大亚湾核电站运营技术开发与实践
点击数：7456 次 录入时间：03-04 11:42:34 整理：http://www.55dianzi.com 电工文摘
大亚湾核电站已对60个关键系统进行了RCM分析。通过RCM分析，每年按原定期维修技术确定的400余项设备项目中有超过50%项目进行了调整，取消了140项的检修项目。在2003年机组第九次大修中共节约直接维修费用174万元人民币。核电厂虽然系统冗余功能多、安全要求高，但其与常规电厂相比同样具有系统设备功能复杂和可靠性要求高的相似之处，大亚湾核电站的RCM分析技术对国内的常规电厂及核电厂提高设备维修水平具有同样的推广价值。
（2）预测性维修专家系统的开发与应用（研制出适用于大型核电站的在线监测和故障诊断系统） 大型机组的在线监测和故障诊断技术一直是科研院校、电力企业重点研究的技术，其主要技术原理是对机组各项设备的运行参数进行综合的监测，根据设备的运行特性以及故障模式，评估设备的运行状态，预测设备可能发生的故障，从而提高设备运行的可靠性。监测数据模型以及诊断技术是其中的关键技术。国内也有不少在线监测和故障诊断系统，但一般只适用于火电机组。对于安全性能要求高、系统复杂、设备冗余多的大型核电机组，由于其监测数据模型和诊断技术，与常规火电厂有很大的不同，所以无法直接引进套用现有专家系统。 大亚湾核电站预测性维修专家系统将RCM分析技术应用于在线监测和故障诊断系统的开发中，根据电站对系统设备的RCM分析结果，从众多的参数中找出真正影响设备运行可靠性的表征参数，构建监测数据模型，解决了普通专家系统中的设备参数多而杂乱，依赖于人工经验，适用性差的应用性难题。设备故障诊断模型中，采用故障模式->性能症状->监测参数三个层次进行故障诊断模型描述。在建立故障诊断专家库时，依据RCM分析技术得出的重要故障模式，推导设备的性能症状和相对应的设备运行监测参数的逻辑方式。在诊断过程中，则使用这一逻辑方式的逆向推导。这一种模型构建逻辑，思路清晰、易于操作和理解，在工业领域中具有较强的实用价值。
在预测性维修专家系统的开发中，电站还使用了数据总线的技术解决多个离散的底层参数监测系统的数据交换问题。在底层数据与应用层之间建立一个公共数据接口，增加了系统的兼容性和可扩展性。
目前大亚湾核电站预测性维修专家系统包含624个设备监测项目，1400个设备运行监测参数、3000多个故障诊断模式。预测性维修专家系统对设备运行状态及维修需求的评估准确率达97%，及早发现和处理了多起重大设备隐患，如发电机定子线棒氢气泄漏故障、冷却海水入口旋转滤网驱动轴承腐蚀损坏等，避免了停机检修和设备损坏造成的重大损失。
大亚湾核电站预测性维修专家系统可以使得核电站结合RCM分析成果，对重要设备的健康状态进行及时有效的跟踪、评估，使运行、维修、技术三个层面的设备监测和故障诊断构成整体智能平台。对于目前以传统设备监测和维修技术占主导地位的国内核电厂和常规电厂，推广应用基于RCM分析基础的预测性维修专家系统，可以大幅提高设备监测和维修的有效性，进一步提高机组的运行可靠性。 （3）核电站风险定量分析技术的研究与应用（创建系统、设备损坏对机组安全运行风险的贡献的定量分析模型） 核电站最初的系统可靠性与风险分析主要侧重于以工程确定论为基础的定性分析。定性分析简单易懂，在工程中广泛应用。但由于是定性分析，无法做到精确化，造成了核电站系统可靠性、安全风险分析和监管标准过分保守。随着近年来，国际核电行业普遍受到电力市场放松管制的影响。管制放松形成了“竞价上网”，使核电面临着其他能源，尤其是天然气（发电）的激烈竞争，国际核能界开始在确定论的基础上，结合概率论，对系统可靠性和安全风险进行定量分析，在确保足够安全的前提下，大幅降低运行和监管成本。定量风险评价技术远比定性方法更精细、更复杂，主要有概率风险评价PRA（Probabilistic Risk Assessment）、GO-FLOW法、火灾爆炸指数法FEI（Fire Explosion Index）等。 这几种方法有各自不同的应用领域，在武器装备、航空航天等国防部门应用最广的是PRA法，而像FEI法则主要适用于化工行业。PRA技术已在国际先进核电站广泛应用，但在国内核电站应用才刚刚开始应用。在一个电站系统地应用PRA技术，须要涉及失效模式与效应分析、故障树分析、事件树分析、人因可靠性分析等各项分析技术。应用 PRA技术，建立与系统实际相符的定量风险计算模型是关键。其需要对整个电站系统设备可靠性、失效模式、以及人因失误行为进行全面的、系统的概率分析，构建完整的事件树、故障树以及事件序列，建立设备可靠性数据库和人因可靠性数据库。 PRA技术研发过程中首先是利用故障树分析法演绎出核电站系统故障模型并得到硬件系统故障概率。利用人认知可靠性和人失误率预测技术以及热工水力学分析获得核电站人因失误概率，同时建立设备可靠性数据库和人因可靠性数据库。利用参考PRA和统计及分析得到的初因事件频率，综合系统故障概率、人因失误概率以及由热工水力学分析得到的成功准则对电站针对各种初因事件的响应实施事件树分析，从而得到各种初因事件条件下电站安全事故的序列和以概率形式表述的安全事故风险度。 为了构建可应用于实际运行生产的可靠性和风险分析的PRA模型，大亚湾核电站从系统手册、运行规程、事故处理规程出发，重新建造全部事件树和故障树分析，并对每棵故障树均实施了失效模式影响分析。在事件树和故障树建造过程中补充考虑了压缩空气系统、通风系统和电气系统等支持系统的影响。对一些重点事件和事故规程的时间进程进行热工水力分析，对事件树、故障树涉及到的人因事件进行人因分析和人误概率计算。
进行了电厂和厂外电源、设备可靠性和初因事件的收集和处理。根据国际原子能机构（IAEA）同行指导意见，对初因事件进行了主逻辑图分析。结合可靠性数据库工作的开展，吸收EDF的先进经验，编制了大亚湾核电站的设备分类、功能、经验反馈数据采集报告。 在目前大亚湾核电站PRA模型中包含有： 1）12大类初因事件，64个子初因事件，66棵事件树；
2）3个核安全相关系统的可靠性分析及相关设备的失效模式与效应分析； 3）2003个故障树逻辑门； 4）2581个基本事件； 5）490个严重安全事故序列(导致堆芯熔化)。 大亚湾核电站运用PRA技术，进行可靠性和风险定量分析研究，在运行、维修及工程改造等方面进行了众多事件的决策分析。迄今为止，已在近30个项目中成功地应用PRA分析技术的评价结果，电站取得了明显的安全效益和经济效益。据统计由于采用这些分析作为决策的技术支持，使电站避免了直接或间接的经济损失近2亿元人民币，其中纯收入近7000万元人民币。如大亚湾核电站RAM系统（控制棒驱动机构电源系统）原设计的电压急降保护装置经常误动作，容易引起非计划停机停堆。法玛通公司建议电站安装新的保护装置。电站经应用PRA技术进行可靠性和风险定量分析后认为此装置对机组运行风险贡献较小，可以取消该保护而不需安装新的保护装置，直接节约改造费用300万元人民币。 大亚湾核电站构建PRA应用模型，进行系统可靠性和风险定量分析技术，是一种以概率论为基础的对大型复杂设施（电站、大型工艺系统等）的设计、运行进行全面综合研究的分析技术。既定量考虑安全评价的不确定性，又定量考虑专家意见和工程判断，系统地、现实地评估各种事故频率和后果，为安全有关问题的决策提供了协调一致、完整的方法，可广泛应用在核电站及常规电站的设计变更和改造、运行风险管理。
结束语
综合所述，大亚湾核电站的主要技术性能指标均已达到或接近国际同类型先进核电站的运营水平。 大亚湾核电站在提高机组运营技术水平的同时，按照环境管理体系ISO 14001系列标准建立了以安全运行为中心的环境管理体系。通过有效的人员培训、授权制度，先进、可靠的监测、评价系统，以计划、实施、检查、改进（PDCA）动态循环为指导的持续改进体系，制订出核电环境识别评价规范，进行源头治理和过程控制。由于该体系的成功运作和持续改进，大亚湾核电站放射性三废得到了有效控制，放射性气态和液态流出物排放和放射性固体废物产生量连年下降并大大低于国家规定的限值和设计值，达到国际同类机组的先进水平，被命名为全国环保先进企业及广东省“环保教育基地”。上一页 [1] [2] [3]
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