卡拉奇核電廠全范圍模擬機管理風險分析

苗淼

摘要：在新建核電項目中，處在建設關鍵進度節點上的模擬機在操縱員培訓、取證考試、應急演練中發揮著重要作用。模擬機項目的順利實施同時也影響著整個工程進度。本文以卡拉奇K-2全范圍模擬機項目為例，從不同角度介紹模擬機建設過程中出現的各類風險，以減少因風險產生的成本、質量、進度損失等，從而提高整體項目管理水平。

關鍵詞：全范圍模擬機? 風險分析 ?核電? 管理

Risk Analysis of Full Scope Simulator Management in Karachi Nuclear Power Plant

MIAO Miao

（China Zhongyuan Engineering Corp.， Beijing， 100044 China）

Abstract：In the new nuclear power project， the simulator at the critical point of construction progress plays an important role in operator training， forensics examination and emergency drill.? The smooth implementation of simulator project also affects the whole project progress. Taking Karachi K-2 full scope simulator project as an example， this paper introduces various risks in the construction of simulator from different angles， so as to reduce the cost， quality and schedule loss caused by risks， so as to improve the overall project management level.

Key Words： Full scope simulator; Risk analysis; Nuclear power; Management

新建核電廠模擬機是核電操縱員培訓、取證考試、裝料許可、應急演練等電廠教學培訓的重要設備。模擬機通過使用計算機技術對電廠內的主要設備功能進行仿真模擬和部分實物模擬實現核電運行人員對整個模擬電廠的正常操作。目前已成功商運的巴基斯坦卡拉奇核電K-2機組是我國第三代核電技術“華龍一號”的海外首堆工程，這與首次“走出去”的模擬機項目的順利建安、交付離不開良好的項目風險管理。

1 K-2全范圍模擬機建造模式

根據供貨合同，卡拉奇K-2全范圍模擬機供貨方由中核武漢核動力運行研究所（中核武漢）進行總包^[1]，全面負責全范圍模擬機的開發和供貨，確保模擬機通過驗收評審可用于培訓工作。中國中原作為卡拉奇K-2核電EPC總包方并成立K-2項目部專門負責協調各設計方，在合同規定的時間內向中核武漢提供核島、常規島、儀控、電氣、運行規程等設計資料用于完成模擬機開發工作。中核武漢在合同規定時間內向巴方業主交付滿足合同要求的全范圍模擬機。

2 K-2模擬機項目建設階段風險分析

作為僅比國內“華龍一號”首堆機組福清5號開工時間晚3個月的K-2項目，K-2模擬機從技術角度上講雖有一定的理論基礎，但缺乏成熟的建造、運行經驗。在整個K-2模擬機項目建設過程中，本文將分別從設計、開發、測試、采購、運輸、安裝驗收和質保等關鍵階段對其進行風險分析。

2.1 設計風險分析

設計階段的主要工作包含設計輸入、設計實施及設計評審。在該階段K-2項目部根據需求向中核武漢提供模擬機各專業設計輸入資料。

在設計輸入過程中，由于本項目的模擬機設計與參考電廠的設計工作同時進行，收集、協調各設計方完整、按時地提交可用實際電廠的設計文件供模擬機開發，是K-2項目部項目管理中的關鍵工作。與此同時，K-2項目部在提供設計資料時應做好包含文件編碼、名稱、版次、提交日期、信函編號等在內的各類設計資料的提交記錄，作為模擬機設計基線。在收到電廠的各類設計輸入后，是否準確理解巴方業主的個性化需求以及對收集的數據的評估，都將對項目后續執行產生影響。

在設計輸入過程中，面臨的風險因素主要來自提資方的設計資料提資延誤、錯誤和接收方對設計資料理解出現偏差甚至錯誤等方面。

在設計實施過程中，中核武漢各專業工程師將同時展開設計工作，各工程師自身之間的工作經驗差異和接收到的設計資料的質量是此過程中的控制難點。針對此類情況雖然增加了對設計文檔進行設計評審，但是設計評審的人員數量較少，同樣無法完整地對所有設計文件進行詳細審查。此外，由于各設計方的出圖計劃和模擬機的開發計劃相對獨立，時常有在設計輸入資料不完整時開展模擬機設計工作的現象。因此，在這個過程中面臨的風險因素主要有設計不合理與不完整、參與設計及評審人員的資質差異及設計進度緊張。

2.2開發風險分析

K-2模擬機開發流程圖如圖1所示。根據國內同類核電經驗，模擬機的軟件開發工作按照先進行各系統單元模塊的獨立開發，后進行系統集成這樣的工作流程^[2]。該過程通常與模擬機設計工作交互進行，即部分模塊已經開始開發，另一部分模塊還在進行設計工作。這一階段中，模塊設計的變更將會為開發工作帶來大量返工，導致開發時間進一步被壓縮，最終出現開發進度緊張。因此，該階段中項目管理的重點為模塊開發計劃和設計計劃的匹配。

系統集成時，通過通信方式將各個軟件平臺之間的模塊數據進行集成，形成完整的模擬機軟件系統。軟件系統的關鍵路徑是人機界面交互層的開發、電廠儀控系統的開發和下裝。K-2項目對于電廠儀控系統的仿真采用純模擬方式，純模擬指使用模擬機開發環境下的建模技術來復現參考機組的系統或子系統，由中核武漢直接根據 DCS的 I/O 清單、邏輯組態以及 DCS 圖形化控制界面進行仿真，此種方式仿真的組態工作量很大，要求人力、研發等投入較多，導致模擬機建造成本較高。由于儀控系統供貨方存在保密等方面的考慮，K-2項目部在規定時間內向中核武漢提供全部組態設計輸入文件存在風險，并且中核武漢對于控制策略和組態的理解不可避免的會和電站控制系統組態存在差異甚至錯誤，后續需花大量的時間參考實際機組控制系統進行評估并修改。

對于開發階段，面臨的主要風險有單獨模塊的開發與設計不匹配、儀控數據無法下裝、數據接口不匹配、平臺間數據通信失敗、開發進度緊張等。

1. ?測試風險分析

模擬機開發工作完成后進入測試階段，該階段分為工廠測試和現場驗收測試。在測試階段開始前，K-2項目部應協調巴方業主向中核武漢提供初始版本的真實電廠各類運行規程、應急規程等。中核武漢完成編寫模擬機測試規程后，按要求完成模擬機的穩態、瞬態和故障測試，盡可能多地發現問題并修改，使模擬機達到合同要求。其中關于測試規程，編制文件的設計輸入和輸入資料質量是主要風險因素，這一點與模擬機的設計過程中的風險因素類似。因真實電廠的運行規程等需要巴方業主提供，但巴方業主能力有限，基本無法按時、正確地提供所需規程，因此不得不在缺失合格規程的背景下，進行模擬機測試規程編寫工作。

對于測試工作，因測試量很大且伴隨產生數千條的不符合項，因此該階段累計時間通常在1年以上。對于產生的不符合項，不僅需要科學地分類和記錄，還需要開發人員進行修改和復測，以保證模擬機的穩定、可靠。

故本階段面臨的風險因素主要有電廠運行規程的提資、不符合項統計和測試參考依據與開發依據不一致等。

2.4 采購風險分析

中核武漢作為K-2模擬機項目總供貨商，模擬機設備的采購工作歸屬中核武漢負責，因此，該階段風險主要來自是否能夠按時將模擬機硬件及備品備件發貨至項目現場。在采購階段面臨的風險主要是供應不及時、產品存在質量缺陷和售后服務等。

1. ?運輸風險分析

運輸階段可分為包裝運輸和倉儲兩個工作要素。對于包裝運輸，因該核電項目涉及出口境外，總包方對該核電項目涉及的設備運輸包裝箱外觀做有統一標識，以便提高通關效率。廠家應提前制定產品包裝、運輸程序提供給總包方審查，待審查結束后開始設備包裝運輸流程。在包裝運輸階段面臨的風險因素為包裝方式不合格、貨物少發或漏發、運輸損壞、運輸方式不合理等。

對于倉儲部分，模擬機設備屬于精密儀器，對于溫濕度有著較為嚴格的規定^[3]，而項目現場倉庫為臨時搭建，存在環境風險及人為損害風險。因此在倉儲時面臨的風險因素有倉儲環境不達標、倉儲時間過長、貨物損壞或丟失等。

1. ?安裝驗收風險分析

待模擬機整套設備運輸到項目現場后，進入現場安裝和驗收階段。該階段主要包括軟硬件組裝、測試以及驗收工作。因模擬機具有特殊性，合同規定組態數據要根據實際參考機組的數據狀態進行2次以上的數據升級，數據下裝^[4]和驗收也分批執行。

在現場模擬機安裝時，可能面臨模擬機房不可用的風險，按計劃模擬機運抵項目現場前1個月，需完成包括模擬機廠房的裝修、電氣、暖通、消防等工程在內的模擬機廠房各項準備工作^[5]，但是根據K-2項目二級進度計劃，主控室可用時間節點在模擬機可用之后，這就存在模擬機廠房開始裝修時電廠主控室尚未完成設計的風險，且模擬機廠房裝修出圖后存在設計變更的風險。此外，還需考慮安裝過程中安裝人員的人身安全，該項目為首個模擬機海外項目，安裝人員技能熟練度、安裝工具齊全、國內后方團隊的支持、國內常見的施工材料現場是否能夠提供等都是需要考慮在內的常見風險。在現場驗收階段，由K-2項目部組織中核武漢和巴方業主進行設備、文件移交，簽署移交證明。因模擬機的最終接收方為巴方業主，除常規驗收過程中常見的發現的不符合項風險要進行記錄、修改和復測等風險外，還需關注巴方業主臨時增加額外需求的風險。

因此在安裝驗收階段，面臨的風險因素有模擬機房不可用、模擬機房裝修設計變更、安裝環境不滿足要求、缺少施工材料或設備、數據損壞、變更驗收標準、驗收遺留問題過多、用戶培訓效果差。

1. ?質保期風險分析

根據合同約定K-2模擬機項目的硬件質保期為模擬機交付使用后36個月，軟件質保期為完成最后數據更新和測試驗收后3個月。在質保期階段，從產品軟硬件角度分析，主要面臨的風險因素有系統整體性能不穩定、系統發生重大崩潰、非人為因素的設備損壞、缺少備品備件等^[6-8]。

1. 結語

新建核電廠的模擬機項目能否按時交付業主直接影響著首批操縱員培訓和電廠裝料等后續重大節點。模擬機建設過程涉及大量的設計資料交換，易造成工程進度的拖延，本文對全范圍模擬機建設全生命周期中各階段可能出現的各類風險進行了梳理分析，充分考慮模擬機建造各階段出現的各種問題，以便提前發現和解決問題，確保模擬機按期可用于培訓。

參考文獻

[1]潘龑.KLQ 核電全范圍模擬機項目風險管理研究[D].武漢：華中科技大學，2018.

[2]魏來，胡松，曲偉.新建核電站模擬機建造風險分析及對策[J]，儀器儀表用戶，2015，6（22）：6-14.

[3]NB/T 20015-2010， 核電廠操縱人員培訓及考試用模擬機[S].

[4]張海.卡拉奇核電廠2號機組全模擬DCS系統研發[J].中國核電，2021，14（1）：48-52.

[5]冉曉隆.全范圍模擬機開發數據協同管理[J].電工技術，2020（22）：51-53.

[6]冉曉隆.全范圍模擬機盤臺軟硬件一體化開發[J].電工技術，2020（6）：124-126.

[7]張莉.核電廠操縱人員培訓體系探析[J].現代交際，2019（5）：253-254.

[8]李文旭.核電廠安全殼鋼襯里銹蝕后力學性能的試驗研究[D].大連：大連理工大學，2021.