核電廠數(shù)字化儀控系統(tǒng)科技創(chuàng)新

黃 潛，師慶維，任春香

（江蘇核電有限公司，江蘇 連云港 222042）

田灣核電站是國(guó)內(nèi)首家采用全數(shù)字化儀控系統(tǒng)的核電站。全數(shù)字化儀控系統(tǒng)為田灣核電站高效、可靠的運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障，但同時(shí)也給“田灣儀控人”帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。作為國(guó)內(nèi)第一個(gè)全數(shù)字化的核電站，沒有數(shù)字化儀控系統(tǒng)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，且在機(jī)組調(diào)試和正式投入運(yùn)行后，儀控系統(tǒng)出現(xiàn)了很多難以解決的問題。如何使全數(shù)字化儀控系統(tǒng)與俄羅斯VVER機(jī)組的運(yùn)行和安全要求更加吻合，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)儀控系統(tǒng)的良好維護(hù)和對(duì)系統(tǒng)功能的不斷優(yōu)化改進(jìn)，確保各項(xiàng)檢測(cè)、控制和保護(hù)功能的完好實(shí)現(xiàn)，為核電廠穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航，是擺在“田灣儀控人”面前的艱巨任務(wù)。面對(duì)嚴(yán)峻的考驗(yàn)，“田灣儀控人”在儀控系統(tǒng)安裝、調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)過程中不斷開拓進(jìn)取，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在的問題和不足進(jìn)行了一系列的改進(jìn)與創(chuàng)新，并使儀控系統(tǒng)的維修過程不斷優(yōu)化，使全數(shù)字化儀控系統(tǒng)能夠正確地實(shí)現(xiàn)全部預(yù)期的控制保護(hù)功能，并取得卓越的運(yùn)行業(yè)績(jī)。自2007年田灣核電站商業(yè)運(yùn)行以來，未發(fā)生一起由于數(shù)字化儀控系統(tǒng)本身故障造成的機(jī)組誤停堆、停機(jī)事件，數(shù)字化儀控系統(tǒng)維修領(lǐng)域科技創(chuàng)新實(shí)踐為機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 數(shù)字化儀控系統(tǒng)的組成

田灣核電站運(yùn)行儀控系統(tǒng)采用了分散控制系統(tǒng)Teleperm-XP（TXP），用于電站正常運(yùn)行的監(jiān)視和控制，覆蓋電站生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的過程控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)組偏離設(shè)計(jì)運(yùn)行工況的糾正控制和專設(shè)安全系統(tǒng)設(shè)備的定期試驗(yàn)。

安全儀控系統(tǒng)和反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)采用了新一代的Teleperm-XS（TXS）計(jì)算機(jī)化平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)核電站總體安全功能的四大目標(biāo)：對(duì)反應(yīng)性進(jìn)行控制，確保核反應(yīng)堆處于次臨界；保證堆芯產(chǎn)生熱量導(dǎo)出，確保堆芯余熱導(dǎo)出；保證核反應(yīng)堆三道屏障的完整性，防止或減少放射性釋放；控制安全功能支持設(shè)備運(yùn)行，確保安全功能執(zhí)行。

堆本體儀控系統(tǒng)和其他輔助儀控系統(tǒng)（如堆內(nèi)外核測(cè)、棒控棒位、抗震保護(hù)等其他的獨(dú)立子系統(tǒng)）也廣泛地采用了基于數(shù)字化技術(shù)的儀控設(shè)備。

2 儀控系統(tǒng)維修領(lǐng)域科技創(chuàng)新

在田灣核電站機(jī)組調(diào)試及正式投入商業(yè)運(yùn)行維護(hù)階段，針對(duì)儀控系統(tǒng)中存在的各類技術(shù)問題（故障、缺陷）和系統(tǒng)維護(hù)過程中遇到的難題，積極引導(dǎo)員工們分析問題、解決問題，大力開展技術(shù)改造和系統(tǒng)優(yōu)化工作，幾年內(nèi)開展了近百項(xiàng)科技創(chuàng)新工作，大大消除了數(shù)字化儀控系統(tǒng)存在的缺陷，并對(duì)系統(tǒng)功能及維護(hù)進(jìn)行了大規(guī)模的優(yōu)化，解決了大量的生產(chǎn)過程中存在的問題，取得了驕人的成績(jī)，并獲得多項(xiàng)公司級(jí)、省部級(jí)科技進(jìn)步成果獎(jiǎng)。同時(shí)，也有多項(xiàng)實(shí)用新型和發(fā)明專利獲得了國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局受理和授權(quán)。

2.1 科技創(chuàng)新的形式及類別

田灣核電站儀控系統(tǒng)科技創(chuàng)新項(xiàng)目主要通過科研項(xiàng)目研究、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)改造及QC質(zhì)量管理小組課題攻關(guān)等三種形式完成。

創(chuàng)新課題主要來源于江蘇核電有限公司根據(jù)重大技術(shù)決策和科技發(fā)展需要確定的指令性課題和現(xiàn)場(chǎng)工作人員在現(xiàn)場(chǎng)工作過程中遇到問題后自發(fā)提出的自選課題兩種，其內(nèi)容涉及運(yùn)行儀控TXP系統(tǒng)、安全儀控TXS系統(tǒng)、堆本體儀控系統(tǒng)及輻射防護(hù)、消防儀控、分析儀表等獨(dú)立的子系統(tǒng)。按照項(xiàng)目的實(shí)際作用分為儀控系統(tǒng)缺陷及隱患改進(jìn)的創(chuàng)新、儀控系統(tǒng)功能及維護(hù)的優(yōu)化創(chuàng)新、系統(tǒng)老化及壽命研究三大類，下面將從這三個(gè)方面的主要?jiǎng)?chuàng)新內(nèi)容進(jìn)行介紹。

2.2 儀控系統(tǒng)缺陷及隱患改進(jìn)的創(chuàng)新

（1）控制棒控制通道故障率較高問題處理

田灣核電站在投入運(yùn)行后，一段時(shí)間內(nèi)曾經(jīng)出現(xiàn)了反應(yīng)堆控制保護(hù)系統(tǒng)控制棒控制通道故障率較高的問題。

針對(duì)此問題，通過采用超聲波清洗法對(duì)模件接插件進(jìn)行清洗、電子設(shè)備間通風(fēng)系統(tǒng)改造、運(yùn)動(dòng)控制模件整改，實(shí)現(xiàn)了降低信號(hào)傳輸故障率，降低房間的溫濕度，降低BUD2M等模件的故障率，提高了模件的使用壽命，節(jié)約了備件使用量和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)了對(duì)反應(yīng)堆功率更為精準(zhǔn)的控制，通過對(duì)系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化，降低了控制棒通道故障率，減少了非計(jì)劃停堆的概率，實(shí)現(xiàn)了較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

（2）安全儀控系統(tǒng)信號(hào)分配的技術(shù)改造

2009年6月3日，由于安全系統(tǒng)三系列1BEC母線頻率信號(hào)1BEC00CE834/835/836突然降低至最低值，導(dǎo)致TXS系統(tǒng)DA11動(dòng)作，出現(xiàn)1XKA30柴油機(jī)分級(jí)帶載信號(hào)。

事件的直接原因?yàn)榘踩到y(tǒng)三系列1BEC母線頻率信號(hào)1BEC00CE834輸入模件SAA1出現(xiàn)故障，導(dǎo)致給該SAA1模件供電的供電保險(xiǎn)燒毀，而該供電保險(xiǎn)同時(shí)給1BEC00CE835和1BEC00CE836信號(hào)的SAA1模件供電，當(dāng)該供電保險(xiǎn)燒毀后，這兩塊SAA1模件都失去了供電，導(dǎo)致輸入信號(hào)1BEC00CE834、1BEC00CE835、1BEC00CE836同時(shí)變成了下限值，觸發(fā)DA11動(dòng)作，1XKA30非預(yù)期啟動(dòng)。其根本原因?yàn)樾盘?hào)供電分配不合理，參與同一運(yùn)算邏輯的信號(hào)由一個(gè)供電保險(xiǎn)供電。

技術(shù)改造時(shí)，將參與同一功能運(yùn)算的幾個(gè)信號(hào)在供電上分開，避免了由于一個(gè)供電保險(xiǎn)絲燒毀而導(dǎo)致參與同一功能運(yùn)算的幾個(gè)信號(hào)同時(shí)失電從而觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作事件的發(fā)生，優(yōu)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（3）安全重要儀表模擬量輸入信號(hào)一致性檢查創(chuàng)新

田灣核電站技術(shù)規(guī)格書也要求安全系統(tǒng)儀表定期（每個(gè)換料周期）進(jìn)行儀表的通道校準(zhǔn)和檢查，但田灣核電站安全重要儀表模擬量輸入通道設(shè)置較多，難以實(shí)現(xiàn)在每個(gè)換料周期對(duì)所有通道進(jìn)行定期校驗(yàn)的要求。無法滿足核安全法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及田灣核電站技術(shù)規(guī)格書的要求。

針對(duì)這一問題，在法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)允許的前提下，研制出一套信號(hào)交叉比較新的方法滿足了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及田灣核電站技術(shù)規(guī)格書的要求，并能夠盡早發(fā)現(xiàn)變送器或信號(hào)通道的性能惡化和故障趨勢(shì)，節(jié)省試驗(yàn)人員的工作量和作業(yè)時(shí)間，降低定期試驗(yàn)中人因失誤率，保證反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)的良好品質(zhì)。

該成果在一致性檢查數(shù)學(xué)模型的建立及數(shù)學(xué)公式的推算、交叉比較結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編譯比較結(jié)構(gòu)、自動(dòng)在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)用安全儀控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成交叉比較任務(wù)等方面具有創(chuàng)新價(jià)值。經(jīng)過幾年來的實(shí)踐，表明該成果技術(shù)成熟可靠，具有實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新效果，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

（4）停堆斷路器控制回路設(shè)計(jì)優(yōu)化與改造

2009年12月15日，田灣核電站進(jìn)行1號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆保護(hù)-預(yù)保護(hù)執(zhí)行系統(tǒng)定期試驗(yàn)，1CLR09機(jī)柜中停堆斷路器K1出現(xiàn)異常，導(dǎo)致5～10組控制棒首先下滑，反應(yīng)堆功率下降，一回路壓力隨之降低，觸發(fā)停堆信號(hào)，反應(yīng)堆非計(jì)劃停堆。

針對(duì)此問題，對(duì)停堆斷路器控制回路進(jìn)行了優(yōu)化，將原有的一次驗(yàn)證兩個(gè)停堆斷路器，降低到一次驗(yàn)證一個(gè)停堆斷路器，系統(tǒng)安全方面，在沒有提高系統(tǒng)拒動(dòng)率的同時(shí)，將系統(tǒng)的誤動(dòng)率降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。技術(shù)改造完成后，消除了定期試驗(yàn)引發(fā)誤停堆的可能，降低了在機(jī)組運(yùn)行期間由于系統(tǒng)定期試驗(yàn)而導(dǎo)致機(jī)組非計(jì)劃停堆的風(fēng)險(xiǎn)。

（5）反應(yīng)堆控制保護(hù)系統(tǒng)殼內(nèi)電纜絕緣降低處理方案研究

機(jī)組投入運(yùn)行以來，反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)殼內(nèi)電纜絕緣值呈現(xiàn)不斷下降趨勢(shì)，1號(hào)機(jī)組曾出現(xiàn)過約7%的儀控通道電纜絕緣低于運(yùn)行限值（0.5 MΩ）的情況，存在導(dǎo)致控制棒控制或顯示故障的隱患，有可能導(dǎo)致機(jī)組降低功率甚至停堆等重大事件。

為解決這一問題，成立了以“中核集團(tuán)核電檢修領(lǐng)域科技帶頭人”擔(dān)任指導(dǎo)者的“中核集團(tuán)青年科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”，進(jìn)行科研攻關(guān)。科研項(xiàng)目組通過對(duì)殼內(nèi)電纜絕緣值下降原因的分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況創(chuàng)造性地提出了“電纜接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”、“加強(qiáng)電纜接頭的密封”以及“凝結(jié)的水汽導(dǎo)出”三個(gè)合理可行的處理方案，對(duì)每套方案均制作了樣品，并在機(jī)組上進(jìn)行了驗(yàn)證，電纜絕緣性能顯著提升，滿足了運(yùn)行要求，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。項(xiàng)目對(duì)解決核電機(jī)組安全殼內(nèi)電纜連接件的絕緣問題有重要的參考價(jià)值和良好的推廣前景，具有明顯的創(chuàng)新性和實(shí)用性。

（6）汽輪機(jī)和旁排控制系統(tǒng)改進(jìn)

在汽輪機(jī)和旁排控制系統(tǒng)調(diào)試過程中，遇到了許多困難和復(fù)雜的問題，這些問題的存在，不但會(huì)影響工程項(xiàng)目的進(jìn)展，而且還會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)產(chǎn)生影響。

針對(duì)汽輪機(jī)和旁排控制系統(tǒng)中存在的問題，項(xiàng)目組進(jìn)行了將反應(yīng)堆快速預(yù)保護(hù)信號(hào)（APP）引入汽輪機(jī)控制器、引入汽水分離器的溫度點(diǎn)到汽輪機(jī)控制器、重新確定了甩負(fù)荷觸發(fā)信號(hào)定值、加對(duì)開關(guān)量信號(hào)通道回路的自檢功能，并解決了旁排閥不能及時(shí)關(guān)閉導(dǎo)致一回路過冷、機(jī)組冷卻工況下一、二回路冷卻速率不一致、SIMADYN D網(wǎng)絡(luò)與TXP網(wǎng)絡(luò)之間通訊數(shù)據(jù)質(zhì)量差、甩負(fù)荷觸發(fā)信號(hào)冗余度低等問題，使汽輪機(jī)和旁排控制系統(tǒng)達(dá)到了良好的運(yùn)行性能，滿足了生產(chǎn)的需要。

（7）消防系統(tǒng)探頭誤報(bào)警問題

電站消防火警系統(tǒng)投用以來，年誤報(bào)缺陷的總量一直居高不下。

針對(duì)誤報(bào)率較高的狀況，采用了頭腦風(fēng)暴法和根本原因分析工具進(jìn)行分析，確定方案，從各個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。例如：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)探頭布置不合理的現(xiàn)象進(jìn)行了16項(xiàng)技術(shù)改造（包括類型更換、測(cè)點(diǎn)移位、探頭防護(hù)、探頭取消等）。對(duì)全廠的感煙探測(cè)器集中清洗、標(biāo)定，并對(duì)部分易潮濕的消防探頭加裝防水隔板和防風(fēng)罩。改造后，火警系統(tǒng)誤報(bào)率顯著降低，系統(tǒng)運(yùn)行情況得到改善。

（8）消除TXS系統(tǒng)專設(shè)安全設(shè)施控制優(yōu)選模件（AV42）電磁干擾的改進(jìn)

在啟動(dòng)380 VAC泵時(shí)，部分AV42模件控制的專設(shè)安全設(shè)施（閥門）在OM畫面上會(huì)出現(xiàn)大量無關(guān)的報(bào)警信號(hào)，干擾了操縱員的正常工作。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢查、驗(yàn)證試驗(yàn)和分析確認(rèn)：泵啟動(dòng)時(shí)在開關(guān)柜側(cè)產(chǎn)生了較強(qiáng)的電磁干擾，電磁干擾引起AV42模件自動(dòng)重啟，切除了反饋信號(hào)的供電，從而引起OM系統(tǒng)上出現(xiàn)大量的誤報(bào)警現(xiàn)象。

針對(duì)這一現(xiàn)象，采取了將設(shè)備狀態(tài)反饋回路由原模件供電改由TXS系統(tǒng)機(jī)柜內(nèi)部供電。此方案實(shí)施后，電磁干擾引起的OM畫面上誤報(bào)警情況不再出現(xiàn)。

（9）隔膜壓力變送器校驗(yàn)連接裝置研制

電站現(xiàn)場(chǎng)采用了196臺(tái)德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的隔膜壓力變送器，該類型儀表接口特殊，無合適的校驗(yàn)連接裝置，因此維修過程中儀控人員無法通過校驗(yàn)方式來判定儀表的工作性能是否穩(wěn)定、可靠，給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大隱患。

為解決校驗(yàn)接口問題，確保變送器工作性能的穩(wěn)定可靠，研制了DN25/50/80/100等4種規(guī)格的能適用于田灣核電站現(xiàn)場(chǎng)所有隔膜壓力變送器的校驗(yàn)連接裝置。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用證明：校驗(yàn)連接裝置使用效果良好，解決了隔膜壓力變送器的校驗(yàn)問題，具有推廣價(jià)值。

2.3 儀控系統(tǒng)功能及維護(hù)的優(yōu)化創(chuàng)新

（1）控制棒綜合試驗(yàn)占用大修主線時(shí)間的優(yōu)化

控制棒綜合試驗(yàn)是壓水堆核電站在大修期間必須完成的試驗(yàn)，該試驗(yàn)在田灣核電站T101和T201大修期間占用大修主線時(shí)間為27 h，相對(duì)于其他先進(jìn)核電站有較大的差距。

為優(yōu)化大修工期，成立了科研項(xiàng)目組，通過研究冷卻劑溫度、堆芯硼酸濃度和控制棒位置等參數(shù)對(duì)反應(yīng)堆反應(yīng)性的影響，進(jìn)行了量化計(jì)算，最終確認(rèn)：在反應(yīng)堆一回路加熱過程中成組提升控制棒是滿足技術(shù)規(guī)格書要求的。根據(jù)此成果，將控制棒成組試驗(yàn)和落棒試驗(yàn)安排在反應(yīng)堆一回路加熱過程中進(jìn)行，不占用大修主線時(shí)間。項(xiàng)目實(shí)施后，棒控棒位系統(tǒng)綜合試驗(yàn)占用主線時(shí)間由27 h縮短到0 h，大大縮短了大修工期，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）安全儀控TXS系統(tǒng)多功能測(cè)試、診斷培訓(xùn)平臺(tái)的研制

為優(yōu)化安全儀控TXS系統(tǒng)維護(hù)工作過程，根據(jù)各類TXS系統(tǒng)模件的功能和特性，模擬其工作的不同運(yùn)行環(huán)境和條件，研制出一套集TXS系統(tǒng)軟/硬件測(cè)試、故障診斷及TXS系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)培訓(xùn)于一體的多功能平臺(tái)。平臺(tái)所具有的測(cè)試功能、故障診斷功能和培訓(xùn)功能對(duì)確保安全儀控系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行、縮短檢修周期、提高運(yùn)行和維修人員的技術(shù)水平具有重要作用，有顯著的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

該平臺(tái)在測(cè)試、診斷和培訓(xùn)功能的集成配置、測(cè)試系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)、培訓(xùn)功能設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件邏輯設(shè)計(jì)等方面有諸多創(chuàng)新點(diǎn)。經(jīng)過V&V驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)故障診斷應(yīng)用實(shí)踐表明，其技術(shù)成熟、可靠，對(duì)推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步具有示范作用。

（3）運(yùn)行儀控TXP系統(tǒng)維護(hù)培訓(xùn)臺(tái)架的研制

為提高運(yùn)行儀控TXS系統(tǒng)修護(hù)人員的技能水平，成立科研項(xiàng)目組，研制完成了TXP系統(tǒng)維護(hù)培訓(xùn)臺(tái)架，為儀控工程師特別是新員工提供了系統(tǒng)軟/硬件檢查、儀控邏輯及畫面變更執(zhí)行、TXP系統(tǒng)AP數(shù)據(jù)離線代碼的生成及下傳、與外部系統(tǒng)的通訊檢查及儀控邏輯功能驗(yàn)證等的培訓(xùn)平臺(tái)，使儀控工程師提高了維護(hù)技術(shù)水平，盡可能地減少了維修過程中人因失誤的可能，確保運(yùn)行儀控TXP系統(tǒng)維護(hù)工作的優(yōu)質(zhì)完成。

（4）控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力電源控制模件測(cè)試工具研制

控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力電源模件PK-25M用于向控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供可靠穩(wěn)定的電源。其定期測(cè)試只能由手動(dòng)完成。

為優(yōu)化維修過程，研制出一套自動(dòng)測(cè)試工具，實(shí)現(xiàn)了對(duì)PK-25M模件所有參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試、測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)分析及直接給出分析結(jié)論的功能，此工具具有友好的圖形化人機(jī)接口和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、打印等管理功能，測(cè)試過程可以全自動(dòng)運(yùn)行，也可以手動(dòng)操作。功能齊全、測(cè)試準(zhǔn)確、操作方便，為維護(hù)人員及時(shí)、準(zhǔn)確了解安全重要模件PK-25M狀態(tài)提供了有效手段，填補(bǔ)了VVER型核電機(jī)組同類型測(cè)試工具的空白。

（5）主冷卻劑泵徑向止推軸承釋熱監(jiān)測(cè)參數(shù)優(yōu)化

田灣核電站主冷卻劑泵徑向止推軸承釋熱功率是通過冷卻系統(tǒng)出口溫度計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的，溫度計(jì)安裝在管道法蘭上，通過測(cè)量法蘭金屬溫度間接測(cè)量冷卻系統(tǒng)出口溫度，無法及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)主泵徑向止推軸承的異常。

儀控工作人員采用增加檢測(cè)點(diǎn)、優(yōu)化溫度計(jì)測(cè)量方式、增加保護(hù)套管、設(shè)計(jì)邏輯運(yùn)算方法和增加顯示、記錄和報(bào)警功能等方式對(duì)釋熱率的測(cè)量進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后監(jiān)測(cè)效果完全滿足了機(jī)組運(yùn)行的要求。

該優(yōu)化方案在數(shù)學(xué)模型的建立及邏輯圖實(shí)現(xiàn)、自動(dòng)在線采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、再現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)及通過釋熱率監(jiān)測(cè)主冷卻劑泵摩擦副等方面有諸多的創(chuàng)新點(diǎn)。對(duì)于解決大電機(jī)摩擦副監(jiān)測(cè)提供了新的途徑和方法，可為同類型監(jiān)測(cè)提供借鑒。

（6）冗余技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

為提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，田灣核電站在較為重要的儀控系統(tǒng)中大量使用了冗余技術(shù)，但也存在個(gè)別重要參數(shù)測(cè)點(diǎn)或系統(tǒng)冗余度不足（只有一個(gè)或兩個(gè)測(cè)點(diǎn)）的情況，例如：汽輪機(jī)速度級(jí)壓力只有一個(gè)測(cè)點(diǎn)，用于當(dāng)汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)控制旁排打開的開度和打開速率的觸發(fā)條件。

針對(duì)此類情況，經(jīng)過對(duì)整個(gè)儀控系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)、控制邏輯及通道等的全面核查及可行性、經(jīng)濟(jì)性分析后，確定了需要增加冗余配置的數(shù)量及范圍，并進(jìn)行了冗余技術(shù)的實(shí)施。實(shí)施后，大大降低了單個(gè)故障引起系統(tǒng)誤動(dòng)、拒動(dòng)的可能性，增加了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

（7）汽輪機(jī)飛錘動(dòng)作監(jiān)視系統(tǒng)優(yōu)化

田灣核電站使用的K-1000/60-3000型汽輪機(jī)設(shè)置了兩套獨(dú)立的飛錘用于汽輪機(jī)超速保護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置有兩套測(cè)量裝置用于監(jiān)視飛錘動(dòng)作情況。運(yùn)行過程中監(jiān)視裝置經(jīng)常發(fā)生誤報(bào)或漏報(bào)情況，使主控室操縱員無法正確了解飛錘的動(dòng)作情況，干擾了操縱員的正確判斷，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全性。

為優(yōu)化系統(tǒng)功能，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，最終確定采用電渦流傳感器替代原磁電式傳感器，解決了誤報(bào)問題。采用3個(gè)傳感器進(jìn)行品字形安裝方式解決了漏報(bào)問題，優(yōu)化方案實(shí)施后很好地解決了誤、漏報(bào)問題，汽輪機(jī)飛錘動(dòng)作監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行效果良好。

（8）主蒸汽流量測(cè)量新方法研究

田灣核電站主蒸汽管線上設(shè)置了4個(gè)SDF元件來測(cè)量主蒸汽流量。由于主蒸汽流量大、蒸汽管線震動(dòng)大，導(dǎo)致SDF元件經(jīng)常出現(xiàn)斷裂，無法進(jìn)行主蒸汽流量的測(cè)量，且斷裂SDF元件的沖擊也對(duì)下游汽輪機(jī)的安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。

經(jīng)過對(duì)蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)的分析，利用蒸汽發(fā)生器上部設(shè)備本身的節(jié)流特性，研究出一種通過計(jì)算方式獲取主蒸汽流量的新方法，并經(jīng)實(shí)際標(biāo)定，獲得較理想的流量參數(shù)值。主蒸汽流量測(cè)量新方法使用后，較好地完成了主蒸汽流量的測(cè)量任務(wù)，減少了管道新增測(cè)量元件的節(jié)流損耗和斷裂產(chǎn)生異物的風(fēng)險(xiǎn)。此測(cè)量方法已作為田灣核電站3、4號(hào)機(jī)組主蒸汽測(cè)量的設(shè)計(jì)方案，也可為同行電站提供借鑒。

（9）安全相關(guān)儀表作業(yè)專家支持系統(tǒng)研制

任何送入安全儀控TXS系統(tǒng)的安全相關(guān)儀表信號(hào)的調(diào)試、維護(hù)等工作都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的安全造成影響。人工手動(dòng)進(jìn)行安全相關(guān)儀表作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析的方法，在實(shí)施過程中，存在由于人為失誤導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)分析不充分或錯(cuò)誤等人因失誤的可能。

針對(duì)這一情況，自主研制開發(fā)了“安全相關(guān)儀表作業(yè)專家支持系統(tǒng)”，完成對(duì)用安全相關(guān)儀表作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的自動(dòng)分析，并給出具體作業(yè)方案的指導(dǎo)意見。系統(tǒng)自投入以來，提高了分析效率，使風(fēng)險(xiǎn)分析的正確率達(dá)到了100%，避免了人因失誤的可能，從根本上避免了安全相關(guān)儀表作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析不足引起反應(yīng)堆停堆和專設(shè)安全實(shí)施驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)誤動(dòng)的可能，優(yōu)化了維修管理過程，提高了機(jī)組的安全性和可用性。

2.4 系統(tǒng)老化及壽命研究

（1）核電廠電纜老化評(píng)估與壽命管理技術(shù)研究

本科研項(xiàng)目實(shí)施了反應(yīng)堆控制保護(hù)系統(tǒng)殼內(nèi)電纜的數(shù)據(jù)收集和留樣、老化處理、輻照試驗(yàn)、狀態(tài)評(píng)估等工作，維護(hù)人員掌握了電纜老化相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)和在役電纜的老化狀態(tài)、建立了電纜老化管理手段。本研究提供了一種對(duì)重要電纜的有效管理手段，保證了電纜在壽期內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)，也為將來電纜的延壽提供了評(píng)價(jià)依據(jù)。

（2）反應(yīng)堆控制保護(hù)系統(tǒng)模件延壽方法研究

反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)模件的鑒定壽命為10 a，而幾年的實(shí)際運(yùn)行狀況顯示部分模件實(shí)際工作壽命可以超過10 a。

為了確定模件延壽的可能和方案，科研項(xiàng)目組通過對(duì)模件性能和老化機(jī)理的分析，對(duì)比在役模件的老化狀況及其對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響，研究出一套模件延壽的新方法, 延壽方法一方面完成對(duì)在役模件老化情況的監(jiān)控，防止模件出現(xiàn)提前老化情況；另一方面提出了應(yīng)對(duì)老化問題的處理方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)反應(yīng)堆控制保護(hù)系統(tǒng)模件的延壽，在保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

通過對(duì)數(shù)字化儀控系統(tǒng)科技創(chuàng)新項(xiàng)目的闡述及科技創(chuàng)新獎(jiǎng)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況的分析看出：田灣核電站數(shù)字化儀控系統(tǒng)的科技創(chuàng)新實(shí)踐，使數(shù)字化儀控系統(tǒng)運(yùn)行很好地滿足了核電站機(jī)組生產(chǎn)過程監(jiān)測(cè)和控制、保護(hù)的要求，優(yōu)化了數(shù)字化儀控系統(tǒng)功能及其維修過程，保證了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，為探索數(shù)字化儀控系統(tǒng)的維護(hù)和優(yōu)化創(chuàng)新提供了良好的借鑒。