核电厂设备关键部件识别

刘 健，李建春

（中核核电运行管理有限公司，浙江嘉兴 314300）

0 引言

核电机组工艺系统复杂，设备众多，一旦发生故障或失效，可能引起大范围功率波动、甚至停机/停堆，对电厂安全性和经济性产生挑战。为保证设备能够稳定地执行其相关设计功能，电厂通常对重要设备开展预防性维修以提高可靠性，减少/杜绝非预期故障。就具体设备而言，在结构、材料、故障机理等方面存在差异，如何有效识别出设备的关键功能部件，直接影响设备预防性维修项目制定及备品备件采购的准确性，是电厂设备管理工作面对的难点和重点。在此背景下，基于工作实践，阐述一种核电厂设备关键部件识别方法。

1 设备关键部件识别方法

1.1 失效模式与影响分析法

对系统（硬件、软件或过程）开展分析，识别出潜在失效模式、失效原因及对系统性能影响的系统化方法，简称FMEA 法。本分析法主要应用于机械设备。

1.2 故障树分析法

一种由上往下的演绎式失效分析法，利用布林逻辑组合低阶事件，分析系统中不希望出现的状态，简称FTA 法。本分析法主要应用于电仪控制系统/回路。

2 设备关键部件识别过程

2.1 设备边界划分

以某机组中压安注系统1#安注箱隔离阀（RIS001VP，电动闸阀）为例进行说明，下同。包括设备自身、设备电仪测量/控制回路、保护回路、联锁回路、辅助系统部分或全部。RIS001VP 设备边界见表1。

表1 设备边界

2.2 设备设计功能分析

针对设备所执行的设计功能，梳理出设备的故障模式及故障发生所产生的影响。RIS001VP 设计功能、故障模式和影响见表2。就机组运行期间，阀门无法在线隔离检修的故障影响，后文不再复述。

表2 设备设计功能、故障模式和影响

2.3 设备关键部件故障模式和影响分析

分析设备自身及边界范围内的其他设备/部件，识别出对设备设计功能故障产生贡献的部件，即关键部件。

针对设备结构，结合各部件在系统中的运行工况和理论上存在的故障模式，确定部件可能会发生的故障模式，其中发生概率极低的故障模式不予考虑。例如，部件在设计、制造等过程中产生并遗留的原始缺陷或不足，对此，电厂应通过维修、更换或变更改造等手段来消除，而不需作为关键部件，以免浪费管理成本。

RIS001VP 阀体、电动执行机构及电气控制回路关键部件故障模式和影响分析结果分别见表3～表5。

2.4 设备关键部件识别结果

整合设备边界内各专业所分析结果，梳理出影响设备设计功能的关键部件清单。RIS001VP 的设备关键部件清单见表6。

3 结束语

对照分析识别出的设备关键部件清单，电厂可审查设备已有预防性维修项目，评估是否覆盖了关键部件的故障模式、是否过度维修、维修规程内容是否满足预防性维修项目的执行要求、相关备品备件库存是否满足维修使用等方面，从而查缺补漏，采取有效而经济的设备可靠性管理和提升手段。

表3 阀体故障模式和影响

表4 电动执行机构故障模式和影响

表5 电动执行机构电气控制回路故障模式和影响

表6 设备关键部件清单