(diào)試階段，發(fā)現(xiàn)冗余計算機的切換存在問題，因此供貨商在工廠調(diào)試現(xiàn)場根據(jù)實際情況修改了設(shè)計，從而滿足功能上的需要；與其他相關(guān)控制系統(tǒng)的接口問題反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)（gateway）計算機與電廠計算機系統(tǒng)之間信息通訊問題，該問題涉及到改造后的新系統(tǒng)與電廠其他計算機系統(tǒng)的通訊問題，由于兩個系統(tǒng)的供貨商不同，對于通訊功能的驗證只有在工廠調(diào)試階段才能進行驗證，經(jīng)過幾方的協(xié)商和努力，最終找到了調(diào)試這一接口的正確方法，才使問題得到解決；反應(yīng)堆保護系統(tǒng)與棒控棒位系統(tǒng)之間的接口問題，秦山核電有限公司調(diào)試參與小組在與上海核工程研究設(shè)計院的技術(shù)人員交流過程中，發(fā)現(xiàn)棒控棒位系統(tǒng)也在進

37、行改造，在設(shè)計中忽略了信號的接口已經(jīng)從電壓形式改為電流形式，從而在設(shè)計中沒有考慮4路不同的電流信號之間的隔離問題，調(diào)試參與小組迅速將這一信息反饋給了棒控棒位系統(tǒng)改造項目組，最終棒控棒位系統(tǒng)改造項目組對設(shè)計進行了修改，從而避免了最終現(xiàn)場調(diào)試階段對兩個項目執(zhí)行進度上的沖擊。這個問題是一個典型的同時進行改造的兩個不同系統(tǒng)之間接口設(shè)計協(xié)調(diào)問題。計算機負荷問題 在初步設(shè)計階段確定下來的針對反應(yīng)堆保護系統(tǒng)邏輯功能中的每一個定值器，在MSI計算機中設(shè)計了記憶環(huán)節(jié)，用于在定值器動作反轉(zhuǎn)后，鎖定了狀態(tài)，在維修人員在工程師站上確認前，能夠“記憶”狀態(tài)。但是，由于這一功能，增加了MSI計算機的CPU負荷，具備這一功

38、能的MSI計算機的CPU負荷在80%左右。根據(jù)計算機系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)驗，AREVA NP公司建議將這部分功能取消，理由如下: 這部分功能在反應(yīng)堆保護系統(tǒng)運行和維修信息計算機WINCC中已經(jīng)具備，因此沒有必要在MSI計算機中保留這部分功能；將這部分功能從MSI計算機中取消后，可以使對應(yīng)的CPU的負荷降低到70%以下，這樣可以有效地降低CPU的負荷。雖然沒有達到最優(yōu)配置，但是已經(jīng)有效的降低了指標；秦山核電有限公司改造項目組經(jīng)過討論，最終接受的德方的這一請求。實際上，在安全級(1E)數(shù)字化儀控系統(tǒng)的設(shè)計中，用于處理主邏輯處理的計算機的工作負荷最優(yōu)的配置最好控制在30%左右，信息處理計算機的工作負荷最好控

39、制在50%左右，主要是確保滿足功能和性能要求的前提下，系統(tǒng)配置的最簡化（性能和成本的平衡）。功能變化引出的問題在做系統(tǒng)斷送電試驗的時候，發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)備投電過程中可能會觸發(fā)專設(shè)信號動作，原因主要是反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的邏輯處理CPU中的軟件2/4模塊為2/4-FS模塊，這一模塊的特性是當(dāng)輸入信號有3路（來自于保護系統(tǒng)的三個通道）帶故障狀態(tài)位時，會使輸出強制為邏輯“1”信號，即會直接導(dǎo)致停堆動作和專設(shè)信號動作，但是必須是三個通道同時有問題，在這種情況下，三個通道將本通道的2/4-FS模塊輸出的強制“1”信號送到ESFAS的CPU中進行2/4表決，如果滿足2/4 條件，則會觸發(fā)專設(shè)驅(qū)動信號。針對這一新的特

40、性，在新的保護系統(tǒng)投運以后，在將來的系統(tǒng)維護過程中，如果發(fā)生系統(tǒng)全部斷電的情況，在系統(tǒng)重新送電過程中需要使用專門的程序進行控制，避免的專設(shè)功能的誤動作。這一問題在設(shè)計階段是無法預(yù)見的，只有通過調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和理解。在新反應(yīng)堆保護設(shè)計中，德方?jīng)]有考慮到將來反應(yīng)堆保護系統(tǒng)在秦山現(xiàn)場進行功能試驗的可實施性，以及將來在設(shè)備故障維修中的便利性，根據(jù)這一需求，要求德方充分利用模擬量信號和開關(guān)量信號軟件輸入中的A-SIG和B-SIG模塊的信號仿真功能，在每一個模擬量信號和開關(guān)量信號對應(yīng)得A-SIG或B-SIG軟件模塊上增加信號仿真功能，利用這兩個模塊內(nèi)建的信號仿真功能來滿足反應(yīng)堆保護系統(tǒng)功能試驗和現(xiàn)場設(shè)備故障

41、維修的安錯實施功能。現(xiàn)場調(diào)試的情況證明這一功能的重要性和實用性。供電部分部件的性能問題德方的TXS機柜AC/DC電源模塊的上電瞬態(tài)峰值電流的參數(shù)情況是:每個AC/DC模塊上電瞬態(tài)的峰值電流為15A/30ms。向上海核工程研究設(shè)計院負責(zé)秦山核電有限公司300MW機組的UPS改造項目方面工作的同志進行了溝通，基本分析的情況是: 用于反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的TXS機柜的一路電源最大瞬態(tài)峰值電流為90A/30ms，因此要求在UPS側(cè)的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的每個通道的雙路電源的每一路空氣開關(guān)的瞬態(tài)電流忍受能力要達到要求，最終由上海核工程研究設(shè)計院選定了的UPS側(cè)的空氣開關(guān)的型號為ABB公司的S502-D16型開關(guān)，該

42、開關(guān)的瞬態(tài)額定電流忍受能力是160A-320A/100ms。同時要求AREVA NP對這一系列的空氣開關(guān)補充鑒定，并提供鑒定文件，使得這一問題圓滿解決。 現(xiàn)場調(diào)試 改造后系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試屬于整個系統(tǒng)調(diào)試Phase C階段的工作，秦山核電有限公司300MW機組反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備改造項目的現(xiàn)場調(diào)試工作共分為三個階段: 系統(tǒng)單機性能和功能試驗，簡稱C1；系統(tǒng)與外部系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，簡稱C2；反應(yīng)堆裝料、啟動和功率運行階段的各項試驗，簡稱C3。這三個階段在實際執(zhí)行的過程中受到項目安裝進程的影響，并受到電站第十次換料大修主線計劃的制約。為了完成調(diào)試工作，必須編寫用于指導(dǎo)調(diào)試工作的調(diào)試大綱和調(diào)試細則，秦

43、山核電有限公司300MW機組的調(diào)試大綱的是參照核安全法規(guī)34 、相關(guān)核安全導(dǎo)則5和秦山核電廠初始調(diào)試大綱（FSAR6第14章）的要求及相關(guān)內(nèi)容由秦山核電有限公司負責(zé)編制的，并征求了設(shè)計后援單位上海核工程研究設(shè)計院的意見，最后提交中國國家核安全局進行審批的。配套的調(diào)試細則也是由秦山核電有限公司反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備改造項目組負責(zé)編制的。現(xiàn)場調(diào)試的目的主要是:驗證和確認系統(tǒng)設(shè)備安裝的正確性和內(nèi)部接口連接的正確性；驗證和確認系統(tǒng)外部接口連接符合設(shè)計和規(guī)范要求；驗證和確認系統(tǒng)性能指標符合設(shè)計要求，與工廠調(diào)試的測試結(jié)果數(shù)據(jù)一致；驗證和確認系統(tǒng)功能符合設(shè)計要求；為本系統(tǒng)投運后的電站安全運行積累資料和數(shù)

44、據(jù)。下面是現(xiàn)場調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)和處理的主要問題： 硬件模件故障問題，在新系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試過程中一般都會產(chǎn)生模件故障的問題，這是硬件產(chǎn)品故障模式統(tǒng)計規(guī)律（浴盆曲線）中說的設(shè)備投運的最初階段是故障高發(fā)的階段之一，在秦山核電有限公司300MW機組反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備改造項目現(xiàn)場調(diào)試過程中共發(fā)現(xiàn)有5類共7塊模件出現(xiàn)功能或性能上的問題，而這些模件在工廠試驗階段是沒有問題的，故障的原因主要是設(shè)備運輸和安裝過程中存在不利于模件的條件，導(dǎo)致部分質(zhì)量不佳的模件早期失效。 信號處理對于工作環(huán)境的適應(yīng)問題，這類問題中比較突出的就是本次改造涉及的堆外核測系統(tǒng)源量程探測器信號引入的噪聲問題。下面將比較詳細地將這類典型的

45、處理干擾的調(diào)試工作進行介紹。 在系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試過程中，一直有一個問題始終阻礙著堆外核測系統(tǒng)源量程功能的調(diào)試工作，這個問題就是源量程B通道的探測器信號噪聲問題。這個問題早在電廠第九次換料大修期間，AREVA NP的德國專家來秦山核電廠現(xiàn)場進行堆外核測系統(tǒng)探測器信號狀況測量時，使用舊的核測量系統(tǒng)源量程放大器測量探測器信號，就發(fā)現(xiàn)核測量系統(tǒng)源量程B通道的探測器信號本底噪聲偏大，導(dǎo)致源量程B的探測器信號質(zhì)量很差，噪聲信號甚至?xí)蜎]部分真實的中子信號，在電廠第十次大修機組停堆的過程中，新的數(shù)字化的核測量系統(tǒng)已經(jīng)安裝完成，AREVA NP的德國專家和秦山核電公司的技術(shù)人員一期再次對源量程A和B的探測器信號進

46、行了測量和比對，結(jié)果仍然顯示源量程B的噪聲水平明顯偏大，德國專家一直堅持對產(chǎn)生噪聲的原因進行廣泛的分析，以求從源頭將噪聲去除，但是，源量程探測器電纜從01#廠房一次屏蔽墻開始，沿途經(jīng)過02#廠房貫穿區(qū)，05#廠房電纜層，最終到達反應(yīng)堆保護系統(tǒng)/核測量系統(tǒng)設(shè)備間，產(chǎn)生噪聲的可能性很多，很難找到影響最大的噪聲信號，而且，噪聲信號本身是客觀存在的，想從根本上去處噪聲是很難的，尤其是老電站的改造項目，因此可行的辦法是對探測器信號的屏蔽處理加強或是削弱噪聲信號的干擾水平。 基于這樣的認識和判斷，項目組進行了多種嘗試，發(fā)現(xiàn)源量程B探測器電纜的敷設(shè)路徑尤其是核輔助廠房02#貫穿區(qū)至控制廠房05#之間的路徑上

47、噪聲水平很高，項目中設(shè)計的源量程B探測器電纜的敷設(shè)路徑上電纜橋架上層敷設(shè)有動力電纜，電纜橋架的沒有上蓋板，源量程B的信號屬于微脈沖信號，非常容易受到干擾的影響，因此用于源量程探測器的信號電纜要求很高，目前采用的是法國進口的帶有7層屏蔽的低噪聲電纜，電纜本身的性能已經(jīng)是很好了，但是如果工作環(huán)境惡劣，屏蔽作用也是不可能做到100%有效的，項目組經(jīng)過討論和研究，采取了以下的處理： 在源量程B的探測器電纜大橋架內(nèi)（02#廠房貫穿區(qū)至05#廠房之間）專門敷設(shè)了單獨的敷設(shè)了兩層小橋架，一層是鋼質(zhì)的，一層是鋁質(zhì)的，并且對這兩層小橋架的接地進行了處理進行了認真處理。處理結(jié)果顯示，對于防止噪聲沒有作用； 使用臨

48、時電纜（約57米）在輔助廠房02#貫穿件處延長源量程B的信號電纜，探測器高壓為0V，噪聲水平降低（從350mV降低到200mV），當(dāng)探測器高壓為750V時，噪聲水平降為50mV，效果很好； 將源量程A的探測器信號接到源量程B通道的電纜上，探測器高壓為800V，信號噪聲為150mV，結(jié)果顯示，噪聲信號來自源量程B電纜通道（02#廠房貫穿區(qū)至05#廠房之間）。 將源量程B的探測器信號接到源量程A通道的電纜上，并且使用臨時延長電纜（約50米），探測器高壓800V，信號噪聲很小，越為50mV； 將源量程B的探測器信號電纜（從02#廠房貫穿區(qū)至05#廠房之間）重新敷設(shè)，并且從原來的大電纜橋架移動到電纜C

49、通道的新的電纜護套管內(nèi)，敷設(shè)后，探測器高壓為800V，信號噪聲小于70mV，有一定效果，但是，噪聲水平不穩(wěn)定，偶爾會出現(xiàn)高噪聲信號，處理效果不明顯。 將源量程B的探測器信號電纜（從02#貫穿區(qū)至05#廠房之間）重新敷設(shè)的基礎(chǔ)上，在05#廠房堆外核測系統(tǒng)B1通道的設(shè)備間內(nèi)延長接入了一根信號電纜（約100米），并且將電纜進行圈繞，處理后，噪聲水平比較穩(wěn)定的控制在70mV以下。 從上面的處理可以看出，對于噪聲信號的防治和削弱的機制還需要進行深入的研究，至少可以看出，延長信號電纜的方法可以有效地削弱噪聲的水平，從而起到良好的抗噪效果。 新系統(tǒng)與電廠主控制室接口問題 新系統(tǒng)送主控室指示信號驅(qū)動方式問題，

50、在進行反應(yīng)堆保護系統(tǒng)接口調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)堆保護系統(tǒng)送主控室指示燈信號的驅(qū)動方式設(shè)計錯誤，將電平驅(qū)動方式錯誤的設(shè)計成了繼電器干觸點外供電驅(qū)動方式，經(jīng)和AREVA NP現(xiàn)場技術(shù)人員討論，對這部分接口設(shè)計進行了修改，并且實施到系統(tǒng)中，修改后，這部分的信號接口功能正常。 反應(yīng)堆保護系統(tǒng)允許P信號送主控室指示多樣性問題，在機組大修的啟動過程中，發(fā)現(xiàn)P-10允許信號存在閉鎖無效現(xiàn)象，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)原因是新的反應(yīng)堆保護系統(tǒng)引入了多樣性a和多樣b的邏輯處理，以P-10信號為例，多樣性a和多樣b都會產(chǎn)生P-10信號，但是由于兩個多樣性的計算機相互獨立，因此理論上存在相同的P-10信號的差異，但是兩個多樣性共用一個

51、狀態(tài)指示燈，這對主控操作員很不利，他們在操作時對P-10信號的狀態(tài)判斷不全面，容易造成閉鎖操作無效。 解決這一問題的根本方法是在主控室針對P-10信號同時設(shè)立兩個狀態(tài)指示燈（一個來自多樣性a，一個來自多樣性b），這一問題最終是在設(shè)備投運后的一個燃料循環(huán)后的換料大修進行優(yōu)化修正的。 新系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)接口設(shè)計失誤問題 2008年1月12日17:20將控制棒投自動,隨后機組升功率，目標93MW。17:30主控室操作員發(fā)現(xiàn)參考平均溫度升至攝氏度時，主系統(tǒng)平均溫度為攝氏度，而控制棒仍未自動提升。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)反應(yīng)堆保護系統(tǒng)發(fā)給反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)一個“禁止自動提棒”信號，而此時不應(yīng)發(fā)出這個信號，經(jīng)過仔細檢

52、查，發(fā)現(xiàn)原來是反應(yīng)堆保護系統(tǒng)送反應(yīng)堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的“禁止自動提棒”信號的信號繼電器的觸點方式錯誤（應(yīng)該送一付常閉觸點，但是實際送了一付常開觸點），導(dǎo)致信號狀態(tài)相反。好在反應(yīng)堆保護系統(tǒng)輸出給其他系統(tǒng)的接口繼電器均采用轉(zhuǎn)換觸點，因此處理這個問題非常方便，處理后，故障消失。在項目的接口設(shè)計中，考慮到了反應(yīng)堆保護系統(tǒng)的輸出控制信號繼電器的觸點形式的靈活性，為了保證調(diào)試中和其他控制系統(tǒng)接口的調(diào)整的方便，全部使用了帶有轉(zhuǎn)換觸點的繼電器，在項目的設(shè)計階段，基本上對所有反應(yīng)堆保護系統(tǒng)（緊急停堆和專設(shè)安全）的輸出繼電器的觸點方式進行了確認和調(diào)查，并且在電廠第十次大修期間對這些接口進行了相應(yīng)的功能試驗和接口調(diào)試，

53、但是，不是所有的系統(tǒng)接口都安排了專項的功能試驗，專設(shè)安全相關(guān)的中間繼電器的接口確認都被相應(yīng)的功能試驗覆蓋，所以經(jīng)過功能試驗后，專設(shè)安全相關(guān)的中間繼電器的接口得到了100%的驗證，但是少數(shù)由反應(yīng)堆緊急停堆系統(tǒng)送出的控制信號以及反應(yīng)堆保護送出的功率限制的控制信號沒有安排專項的功能試驗，這些信號的接口確認是采用打通道“校線”的方式進行的，打通道“校線”的方式可以保證信號線的正確無誤，但是不能100%驗證系統(tǒng)輸出控制信號的接口功能的正確性，在打通道期間，針對這個信號接口的雙方的調(diào)試人員對于接口確認的結(jié)果沒有認真分析，因此沒有能在打通道時發(fā)現(xiàn)問題。除了送功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的這個信號之外的其他控制信號都已經(jīng)得到

54、了驗證，包括其中的送棒控系統(tǒng)的信號，在控制棒動棒試驗中也得到了驗證，只有送功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的這個信號沒有專項的功能試驗覆蓋，因此導(dǎo)致了在機組升功率期間才發(fā)現(xiàn)問題。這個問題屬于調(diào)試考慮不全面的問題。 功能設(shè)計不符合電廠實際功能需要問題在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，核測量系統(tǒng)功率量程輸出的I信號的調(diào)整環(huán)節(jié)存在問題，原設(shè)計是通過實際I乘上一個因子來實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能，改造后的德方設(shè)計是實際I加上一個因子來實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能，這兩種方式的區(qū)別是使用乘法來調(diào)節(jié)既可以滿足電站運行功率穩(wěn)態(tài)時的I信號輸出，又能滿足電站功率升降瞬態(tài)時的I信號輸出，對于電站運行來講當(dāng)然使用乘法調(diào)節(jié)因子最為科學(xué)，這部分的功能修改必須通過修改軟件數(shù)據(jù)庫的方式進行。

55、目前的軟件配置，當(dāng)機組功率升降時，可以通過增加物理計算的方法對I進行重新調(diào)整來滿足需要。下圖是兩種邏輯處理的示意圖。 電廠實際的物理計算中，原設(shè)計的邏輯處理關(guān)系是正確的，兼顧了電站運行各種模式。對于這種設(shè)計偏差的發(fā)生，主要問題出在項目執(zhí)行人員對于兩種處理方式的理解不全面，對于供貨商堅持的邏輯處理方式的后果沒有充分理解和認識，并且在邏輯修改過程中，沒有與電站物理人員進行良好的溝通，導(dǎo)致這樣的問題出現(xiàn)。該問題已經(jīng)在電廠第十一次換料大修解決。系統(tǒng)維護 數(shù)字化改造后的安全級儀控系統(tǒng)，由于系統(tǒng)本身的性能和功能發(fā)生了很大變化，對模擬系統(tǒng)來說，維護的工作量大大降低，主要得益于數(shù)字化系統(tǒng)引入了計算機后，使得系統(tǒng)自身的自診斷能力得到了極大的加強，從前端輸入信號一直到系統(tǒng)邏輯輸出部分，都能完成自我監(jiān)視和診斷，并且通過系統(tǒng)配備的工程師站計算機，診斷和分析可以做到全面而具體。這就使得維護人員的信心和能力范圍大大加強。無論是系統(tǒng)的日常維護、定期試驗還是大修預(yù)維，都得到了全面的改善。. 日常維護秦山核電有限公司300MW機組改造后的數(shù)字化反應(yīng)堆保護系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備，在電站功率運行期間，日常的維護工作應(yīng)該說非常有限。主要包括：1）電廠技術(shù)規(guī)格書規(guī)定的月度定期試驗，這一試驗的范圍也由于實現(xiàn)了數(shù)字化而大大減少，改造前需要對模擬系統(tǒng)的邏輯部分進行測試，需要對系統(tǒng)中的延