关于核电厂预防性维修周期调整的论证

陈 童 严峰鹤

（环境保护部核与辐射安全中心 北京）

目前，我国的运行核电厂中，大亚湾核电厂、岭澳核电厂和秦山核电厂二期工程等均已经实施长周期换料。同时，岭澳二期核电厂、秦山二期扩建工程、宁德核电厂、防城港核电厂等也都向国家核安全局提出长周期换料的申请。核电厂延长燃料循环长度的目的是：提高反应堆的先进性；减少大修次数；提高燃料组件富集度，加深燃耗，减少乏燃料数量，实现节能减排；减少三废数量，保护环境；降低发电成本，提高电厂经济。核电厂燃料循环长度延长，其大修期间执行的预防性维修项目的周期也将相应进行调整。为了确保预防性维修周期调整能够满足法规及技术规范的要求，同时为保证设备的可靠性，不影响机组安全稳定运行，核电厂需要对预防性维修项目周期调整的可行性进行论证。针对核电厂大修周期延长的情况下，探讨预防性维修项目周期调整的论证方法与过程。

一、预防性维修周期调整论证概述

（1）预防性维修周期调整论证工作的依据：国家法规、导则和规范以及技术标准；设计单位制定的监督规范；核电站的定期试验监督大纲；核电厂的最终安全分析报告和维修政策；设计单位和供货商文件，主要包括《系统设计和运行手册》（SDM）和《设备运行和维修手册》（EOMM）；经验反馈，包括国内外同类单位的经验反馈，已运行的参考电站相关设备的经验反馈；维修导则。如法国EDF及美国EPRI的相关文件。

（2）预防性维修周期调整论证工作主要分为以下2个阶段。

第一阶段(筛选和分类阶段)，对核电厂所有预防性维修项目进行分析整理，筛选出由于大修周期延长而导致预防性维修周期调整的项目，然后按照设备安全等级、设备类型、设备属性（制造厂家、型号、运行条件等）等进行分类合并。

第二阶段(论证分析阶段)，通过核电厂已有的运行、维修、试验数据以及可利用的通用数据，结合厂家建议及相应规范、标准的要求，采用经验反馈的方法，评估预防性维修项目周期调整的可行性；对于经验反馈方法不能充分说明周期延长可行性的预防性维修项目，通过故障模式影响分析等方法进行专项论证和评价。

二、预防性维修周期调整论证方法

（1）经验反馈法。预防性维修周期的调整通常基于运行经验反馈，以运行经验反馈为主要依据进行论证的方法称为经验反馈法，是定性分析的一种。主要通过收集、整理和分析电厂自身的维修历史经验，据此评估运行周期的延长对设备或系统相关性能参数的影响，乃至对整个电站安全运行的影响。以运行经验反馈为主的定性分析方法在国内外预防性维修周期延长论证中都是首选的方法。

（2）以可靠性与技术特性为中心的维修。RCM（Reliabilitycentered Maintenance）是以可靠性为中心的维修，是目前国际工业领域使用较为广泛的用以确定设备或设施预防性维修需求、优化维修体制的一种系统工程方法。它通过对准则的7个问题的回答，分析确定维修什么设备、为什么修设备、何时修设备、谁来修设备等问题。通过RCM，可以制定适合企业要求和设备特点的预防性维修和纠正性维修，即制定设备的维修策略。TCM（Technical Analysis Centered Maintenance of I&C Equipment）是以技术分析为导向的仪表控制设备维修优化，通过功能分析确定需要执行预防性维修的设备；通过技术分析（工作原理、失效模式、可靠性和降级分析）确定正确的维修方法、频度，以及相关维修活动的技术标准。

RTCM（Reliability&Technique Centered Maintenance）是以可靠性与技术特性为中心的维修，它保留了原RCM分析主流程的基础上，考虑了核电站仪控设备可靠性与失效数据的特点，加入了技术特性分析和可靠性分析环节，优化了故障模式分析步骤。

（3）故障模式及影响分析。故障模式及影响分析（FMEA）是可靠性定性分析方法的一种。可靠性分析的第一步是确定各种故障模式，FMEA是实现这一步较常用的方法，它主要用于研究部件和设备的失效，应用于以不同技术（电器、机械、液压传动装置等）或以多种技术为基础组合成的各种系统。对核电厂来说，主要考虑系统的每一主要部件是如何发生故障的，以及故障对系统的影响，功能如下：

①判别安全与非安全故障，主要用于与安全相关的可靠性的定量估计。

②判别重大故障，如果这类故障模式不能在设计中消除，它们就决定了运行试验的频率或维修间隔。

③预估达到可靠性目标部件的质量水平，特别是电气系统。

④鉴别为消除不可接受的故障机理需要进行的设计修改，这类故障可能会产生不可接受的安全或运行状况。

⑤判断故障探测的必要性。

（4）概率安全评价（PSA）。PSA分析利用PSA 模型，通过修改定期试验相关核安全功能的失效概率，计算定期试验周期延长后导致的堆芯损坏概率增量。通过比较该风险增量与相关法规或规范中的允许增量准则比较，评价试验周期延长的可行性。

三、预防性维修周期调整论证过程

（1）分类筛选阶段。针对核电厂大修周期延长，依据相关的法规和标准的规定，对预防性维修数据库中的预防性维修项目进行分类，并筛选出需要延长检修周期并进行论证的预防性维修项目。主要是按照设备的专业类别（机械类、电器类、仪表类）、项目的重要性、所属系统、设备类、设备特性、项目工作内容、周期等，对预防性维修项目进行逐级分类。筛选是在分类的基础上，按照预防性维修项目的周期，预防性维修项目与反应堆标准运行状态，以及维修历史数据和经验反馈，筛选出需要延长检修周期并进行论证的预防性维修项目。

（2）论证分析阶段。针对检修周期需要延长的预防性维修项目，主要论证步骤如下。

第一步：研究项目相关的设备技术规格书、预防性维修大纲、维修规程、相关规范及标准要求等，查询对维修周期的有关规定，以及运行条件的变化是否会对设备的性能造成重大影响等。

第二步：收集项目相关的维修历史数据，包括每次维修的完工报告、工作记录、经验反馈单，以及相关设备纠正性维修的历史资料等。

第三步：采用经验反馈的方法对项目进行论证和分析。下面以原检修周期为 1年的项目周期延长半年的论证为例，说明采用经验反馈方法的论证步骤。

①如果相关预防性维修的维修过程没有出现结果不满意的情况，且在相关设备的运行历史中，从未进行过纠正性维修，则论证通过，该预防性维修项目的周期可以延长至新的燃料循环周期。否则，需要进行进一步论证。

②如果维修过程出现过结果不满意的情况，或者设备进行过纠正性维修，首先分析该不符合项的发生是否与时间有关，如果是人为或偶发性等因素发生的，则不影响周期延长的论证。

③如果是腐蚀、磨损、老化等随时间逐渐变化的因素，则核查在该检修后连续两个周期内，是否因同样原因导致维修过程出现不满意的情况，或进行纠正性维修，若否，说明经过检修后，设备可以连续安全稳定运行两个周期，则论证通过；若是，则依据具体结果采用插值法推算周期延长半年的情况，若情况可接受，则论证通过，否则，论证不通过。

第四步：对于核电厂的维修历史数据不充分，无法作出明确判断的情况，可采用相似核电站或常规工业的相应可靠性数据进行论证和分析。具体方法与第三步相同，但需要注意数据的适用性。

第五步：采用以上经验反馈方法论证不能通过的维修项目，可采用RTCM分析、FMEA分析和PSA分析进行论证。

第六步：如果以上方法都不能满足检修周期延长的要求，可采用以下方法对检修周期进行调整：

①对于原检修周期＞1年的项目，采取缩短检修周期，以适应大修周期调整。

②对于原检修周期为1年的项目，可对设备采取技改措施，如技术改造或更换设备等，以达到系统设备预防性维修政策的目的。

③对于不能满足周期延长要求，并且没有必要实施技改措施的周期为1年的大修预防性维修项目，可改为日常预防性维修或预测性维修，但需要对其条件改变的影响进行评价。

四、结束语

预防性维修是核电站维修的一个重要组成部分，制定科学有效的预防性维修周期是确保核电站安全、稳定、经济发电的重要保障。核电厂大修周期调整后，相应的预防性维修项目周期需要进行调整。因此，合理的预防性维修周期调整的论证方法和规范的预防性维修周期调整的论证过程，是保证设备的可靠性，保持机组安全稳定运行的重要前提。

1 张圣,陈世均,瞿勐等.核电站预防性维修大纲的编制与优化[J].设备管理与维修，2011（10）

2 孙国臣,朱立新,王小海.对美国核管会运行经验反馈的研究[J].核安全，2011（1）

3 陈宇.以可靠性为中心的维修技术在大亚湾核电站的应用[J].电力设备，2008（12）