核电厂专用仪控设备鉴定试验研究获奖科研报告

核电厂专用仪控设备鉴定试验研究获奖科研报告【摘

要】目前，国内对核电厂专用仪控设备的鉴定试验还没有一个统一的标准，各设备供应商在执行鉴定时参考的标准也比较杂乱，鉴定效果也不理想;或者是按照安全级DCS的鉴定方法对专用仪控设备实施鉴定，这就大大增加了设备鉴定成本，降低了产品的竞争力。本文对RCC-E进行深入解读，结合某电站压力容器水位信号测量系统的鉴定实践，梳理出一套适用于核电厂专用仪控设备的鉴定思路和方法，为行业内相关设备的鉴定提供一定的指导。

【关键词】设备鉴定;专用仪控设备;核电厂

引言

核电站在为人们提供巨大电能的同时，由于大量放射性裂变产物的积累而成为一个强辐射源，安全级仪控设备肩负着核电站安全稳定运行和保护公众安全的重大责任，设备的质量鉴定是其质量的保障。设备鉴定一方面是“纵深防御”思想的重要基石，为“单一故障”、“多重性”、“独立性”等安全准则提供高可信度的保障;另一方面，设备鉴定也是核安全法规强制要求的。设备鉴定是一个持续性的过程，其始于核电厂的设计，直至设备的服役寿期终结，是确保设备一经要求就能投入运行且满足系统性能要求的证据的产生与维持的过程。

1仪控设备失效控制

仪控设备的老化最终会导致设备失效。可以通过对仪控设备失效的研究，来分析预计仪控设备的老化。电子产品在使用过程中，会因为各种各样的原因失效。而仪控设备与其他电子设备类似，失效过程可分为3个阶段：早期失效阶段、正常使用阶段和寿期末阶段。早期失效阶段一般是由于设计、生产或材料不满足要求，表现为设备在开始使用时失效率很高，但随着工作时间的增加，失效率迅速降低。验证与识别早期失效所需的时间成本很低，容易识别。正常使用失效阶段也叫偶然失效期或随机失效期，这个阶段表现为设备失效率较低，且较稳定。在役仪控设备应工作在此阶段，从而确保系统的稳定运行。寿命末期失效阶段也称作损耗失效期，该阶段随时间的延长而失效率急剧增加，主要由磨损、疲劳、老化和损耗等原因造成。所以，为了确保仪控设备能够满足设计要求，其设计寿命不应达到寿期末期失效的时间，即：仪控设备在设计寿命不会发生寿期末损耗失效。

2核电厂专用仪控设备鉴定试验研究

2.1各设备分级间的关系

1E级设备及其供电设备的质保等级最低应为Q2。1E级设备除通风系统中部分设备外其余均为Q1级;根据安装位置（安全壳内或壳外）分K1、K2、K3。其中壳内安全级电气贯穿件以及安全级通风设备、RPN中间量程探测器为K2级，其余为K1级;安装在壳外的设备均为K3级。没有特殊说明的1E级设备以及其供电设备均需满足抗震1级要求。NC+设备一般按照常规的工业标准进行质量鉴定，若有特殊要求则应在技术规格书中指明，并参照安全级有关规定鉴定;对应质保等级为Q2或Q3，Q3级不要求供货方制定专门的质保大纲，但必须满足合同以及采购文件中的要求。而NC设备及其供电设备在核电厂安全方面无明显作用，对于非安全级的设备及其供电设备按照常规的工业标准进行质量鉴定。对于NC+以及NC级设备在无特殊要求下属于非抗震类设备。具体情况应参照设计院出具的技术规格书等文件要求。

2.2从设备功能的角度分析

智能型仪控设备相比于传统设备，具有功能多样性的特点，如多变量测量、设备自诊断等功能可为核电厂提供更为多样化、智能化的数据信息和设备信息;其模块化、智能化的设计将为核电站提供更为便捷的组态、标校手段。可以预见，智能技术的逐步升级、以及智能型仪控设备的广泛应用，将使得仪表类设备的设置将更加集约化、智能化;仪控设备自身的自诊断功能使得仪控设备的预防性维修成为可能;而仪控终端设备计算能力的增强，可使得部分简单设备的控制由DCS逐步下放至终端设备，局部实现端到端的控制。

2.3极限运行条件下的试验

RCC-E中对极限运行条件下的试验描述得比较笼统，只是简单提到与设备相关的环境条件、安装条件、供电特性、电磁干扰等，没有细化，可执行性不高。在B3500章节又列出了一些特殊规定对鉴定大纲进行补充，明确鉴定大纲需要按照IEC60780（该标准已转化为GB/T12727，技术内容等同）的5.3节的规定制定，并在后面表格中规定了电磁兼容试验可以按照工业环境条件执行，参考工业环境通用电磁兼容试验标准，即IEC61000-6-2和IEC61000-6-4。此外，在D5000章节对电磁兼容进行了专题介绍，并提供了一些关于设备电磁兼容的一些建议，以及如何根据设备的安装位置选择不同的试验类型和严酷程度，并指出应优先选择产品标准（IEC61131-2“可编程控制器测試标准”），再选择通用标准（IEC61000系列标准）使用。在某核电站水位信号测量系统鉴定试验中，极限运行条件下的试验主要分为两个部分：设备运行的环境条件（温湿度和振动）和设备安装处的电磁环境条件。温湿度和振动等试验具体执行上，主要根据GB/T12727的要求，按照GB/T2423系列标准进行试验;而电磁兼容性试验则是按照IEC61000系列标准进行，同时也参考了行业上比较认可的美国核管会出版的R.G.1.180标准作为补充。

2.4设备鉴定的建立

设备鉴定的建立是指具体进行设备鉴定的过程，国内设备鉴定的实施一般由供货商或供货商与业主或设计方联合完成。由于三代核电站的设计参数、技术要求不用于以往二代加电站，三代电站的设备研发一般由厂家同设计方共同完成。设备鉴定主要涉及鉴定规范的选择，鉴定方法的选择，分析老化因素，鉴定参数的选择，鉴定实施，同时应明确与鉴定相适应的安装、运行、维修要求。设备鉴定完成后，应完成鉴定文件。需要说明的是，目前在《民用核安全设备监督管理条例》中监管的核级设备，核安全局将参与样机的设计制造与鉴定试验，并对设计制造企业颁发许可证。许可证审查可以验证设计制造单位的设计制造能力与质保能力，但对于某个样机鉴定结果是否满足特定机组的设计要求需要由设计或采购单位按照设计要求进行有关评估与认可。

结语

RCC-E在MC卷对电气特性试验方法和试验条件进行了详细的说明，鉴定时可以直接按照设备自身供电特性选择试验等级。在极限运行条件下的试验和设备性能随时间变化的试验，都只是规定了试验的方法和流程，没有对具体的试验项目进行细化，执行起来存在一定的难度。因此，在实际的鉴定活动中需要综合参考设备技术规格书中的鉴定要求和RCC-E指向的产品标准（IEC61131-2《可编程控制器测试标准》）、通用标准（IEC61000系列标准），并结合设备实际安装位置的环境条件选择适合的试验项目和严酷等级。针对地震试验，一般用设备技术规格书中提供的楼层响应谱进行试验，若规格书中未规定反