示范核電水處理儀控設計流程的探討

萬詩新WAN Shi-xin

（國核自儀系統工程有限公司，上海 200241）

（State Nuclear Power Automation System Engineering Company，Shanghai 200241，China）

0 引言

隨著不可再生能源的日益減少，溫室效應日益影響全球環境，世界各國逐年減少二氧化碳排放量，同時尋求清潔能源。我國大力發展清潔能源核電，目前在建核電裝機容量達到2000萬千瓦。目前核電的大部分設備成套供應商，原來都做火電，但核電設計不同于火電設計，在設計過程中需要提交的文件和圖紙種類繁多。以示范核電凝結水為例，設計程序文件要求儀控專業需要設計的圖紙如下：施工圖（電纜連接圖）、設備安裝圖、電氣圖（電動閥門配電接線圖、就地電機按鈕圖）、接線圖（儀表回路接線圖、熱控盤臺柜施工接線圖、PLC 原理圖、取樣架接線圖）、邏輯圖、模擬圖；編寫的文件如下：I/O 清單、設備運行維護手冊、報警手冊、儀表定值手冊、設備清單。示范核電對圖紙文件要求特別嚴格，例如圖紙、文件中的設備技術參數及到貨設備的銘牌上的參數必須保持一致，不一致必須修改圖紙或更換設備。為了減少修改升版圖紙及文件的工作量，節約設計工時并提高設計質量，要求每個設計人員對設計流程及思路非常清晰。

1 程序文件

示范核電所建設的核電站程序文件大部分相同，也存在差異，設計人員著手設計之前先閱讀儀控專業相關的程序文件，必須領會其中的含義。儀控專業重點閱讀的程序文件如下：《ECS 編碼系統》、《流程圖和電路圖的圖形符號》、《系統邏輯圖繪制的基本原則》、《系統模擬圖繪制的基本原則》、《控制儀表定值手冊—作用和內容》、《設備運行維護手冊—作用和內容》、《接線端、導線、電纜及電纜橋架的就地標識》、《報警處理》等。

2 設計流程

設計人員首先要對儀控設備進行編碼，要閱讀《ECS編碼系統》，通讀設備標識編碼、代碼清單，領會設備代碼規則。例如臺山核電對儀表閥門編碼不同于紅沿河核電，A/B 代表傳感器的第一道隔離閥，C/D 代表第二道隔離閥。工藝專業做完系統流程圖，儀控專業把儀表測點及儀表閥門補充完整，要閱讀《流程圖和電路圖的圖形符號》，按照程序文件要求繪制各種儀控設備。

工藝專業基本確定系統流程圖，接下來儀控專業就可以編寫I/O 清單。根據不同核電項目的技術協議中通道槽位富裕量及冗余配置要求，編寫I/O 清單，為了避免購買落后淘汰的設備，了解PLC 產品的動向，確定PLC 的硬件清單。根據PLC 的硬件和I/O 清單，可以設計PLC 系統配置圖、原理圖、機柜內部接線圖及電磁閥箱圖紙。如果此工藝系統需要測量鈉、二氧化硅，但不進入取樣架系統，針對不同品牌的分析儀表，設計不同的機柜柜。盤臺柜內部元器件的選擇原則：品牌符合技術協議要求、技術參數滿足規范、性價比高。

儀表品牌確定，儀控專業就可以設計儀表接線圖、儀表設備安裝圖。在盤臺柜圖紙和儀表接線圖的基礎上，根據《儀控電纜通用技術規格書》，統計計算機電纜、控制電纜及通訊電纜清單。電纜清單提交給設計院，設計院把最終的工藝及熱控設備布置圖、主管道及主橋架布置圖返回，就可以設計電纜路徑、統計電纜長度。

工藝設計人員編寫工藝設備采購規范和簽技術協議階段，儀控專業提供控制柜編碼，及柜內元器件及制造要求，盡量避免到現場后，不符合要求，需要整改。例如榮城項目就地加氨控制柜接線端子沒線號，部分多股銅線沒用線鼻子，沒有預留外部進線孔等。

工藝人員提供工藝控制要求、步序表及定值手冊，儀控專業首先閱讀領會工藝控制要求及步序表，有疑惑及時溝通，減少報警手冊、模擬圖、邏輯圖修改的工作量。定值手冊中的定值、報警手冊的報警值與模擬圖中的報警值要求一致。模擬圖的輸出、邏輯圖中的輸入和輸出都能一一對應。

儀表安裝材料的統計是一項復雜而又繁瑣的設計工作，首先每塊儀表安裝位置十分清晰，主管道和電纜橋架走向十分清楚，了解各種儀控安裝材料的用途，用表格橫向列出安裝材料如儀表一次、二次閥門、法蘭、各種接頭、儀表管、鋼材等，縱向列出各種安裝儀表，這樣最后統計時出現差錯也容易檢查。

儀控設備編寫設備運行維護手冊前，應及時收集儀控設備的資料，例如各類儀表安裝使用說明書、調試手冊等，進一步確認設計圖紙的正確性，對照資料確認儀表設備安裝、接線方式的正確，儀表設備清單型號特別是成套設備帶的儀表型號與實際到現場的設備型號一致，如果不一致，工程公司可以要求升版文件或更換設備。

3 設計接口

儀控專業對外的接口主要有：電氣負荷、與DCS 通訊的信號、需要PLC 監控的電機信號、電控設備布置及接地、電纜清單、儀表設備接口（提交給工藝），如果電纜橋架設計也在范圍之內，還需要提交最終電纜橋架布置和電纜路徑。接口提交的時間按照項目經理制定的時間計劃表進行提交。儀控專業對采購的接口主要是儀表、盤臺柜等采購規范書的提交。

工藝流程圖和系統圖確定后，配合工藝專業可以給設計院（工程公司）提交電負荷清單。在此階段取樣架沒有采購和PLC 機柜設計圖紙沒完成的情況下，根據以往執行工程的經驗，預估控制電源和取樣架電源的負荷。按照技術協議和設計聯絡會，可以向工程公司（設計院）提交與DCS 通訊的信號清單、PLC 監控的電機信號清單。此階段參考依據技術協議和《儀控設備技術要求》，可以編寫所有就地分析儀表及取樣架采購規范書的編寫，和及時提交給采購部門，不影響后面儀表安裝圖、接線圖等的設計。

參考技術協議和《成套設備中的電儀設備》，根據儀控設計完的盤臺柜圖紙，可以編制盤臺柜采購規范書。在工藝專業設備容器管道布置圖的基礎上，加上取樣架的基礎安裝圖（廠家預給），把盤臺柜加到工藝布置圖中，統一提交電控設備布置及接地的接口。

4 結束語

核電工程是一個龐大而復雜的系統，工程設計尤其需要各專業、各部門的相互配合。設計人員必須吸收了解最新的儀表控制設備及技術，為開拓市場提供強大的技術支持；消化吸收調試人員現場反饋回來的問題，吸取經驗教訓，優化設計。設計人員同工程公司（設計院）、分包商溝通，按時提供準確的接口，接收反饋信息；同分包商溝通，及時索要技術資料；及時升版圖紙文件。

[1]趙陽.火電廠輔助系統集中控制解決方案[J].黑龍江科技信息，2010（24）.

[2]魏廣鴻.火電廠輔網集中控制研究[J].電氣傳動自動化，2009（01）.

[3]曾鳴，張鯤.考慮風電和抽水蓄能電站的機組組合問題研究[J].華東電力，2014（05）.