秦山核电厂SRCM的应用实践

黄志军

（秦山核电有限公司，浙江 海盐314300）

秦山核电厂现有1台30万kW机组在运行，2台100万kW机组在建设中。从2005年开始，秦山核电厂就着手调研学习，探索RCM的理念及具体应用，分析了传统RCM和SRCM的优缺点后，决定采用SRCM方法。

SRCM是改进型（Streamlined）的RCM。它的分析过程相对于传统RCM给予了某些优化，将分析资源集中于系统关键/重要功能，并在分析中针对主要的故障模式展开故障模式影响分析（FMEA），得出系统设备重要度后，分别针对重要度不同的设备进行维修策略选择。

1 秦山核电厂SRCM的主要分析过程

秦山核电厂SRCM分析流程如图1所示。

由图1可见，整个过程既区别于传统的R C M，也不同于美国电科院（E P R I）的SRCM，它完整地回答了RCM七个经典问题。同时，也参照了国内外核电企业的良好实践，并且具有较强的可操作性。

主要分析过程介绍如下：

1.1 系统分析

1.1.1 定义系统设备级别

秦山核电厂将系统设备分为关键、重要、一般3个等级。

只要系统、设备的失效导致以下任何一个结果，它就被认为是“关键的”：

1）功率运行期间，导致自动停堆或停机；

2）功率运行期间，导致强迫手动停堆或停机；

3）进入技术规格书限制，有后撤时限要求；

4）功率运行期间，导致降功率或效率降低；

5）导致机组不能升模式；

6）导致放射性物质向环境非受控排放；

7）威胁到人身安全。

只要系统、设备的失效导致以下的任何一个结果，它就被认为是“重要的”：

1）导致核安全、发电相关冗余系统或设备丧失；

图1 SRCM分析流程Fig.1 SRCM analysis process

2）导致进入技术规格书限制，但后撤无具体时限要求；

3）关键以外的核安全相关设备（LS级）；

4）导致少量放射性物质向厂房非受控排放；

5）导致无法对外传输信息或无法使用生产调度通讯系统；

6）反应堆厂房内非关键设备。

除关键、重要级以外的其他系统、设备称为“一般级”。

1.1.2 系统功能及故障分析

在明确系统边界后，分析系统功能。以下是确定系统功能的一些原则：

根据系统说明书，加上分析人员的工程经验确定系统功能；系统功能能量化的一定要量化；系统功能应包括与之相关的元件，作为流道的一部分，有关控制元件也应包括在系统功能内；对主要功能起支持作用的小功能可以合并到大功能中。显然，为了建立一个完整的系统功能列表，分析人员必须使用所有可用的资源来理解系统的所有行为。

很重要的一点，进行系统功能分析时必须考虑到电厂的运行原则和要求，对不同的系统，运行原则和要求也会不同。

在确定了系统功能之后，分析系统功能故障。通过功能故障分析，它的后果影响满足1.1.1关键性评价准则之一或更多的，定义为关键功能。后果影响满足1.1.1重要性评价准则之一或更多的，定义为重要功能。

1.2 设备关键重要性分析

完成功能故障分析后，就要利用故障模式及后果分析方法（FMEA）对系统中的每一个设备进行系统化的评价——对设备的故障模式、故障影响、故障后果及关键性、重要性进行步进式的分析。

以下是SRCM分析中最重要的步骤：

1.2.1 列出设备及其故障模式

首先需将系统边界内所有设备列出来。

确定了设备清单后，识别其主要故障模式。为确保分析的准确性，需要确定每一台设备的类型，因为设备类型决定设备故障模式。SRCM只关注主要故障模式，即那些后果严重和最可能发生的故障模式，这些故障模式参照国外做法，加上自身工程经验分析得到。

每一台设备至少有一个故障模式（比如阀门开不了、关不了、电机启动不了、热交换器失去热交换能力、外漏内漏等）。所有主要故障模式都必须进行分析。

对那些不大可能发生的或不会引起功能故障的故障模式，可以不进行分析。但要进行标识，说明不太可能发生的理由。

安全相关的系统从保守角度出发必须考虑不太可能发生的故障模式。

1.2.2 识别设备故障影响

在确定了设备的主要故障模式之后，分析人员就要确定有哪些故障影响。设备的故障影响分析必须准确，因为这将直接关系到下一步确定关键、重要设备。故障影响一般包括故障发生的迹象，如，报警、指示、声、光、烟、味、振动、温度等，故障对安全、环境、生产的影响，识别故障对关键/重要功能的影响，故障造成的有形损耗，排除故障必须做的运行、检修方面的工作及耗时。

1.2.3 根据故障后果，确定设备重要度

根据故障模式对功能产生的后果，识别出关键、重要设备。故障后果应包括以下内容：1）故障引起关键功能丧失，该设备是关键设备；2）故障引起重要功能丧失，该设备是重要设备；3）故障对其他系统的影响。

1.3 维修任务选择

关键度分析和评估之后，分析人员就要开始根据设备失效模式所对应的原因，为系统设备确定经济且有效的维修任务。

为某设备选择维修任务类型，应遵循以下顺序：

— 以设备状态为导向的任务；

— 以时间为导向的任务（全面翻新）；

— 以故障检测为导向的任务。

下面将根据功能的重要性阐述决策过程：

1.3.1 关键设备任务选择

维修任务选择流程如图2所示。

图2 维修任务选择流程Fig.2 The process of maintenance task selection

1）对每一个失效原因，是否有可行的状态监测或预防性维修任务来防止（比如振动监测、润滑油分析和温度测量等）？如果有，则确定相应的任务（写清楚参数、频度、行动水平和负责专业）；如果没有，则进入第2个问题。

2）是否有以时间为导向的维修任务可以防止该失效（清洁、检查、更换部件等）？如果有，则确定相应的任务（写清楚行动、频度、负责专业）；如果没有，进入第3个问题。

3）是否有适当的故障识别任务（功能试验，阀门动作试验）能检测到失效？如果有，则确定相应的任务（试验/监视，频度，负责专业）；如果没有，进入第4个问题。

4）正常运行中，如果不选择维修任务是否会导致不可接受的后果？如果是，进入第5个问题，即设计变更以预防故障或减少关键度；如果否，进入第6个问题，即不选择任何预防性维修任务。

1.3.2 重要设备任务选择

重要任务的选择类似于关键任务的选择，但是在维修项目和频度上有区别。

1.3.3 一般设备任务选择

一般设备主要采用纠正性维修，但如果有经济合理的预防性维修任务，如，定期润滑、清灰、紧端子、定期设备状况巡检等，则安排预防性维修。这些工作也应列入PM大纲中。没有PM项目的设备，任其运行到失效。

2 几个特殊情况的考虑

2.1 关于管道及支吊架

管道及支吊架的检查维护由在役检查大纲规定，不列入SRCM分析（但法兰及接头的密封垫故障需进行分析），因为管道的材料分析、防护、老化管理是一项专门技术，且业界有相当丰富的经验。

2.2 关于构筑物

构筑物作为SSC的一部分，纳入SRCM分析。分析时，将构筑物的结构功能失效作为小概率事件进行考虑。因为厂房的主体结构一般为钢筋混凝土或钢结构，这些材料具有相对较高的稳定性，通过日常检查、维护等管理，减少出现整体结构功能丧失的情况。如果考虑结构功能失效，会导致所有构筑物的分级都成为关键。但对特殊构筑物（如安全壳、海工构筑物等），由于其特定使用功能或环境因素，则需要单独分析。

2.3 化学/防腐要求

将设备的油务（如润滑油、绝缘油等）和防腐作为设备的组成部分进行分析，其检查、处理、更换等相关要求统一体现在设备预防性维修大纲中，但其专业总体要求则体现在相应的化学/防腐管理大纲中。

2.4 关于DCS的分析

采用与工艺系统同样的分析方法，首先按照一定原则对DCS进行系统划分，然后根据划分后的这些设备或子系统的故障影响和故障后果确定其关键度，最后根据关键度来决策合适的维修任务类型。

3 有待完善的几个方面

3.1 对通用设备采用维修模板进行维修任务选择

由于方家山工程的部分设备可供参考的资料不全，但是按照要求，装料前必须完成设备预防性维修大纲。因此，现阶段只能根据所掌握的资料，参考国外成熟的维修模板，借鉴兄弟电厂的经验，加上自身实践，编制通用设备的维修模板，用于制定这些设备维修策略的参考，这样能保证维修任务相对规范并提高效率。但由于这些模板不一定适合每一台具体设备，因此，在确定维修任务时仍然需要结合具体设备进行判断。此外，待设备实际投运后，根据运行情况再进行维修策略的优化。

3.2 对复杂设备单独进行失效机理分析来选择维修任务

对于不能参考通用设备维修模板的复杂设备，必须进行失效机理分析（FMA），从而找出失效原因以及相应的维修任务。但是，由于设备资料不全、失效数据缺乏，要全面有效地进行FMA是非常困难的。目前，只能最大限度地搜集资料，并与相关单位开展专业合作，充分利用已有运行经验和运行数据。

4 结论

开展SRCM分析的优点颇多，除了优化设备维修策略，还通过系统分析，发现了图实不符、设备选型不当等问题;同时，强化了运行人员和设备管理人员对系统的认识，也增进了运行、检修和设备管理等部门之间的合作精神。

[1]Ringhals Maintenance Optimization Handbook[R]，2006.

[2]John Moubray. Reliability-centered Maintenance[M]. Industrial Press，2001.

[3] Equipment Reliability Process Description. INPO AP-913 (Revision2)[R].December，2007.