基于大修主隔离的核电厂运行计划管控方法

马 飞，张祥贵，王子为，王 波

（江苏核电有限公司，江苏连云港 222000）

0 引言

电站营运单位提高效益、降低成本，在市场中保持竞争力是永恒追求，换料大修是影响核电机组能力因子和效益的重要因素[1-2]，提高大修管理水平是其中的课题，决定核电站运营业绩的关键因素已经从电站的运行转移到电站的运行和大修，核电站换料大修的安全、质量、进度和成本是否有效控制将直接影响到核电站的运营业绩[3]。赵中毫、杨进等通过论述大修中项目管理的作用，从成本、进度优化、效益提升方面探讨了大修提升的经验和方法[4-5]。大修的工作开展逻辑关系强、制约因素多。电厂多数系统与设备都需要经历停运—检修—试验—再鉴定—恢复运行的过程。在这个过程中，同一系统的维修和运行活动交错，不同系统之间的运行和维修活动存在复杂的逻辑关系。运行活动是设备大修开展前提条件和结束标志，对大修过程控制起到了非常关键的作用，需要有一个有效的运行计划管理措施，保证大修过程优质、高效、可控。将分析和论述以大修主隔离为基础的运行计划管控方法。

1 大修主隔离简介

主隔离的目的在于避免重复和复杂化的隔离操作，针对有共同或相同边界的多个检修工作，设置较大范围的隔离。为了覆盖多样的工作条件和环境，一个主隔离可以设置一个或多个补主隔离。这样，主隔离可以确保多个工作的安全边界，实现同时进行多个检修工作的目的。

大修隔离管理以主隔离为主体，由运行人员全面负责制定边界管理方式。通过合理的隔离顺序和措施，优化大修主隔离操作，最大限度地减少隔离次数和重复性隔离，达到对机组状态的控制、维修活动的覆盖和进度要求的满足，并充分保障人员和设备的安全。

在错综复杂的主隔离中，主隔离之间有独立关系的，也有相互关联较强的。合理设置大修主隔离，对于核电站换料大修的开展非常重要，能够创造良好的条件。大修主隔离设置不合理，会直接影响维修活动和运行操作的难易程度，也关系着运行操作的繁简程度[6]。

2 主隔离框图辅助运行计划管理

电厂大修的开展需要有合理的计划作为指导。一般大修计划按照层次可以分为里程碑计划、主线计划、大修、检修项目计划等。运行人员的活动需要遵循里程碑计划、主线计划的时间窗口，并合理配置安排检修项目计划；但里程碑计划只是机组大修中重要状态起始、终结或转折点，无法直接指导运行活动；主线计划能够体现大修重要过程及机组状态变化，但主要是关键路径的过程控制，无法直接生成运行计划，也就无法有效合理地安排检修项目计划。主隔离合理编排，形成主隔离框图（图1），承担起里程碑与运行计划的桥梁，可令运行计划有了落脚点。系统设备停复役可贯穿大修始终，从隔离的实施到解除完成大修工作任务最终恢复。

图1 核电厂大修主隔离框图

主隔离框图是将大修中设置的各个系统和设备的主隔离，转变成图表的形式，进一步包含大修主隔离开始/完工时间及与里程碑的关系。主隔离框图按照一回路换料水位图、技术规格书对相关系统的要求、重要设备检修数据库等文件编制，详细规定了各系统的隔离时间、隔离期限、隔离顺序和解除时间。以此为基础，即可以初步排定多数大修项目的检修窗口。对影响核安全的系统和设备，还可以重点表现出对系统可用性的影响，如反应堆余热排出系统、乏燃料冷却系统、专设安全设施和供电回路的可用性，在检修窗口确定时考虑相互之间的支持与影响关系。这些框架内容就形成运行大修的主线计划，贯穿了整个大修过程。甚至有些电厂将大修主隔离框图设计成为大修计划的第一级，和里程碑计划并列。

大修主隔离框图，作为运行计划的重要载体，是框架各检修设备工作开展实施窗口的重要手段。能够在确保核安全、满足技术规格书要求的基础上，充分考虑大修主线逻辑和各检修设备的次序安排。

3 编排大修项目主隔离程序

大修项目管控是大修、检修的核心，也是运行人员做检修准备的重要目的，是大修运行计划排程的重要环节。检修项目对整个核电厂换料大修的工期、质量和成本将产生直接影响[4，7]。但大修项目具有变化多，隔离经验少（8C、12C 项目）等特点。为应对多变情况，优化运行人员隔离、复役的效率，项目计划的安排异常重要。可以采取的方法是借助主隔离的逻辑设置进行项目跟踪和控制。

（1）主隔离大多根据重要设备功能、主要系统功能，按照可以分界开来的管线和阀门设置，以重要设备为检修主要对象，而进行合理的分割，以简化实施难度和控制难度。比如，安全注入系统分为高压安注、中压安注、低压安注、容积和硼控系统注入等，可以按照技术规格书对这些协调的不同要求而分别设置和实施主隔离。高压安注、中压安注在机组停运后冷却过程中，即可以隔离；如果中压安注4 个系列有不同的检修要求，对解体大修的一个系列可以单独做主隔离，其他只有检查维护工作的只做整体主隔离。文献［8］中介绍了一种主隔离加补充主隔离模块化控制方式，有效将检修项目分割开来。

（2）项目检修准备是运行计划的一个重要内容，涉及到发票和还票时间点控制，合理可行的项目计划需要很好地控制各个工作的开始点和还票点，并且不会因为彼此的关系造成工作的延误或相互制约。因此，项目计划需要进行细分，边界维护阀门、解体阀门、边界内的维护阀门都需要逐一确定窗口，对于时间较短的主隔离，维护票需要提前实施，防止后续转阀门耽误主线时间。通过主隔离实施作为依托，开展系列运行计划安排，大大降低了主隔离实施后的设备冲突，同时将维护工作的工作量平均到主隔离实施前，方便了检修人员的工作安排（图2）。

图2 大修主隔离配合项目实施

（3）项目计划的编制还需要重点考虑相互开工的检修工作对目前运行的电厂设备的影响，或者说计划需要最大程度的减少相互影响，编排停运和复役的逻辑关系，以期在大修众多系统的变化中，保证主线资源的配给，这些都可以在主隔离框图、每个主隔离窗口时间中得到直观体现和设置。

4 主隔离控制运行活动开展

大修期间运行活动的合理计划和开展，是对大修进程的重要支撑，也是大修运行计划非常重要的目标。所有重要运行停复役活动的开展均离不开主隔离，大修中的隔离停复役工作是以大修主隔离为主线贯穿整个大修，以达到优化隔离操作、控制机组状态的目的[9]，控制了主隔离的实施、解除等状态，就控制住了机组系统状态和运行活动的开展。在反应堆启动和停堆阶段，尤其是启动阶段，是核电厂运行人员进行大规模系统隔离、解除隔离、在线、试验、充水排气和系统恢复投运的阶段，利用主隔离控制，有利于减少大修期间人因失误的可能性。

主隔离实施按照主线或次主线进行，以此来保证大修工作的开展按照预定节奏进行。同样，主隔离的解除也是按照主线计划或者总体操作单要求进行。解除大修主隔离与系统在线、恢复在役同时考虑，同时按照时间先后顺序，先解除主隔离，再进行系统在线和恢复在役。通过分阶段的程序和流程，保障运行工作的纯粹单一目标，避免交叉作业。以核电厂主泵主隔离的实施和解除过程来阐述这一流程和要求。核电厂主泵的主隔离分为3 个步骤实施：①隔离主泵电源、停运油系统，主泵停用后实施，为拆除电力仪控电缆创造条件；②隔离主泵冷却水管线，并进行冷却水排水，可以在开工后同时进行，为主泵电机辅助系统脱开、电机吊运做好准备；③跟随一回路液位变化到主泵主结合面以下时，实施并确认辅助系统主隔离，完成主泵可抽出部件的抽出和检修。主泵的主隔离解除也分为3 个步骤，在主泵可抽出部件回装后，解除辅助系统主隔离，然后可以进行系统冲洗；在主泵电机回装和连接管线后，解除冷却水管线主隔离，然后可以进行电机和辅助系统冷却水在线充水；在仪控电缆、探头和电力电缆恢复后，可以解除主泵电源主隔离，根据操作单执行主泵电机单转以及带载等事宜。

主隔离之间具有比较强的逻辑性。合理利用隔离逻辑，遵从先后顺序，合理进行运行计划排程，可以让运行活动达到事半功倍的效果。例如，核电厂大修期间在二回路系统全部停运后，排水是主要工作，可以采取如下运行计划优化的方法：只实施蒸汽主隔离和除氧器、凝结水、循环水、油系统电气类主隔离。

5 结束语

运行计划的目的是通过对大修运行活动的编排指导，对大修运行各项活动进行跟踪和控制，从而实现大修管理的各项指标，分别在安全、质量、进度、成本4 个方面达到优秀和卓越水平。利用大修主隔离的穿插和导引控制，能够使运行计划在综合4 个方面要求的逻辑辩证下，充分发挥各方面的优势，让矛盾的各方妥协平衡，保证安全和质量的前提下，合理控制进度，并最大限度充分利用人力成本，获得电站效益最大化。