基于大修主隔離的核電廠運行計劃管控方法

馬 飛，張祥貴，王子為，王 波

（江蘇核電有限公司，江蘇連云港 222000）

0 引言

電站營運單位提高效益、降低成本，在市場中保持競爭力是永恒追求，換料大修是影響核電機組能力因子和效益的重要因素[1-2]，提高大修管理水平是其中的課題，決定核電站運營業績的關鍵因素已經從電站的運行轉移到電站的運行和大修，核電站換料大修的安全、質量、進度和成本是否有效控制將直接影響到核電站的運營業績[3]。趙中毫、楊進等通過論述大修中項目管理的作用，從成本、進度優化、效益提升方面探討了大修提升的經驗和方法[4-5]。大修的工作開展邏輯關系強、制約因素多。電廠多數系統與設備都需要經歷停運—檢修—試驗—再鑒定—恢復運行的過程。在這個過程中，同一系統的維修和運行活動交錯，不同系統之間的運行和維修活動存在復雜的邏輯關系。運行活動是設備大修開展前提條件和結束標志，對大修過程控制起到了非常關鍵的作用，需要有一個有效的運行計劃管理措施，保證大修過程優質、高效、可控。將分析和論述以大修主隔離為基礎的運行計劃管控方法。

1 大修主隔離簡介

主隔離的目的在于避免重復和復雜化的隔離操作，針對有共同或相同邊界的多個檢修工作，設置較大范圍的隔離。為了覆蓋多樣的工作條件和環境，一個主隔離可以設置一個或多個補主隔離。這樣，主隔離可以確保多個工作的安全邊界，實現同時進行多個檢修工作的目的。

大修隔離管理以主隔離為主體，由運行人員全面負責制定邊界管理方式。通過合理的隔離順序和措施，優化大修主隔離操作，最大限度地減少隔離次數和重復性隔離，達到對機組狀態的控制、維修活動的覆蓋和進度要求的滿足，并充分保障人員和設備的安全。

在錯綜復雜的主隔離中，主隔離之間有獨立關系的，也有相互關聯較強的。合理設置大修主隔離，對于核電站換料大修的開展非常重要，能夠創造良好的條件。大修主隔離設置不合理，會直接影響維修活動和運行操作的難易程度，也關系著運行操作的繁簡程度[6]。

2 主隔離框圖輔助運行計劃管理

電廠大修的開展需要有合理的計劃作為指導。一般大修計劃按照層次可以分為里程碑計劃、主線計劃、大修、檢修項目計劃等。運行人員的活動需要遵循里程碑計劃、主線計劃的時間窗口，并合理配置安排檢修項目計劃；但里程碑計劃只是機組大修中重要狀態起始、終結或轉折點，無法直接指導運行活動；主線計劃能夠體現大修重要過程及機組狀態變化，但主要是關鍵路徑的過程控制，無法直接生成運行計劃，也就無法有效合理地安排檢修項目計劃。主隔離合理編排，形成主隔離框圖（圖1），承擔起里程碑與運行計劃的橋梁，可令運行計劃有了落腳點。系統設備停復役可貫穿大修始終，從隔離的實施到解除完成大修工作任務最終恢復。

圖1 核電廠大修主隔離框圖

主隔離框圖是將大修中設置的各個系統和設備的主隔離，轉變成圖表的形式，進一步包含大修主隔離開始/完工時間及與里程碑的關系。主隔離框圖按照一回路換料水位圖、技術規格書對相關系統的要求、重要設備檢修數據庫等文件編制，詳細規定了各系統的隔離時間、隔離期限、隔離順序和解除時間。以此為基礎，即可以初步排定多數大修項目的檢修窗口。對影響核安全的系統和設備，還可以重點表現出對系統可用性的影響，如反應堆余熱排出系統、乏燃料冷卻系統、專設安全設施和供電回路的可用性，在檢修窗口確定時考慮相互之間的支持與影響關系。這些框架內容就形成運行大修的主線計劃，貫穿了整個大修過程。甚至有些電廠將大修主隔離框圖設計成為大修計劃的第一級，和里程碑計劃并列。

大修主隔離框圖，作為運行計劃的重要載體，是框架各檢修設備工作開展實施窗口的重要手段。能夠在確保核安全、滿足技術規格書要求的基礎上，充分考慮大修主線邏輯和各檢修設備的次序安排。

3 編排大修項目主隔離程序

大修項目管控是大修、檢修的核心，也是運行人員做檢修準備的重要目的，是大修運行計劃排程的重要環節。檢修項目對整個核電廠換料大修的工期、質量和成本將產生直接影響[4，7]。但大修項目具有變化多，隔離經驗少（8C、12C 項目）等特點。為應對多變情況，優化運行人員隔離、復役的效率，項目計劃的安排異常重要。可以采取的方法是借助主隔離的邏輯設置進行項目跟蹤和控制。

（1）主隔離大多根據重要設備功能、主要系統功能，按照可以分界開來的管線和閥門設置，以重要設備為檢修主要對象，而進行合理的分割，以簡化實施難度和控制難度。比如，安全注入系統分為高壓安注、中壓安注、低壓安注、容積和硼控系統注入等，可以按照技術規格書對這些協調的不同要求而分別設置和實施主隔離。高壓安注、中壓安注在機組停運后冷卻過程中，即可以隔離；如果中壓安注4 個系列有不同的檢修要求，對解體大修的一個系列可以單獨做主隔離，其他只有檢查維護工作的只做整體主隔離。文獻［8］中介紹了一種主隔離加補充主隔離模塊化控制方式，有效將檢修項目分割開來。

（2）項目檢修準備是運行計劃的一個重要內容，涉及到發票和還票時間點控制，合理可行的項目計劃需要很好地控制各個工作的開始點和還票點，并且不會因為彼此的關系造成工作的延誤或相互制約。因此，項目計劃需要進行細分，邊界維護閥門、解體閥門、邊界內的維護閥門都需要逐一確定窗口，對于時間較短的主隔離，維護票需要提前實施，防止后續轉閥門耽誤主線時間。通過主隔離實施作為依托，開展系列運行計劃安排，大大降低了主隔離實施后的設備沖突，同時將維護工作的工作量平均到主隔離實施前，方便了檢修人員的工作安排（圖2）。

圖2 大修主隔離配合項目實施

（3）項目計劃的編制還需要重點考慮相互開工的檢修工作對目前運行的電廠設備的影響，或者說計劃需要最大程度的減少相互影響，編排停運和復役的邏輯關系，以期在大修眾多系統的變化中，保證主線資源的配給，這些都可以在主隔離框圖、每個主隔離窗口時間中得到直觀體現和設置。

4 主隔離控制運行活動開展

大修期間運行活動的合理計劃和開展，是對大修進程的重要支撐，也是大修運行計劃非常重要的目標。所有重要運行停復役活動的開展均離不開主隔離，大修中的隔離停復役工作是以大修主隔離為主線貫穿整個大修，以達到優化隔離操作、控制機組狀態的目的[9]，控制了主隔離的實施、解除等狀態，就控制住了機組系統狀態和運行活動的開展。在反應堆啟動和停堆階段，尤其是啟動階段，是核電廠運行人員進行大規模系統隔離、解除隔離、在線、試驗、充水排氣和系統恢復投運的階段，利用主隔離控制，有利于減少大修期間人因失誤的可能性。

主隔離實施按照主線或次主線進行，以此來保證大修工作的開展按照預定節奏進行。同樣，主隔離的解除也是按照主線計劃或者總體操作單要求進行。解除大修主隔離與系統在線、恢復在役同時考慮，同時按照時間先后順序，先解除主隔離，再進行系統在線和恢復在役。通過分階段的程序和流程，保障運行工作的純粹單一目標，避免交叉作業。以核電廠主泵主隔離的實施和解除過程來闡述這一流程和要求。核電廠主泵的主隔離分為3 個步驟實施：①隔離主泵電源、停運油系統，主泵停用后實施，為拆除電力儀控電纜創造條件；②隔離主泵冷卻水管線，并進行冷卻水排水，可以在開工后同時進行，為主泵電機輔助系統脫開、電機吊運做好準備；③跟隨一回路液位變化到主泵主結合面以下時，實施并確認輔助系統主隔離，完成主泵可抽出部件的抽出和檢修。主泵的主隔離解除也分為3 個步驟，在主泵可抽出部件回裝后，解除輔助系統主隔離，然后可以進行系統沖洗；在主泵電機回裝和連接管線后，解除冷卻水管線主隔離，然后可以進行電機和輔助系統冷卻水在線充水；在儀控電纜、探頭和電力電纜恢復后，可以解除主泵電源主隔離，根據操作單執行主泵電機單轉以及帶載等事宜。

主隔離之間具有比較強的邏輯性。合理利用隔離邏輯，遵從先后順序，合理進行運行計劃排程，可以讓運行活動達到事半功倍的效果。例如，核電廠大修期間在二回路系統全部停運后，排水是主要工作，可以采取如下運行計劃優化的方法：只實施蒸汽主隔離和除氧器、凝結水、循環水、油系統電氣類主隔離。

5 結束語

運行計劃的目的是通過對大修運行活動的編排指導，對大修運行各項活動進行跟蹤和控制，從而實現大修管理的各項指標，分別在安全、質量、進度、成本4 個方面達到優秀和卓越水平。利用大修主隔離的穿插和導引控制，能夠使運行計劃在綜合4 個方面要求的邏輯辯證下，充分發揮各方面的優勢，讓矛盾的各方妥協平衡，保證安全和質量的前提下，合理控制進度，并最大限度充分利用人力成本，獲得電站效益最大化。