虎符牌在海外核电工程安全调试作业中的创新应用

贺晓刚高级工程师 宋丰伟正高级工程师 尹逊华工程师 朱 东工程师 罗志强

(1.中国中原对外工程有限公司，北京 100044；2.中国核工业第五建设有限公司，上海 200540)

0 引言

“华龙一号”海外首堆K-2/K-3项目，作为我国核电走向世界的桥头堡，其安全顺利实施意义重大。调试作业作为保障核电站安全运行的重要作业，贯穿于设备单体调试、系统移交、调试与试运行各个阶段，时间长达3～4年，作业内容涵盖启泵、设备上电、流体介入等方面，加之面临安装与调试活动深度交叉、现场中巴方作业人员语言障碍、现场噪音大、通讯信号及其有效性较国内同类电站差、可能存在的人因失误等现实困难，稍有不慎，就可能引发能量意外释放所带来的人员伤害及设备损失事故事件。因此，在执行常规的上锁挂牌制度的基础上，如何采取一种更可靠、更有效的辅助手段来保证信息、指令的精准传递，从而杜绝因走错间隔、交流不畅所引发的误启泵、误合闸等事故事件的发生，保障下游人员及设备的本质安全，就显得尤为重要。

基于此，本文借鉴古代“虎符”思想，结合二进制编码的唯一性和易辨识性，通过二进制编码与设备编号建立唯一的对应关系及二进制编码的咬合比对，创新性地开发和应用“调试虎符牌”，旨在提升K-2/K-3项目调试作业的本质安全。

1 海外华龙项目调试作业的风险特点

K-2/K-3项目地处巴基斯坦卡拉奇，受当地经济及社会发展制约，以及基于核电工程的现实特点，使得海外华龙项目调试作业存在如下风险特点：

(1)核电工程在土建和安装阶段中后期，安装与调试活动深度交叉，多单位(含土建、安装、调试承包商及厂家人员)交叉导致调试安全风险加大。

(2)调试作业由于涉及到的能量都是潜在的，如高温高压蒸汽、电能、机械能等，其安全风险并不像常规作业活动(如脚手架施工、吊装作业)那样易于识别。

(3)巴籍雇员受教育程度普遍较低，对调试作业风险及标牌锁具的重要性缺乏认知。例如，现场曾发生一线巴籍雇员将阀门链条锁链条私自拆除作为装饰品的事件。

(4)中巴方员工之间的语言障碍、中方员工之间不同的方言口音使得指令、信息在传达及接收时可能存在偏差、错误。

(5)当地基础设施薄弱，网络带宽、手机信号与国内同类核电站存在较大差距，导致现场布置的固定电话和手机信号较弱，且经常出现故障。

(6)核电站混凝土隔墙等屏蔽物的影响、现场机械设备产生的噪音，消弱了常规沟通渠道(如电话、对讲机)的有效性。

(7)因当地局势不稳，中方人员长期在厂区内工作和生活，易引发员工的不良情绪，增加人因失误率。

(8)安装单位隔离办公室及其调试作业人员的资源配置及专业力量与调试承包商相比，存在劣势，也使得安装单位更容易发生人因失误导致的调试安全事件。

2 调试虎符牌的提出及应用

由于K-2/K-3项目调试作业的以上风险特点，决定在常规的上锁挂牌、“两票三制”等管理制度的基础上，创新性地开发一项更可靠、更有效的辅助手段，来保障信息、指令的精准传递，保障海外华龙项目的调试作业安全。为此，中国中原对外工程有限公司K-2/K-3项目部(以下简称项目部)主要领导于2019年9月份借鉴古代调兵遣将用到的“虎符”的绝妙思想，开创性地提出在K-2/K-3项目各承包商调试作业期间应用“调试虎符牌”的举措。随后，项目部安全保卫部组织承包商对“调试虎符牌”的雏形和思路进行深度挖掘、丰富和细化，制定完善的《调试虎符牌指导细则》，开展理论和实操培训，拍摄制作首套虎符牌现场试用全过程的专项视频，开发自动化的虎符牌生成及打印软件，为调试虎符牌的推广应用奠定坚实基础。

2.1 调试虎符牌的提出

虎符最早出现于春秋战国时期，当时采用铜制的虎形作为中央发给地方官或驻军首领的调兵凭证。虎符背面刻有铭文，分为两半，右半存于朝廷，左半发给统兵将帅或地方长官，并且从来都是专符专用，一地一符，绝不可能用一个兵符同时调动2个地方的军队，调兵谴将时需要两半勘合验真，才能生效。而虎符的绝妙之处就在于将虎符劈为两半后能够产生足够复杂的随机信息。

项目部创新开发的“调试虎符牌”其精妙之处在于每张虎符牌长边两侧均有对应设备的唯一的二进制码。为此，调试虎符牌上印有虎符牌的编号、联号、设备9位编码及名称、公司名称、17位二进制码(由待操作、待上电设备的编号的序列号决定，一个设备对应一个唯一的二进制码)；虎符牌按颜色分为红牌、绿牌2种；且虎符牌根据电源与终端设备之间有无中间开关控制箱，分为五联虎符牌和三联虎符牌。

以三联虎符牌举例，分别是1号红牌、2号绿牌、3号红牌，如下图。红色代表禁止操作；绿色代表允许操作/合闸。作业时，作业人员事先将3号红牌挂在待维修/待操作的泵体上，将1号红牌悬挂在该泵对应的上游启动开关/盘柜上。当需要对该泵进行维修时，先根据作业票找到该泵的位置，再将2号绿牌与3号红牌通过二进制码比对，确认无误后，将2号绿牌悬挂在3号红牌上，然后才可以对该泵进行维修或操作。当泵体安装维修完成，需要启泵时，人员须将2号绿牌送至上游端与1号红牌比对、覆盖后，才能对泵进行启动。2号绿牌位置的唯一性，决定了同一时刻上游或下游仅有一侧允许操作；每个设备被赋予的唯一的二进制码，决定了多个作业不会互相混淆，最大限度减少人因失误；而提前放置好红牌，当作业人员将绿牌与其进行比对时，如果走错间隔/看错设备就会找不到对应的绿牌。

图 三联虎符牌示例Fig. A sample with three tiger signs

需要指出的是调试虎符牌是现有隔离制度的一个有效补充，其不能替代“两票三制”“上锁挂牌”等已有规定和“三向交流”等防人因失误工具。且需要达成共识的是虎符牌的使用可能会不太方便，但却能最大限度减少人因失误，提升本质安全。

2.2 调试虎符牌的试运行

当一个安全创新应用于安全管理实践时，必要的培训、试用、意见收集、优化提升是必需的。为此，项目部安全保卫部相继组织完成《调试虎符牌使用指导书》的编制发布、调试虎符牌的实操培训、三向交流宣传画及小卡片的制作发放、首套虎符牌现场试用全过程专项视频拍摄制作、一线人员使用意见收集、调试虎符牌优化提升专题会议等。五联调试虎符牌，就是在收集一线人员的意见后，在三联虎符牌的基础上研发出来的，专门适用于上下游设备中间有转接控制箱的情况。

2.3 调试虎符牌自动化软件的开发

为解决人工输入设备位号、设备名称及二进制编码的不便，项目部开发调试虎符牌智能设计程序模块，为现场承包商使用好虎符牌奠定坚实基础。

虎符牌制作初期，在Excel表格中统计虎符牌中所需要的设备信息，并建立台账，见下表。根据虎符牌的特性，三联、五联虎符牌在每联之间都有其对应上游设备和下游设备的独有信息，数据信息的正确录入是保证虎符牌与现场设备关联的基础准则。K-2/K-3项目现场的每一台设备都有一副唯一的虎符牌，它在Excel台账中有虎符牌编号“十进制码”、17位二进制码、相关联的设备(上游设备或者下游设备)。十进制码和二进制码是相互转换的关系。“上游设备”为送电控制设备，需明确电压等级，详细的设备编码。“下游设备”为机械设备，有设备9位编码、中文名称。

建立好台账后制作虎符牌的联动效果，提高制作效率。在Excel表格中开启录制宏，(点击“录制宏”按钮)创建“宏名”，保存在当前工作薄。复制台账中设备位号名称及二进制编码在工作薄中“上游设备二进制”列二进制数字，粘贴到第一联虎符牌左侧和右侧、第二联虎符牌左侧；复制台账中设备位号名称及二维码编号在工作薄中“下游设备二进制”列二进制数字，粘贴到第三联虎符牌左侧和右侧、第二联虎符牌右侧；复制虎符牌台账中相关数据设备名称粘贴到虎符牌相应位置；然后停止录制宏。每联虎符牌的编号应用接引用函数Indirect，五联虎符牌可采用相同的宏应用。如果填充“设备信息数据”工作薄中“三联虎符牌”的内容，无法实现实时联动时，运行刚才录制的“宏名”即可。

最后，在Excel表格中直接将填充完成的虎符牌进行设备数据核对检查，无误后将工作簿转化为PDF版进行打印、塑封。这样不但简化了虎符牌中设备信息录入流程，且极大提高了虎符牌的制作效率和准确性。

表 虎符牌台账(示例)Tab.Tiger sign ledger sample

2.4 调试虎符牌的应用效果

国内核电项目也曾多次出现因人因失误、走错设备间隔、设备代码混淆等因素造成该设备上游电源错误，导致下游设备误启动；下游设备正在检修，而上游人员未接到明确信息对下游设备送电，造成检修人员人身伤害；现场环境复杂，部分同系统的设备编码类似，又或者是该设备存在双路上游电源导致电源送错，造成设备损坏等安全事故。虎符牌的设计充分考虑现场施工过程中的施工工序，合理分解可能存在安全隐患的工序，通过安全色的运用，安全管控施工工序，将因指令传达失误造成的安全风险降到最低。虎符牌上的设备信息与现场设备信息比对，再次明确施工边界，消除因人员思想松懈、走错间隔、设备代码混淆等因素引发的安全事故。

自调试虎符牌制度于2019年10月执行以来，截止2021年9月底，K-2/K-3项目部各承包商已累计使用虎符牌2 000多套，确保了K-2/K-3项目500kV倒送电、132kV倒送电、500多台电仪控制柜首次上电、全场1 000多台中/低压转动设备安全首启及运行的顺利实施，并顺利完成K2机组冷试、热试、临时验收及K3机组冷试等重大节点。且截至2021年11月1日，K-2/K-3项目实现自开工以来无重伤及以上生产安全事故2 789天。

2.5 其他安全措施

建安调试阶段现场施工环境复杂，各专业施工存在大量交叉作业，很容易误碰其他专业施工边界，存在较高安全隐患；且用电设备上游电源大多是控制盘柜，设备布置密集。为避免误操作，项目部高度重视施工边界的区域管控，还通过在送电作业区域拉设警戒区、严格执行上锁挂牌及作业票证制度、采购磁吸式警示灯对待操作的盘柜和设备进行明示等方式来保证调试作业安全。

3 结论

(1)为克服海外核电工程语言及沟通障碍、作业人员安全意识参差不齐、通讯信号差等问题，在常规上锁挂牌、两票三制等管理制度基础上，研究和应用一种辅助手段来保障指令和信息的精准传达，确保现场调试作业(尤其是安装单位主导的启泵和盘柜上电等作业)安全。

(2)充分借鉴古代“虎符”的绝妙思想，结合现代二进制编码的唯一性和易辨识性，通过二进制编码与设备编号建立唯一的对应关系、二进制编码的咬合比对以及便捷化制作等手段，“调试虎符牌”有效保证调试作业信息、指令的精准传递，可有效杜绝因走错间隔、交流不畅所引发的误启泵、误合闸等事故事件的发生。

(3)调试虎符牌的创新应用，为K-2/K-3项目各类调试作业安全进展提供积极保障，取得自开工以来无重伤及以上生产安全事故2 700多天的良好绩效，为国内外其他电力项目提供一定经验借鉴。

(4)调试虎符牌在K-2/K-3项目主要应用于安装承包商系统移交前的各类调试作业。因调试承包商的人力资源配置及安全素质普遍高于安装承包商，故调试承包商可根据自身能力评估结果、作业的复杂度等方面，可选择性地在一些调试作业中予以应用。