秦山核電廠SRCM的應用實踐

黃志軍

（秦山核電有限公司，浙江 海鹽314300）

秦山核電廠現(xiàn)有1臺30萬kW機組在運行，2臺100萬kW機組在建設中。從2005年開始，秦山核電廠就著手調(diào)研學習，探索RCM的理念及具體應用，分析了傳統(tǒng)RCM和SRCM的優(yōu)缺點后，決定采用SRCM方法。

SRCM是改進型（Streamlined）的RCM。它的分析過程相對于傳統(tǒng)RCM給予了某些優(yōu)化，將分析資源集中于系統(tǒng)關(guān)鍵/重要功能，并在分析中針對主要的故障模式展開故障模式影響分析（FMEA），得出系統(tǒng)設備重要度后，分別針對重要度不同的設備進行維修策略選擇。

1 秦山核電廠SRCM的主要分析過程

秦山核電廠SRCM分析流程如圖1所示。

由圖1可見，整個過程既區(qū)別于傳統(tǒng)的R C M，也不同于美國電科院（E P R I）的SRCM，它完整地回答了RCM七個經(jīng)典問題。同時，也參照了國內(nèi)外核電企業(yè)的良好實踐，并且具有較強的可操作性。

主要分析過程介紹如下：

1.1 系統(tǒng)分析

1.1.1 定義系統(tǒng)設備級別

秦山核電廠將系統(tǒng)設備分為關(guān)鍵、重要、一般3個等級。

只要系統(tǒng)、設備的失效導致以下任何一個結(jié)果，它就被認為是“關(guān)鍵的”：

1）功率運行期間，導致自動停堆或停機；

2）功率運行期間，導致強迫手動停堆或停機；

3）進入技術(shù)規(guī)格書限制，有后撤時限要求；

4）功率運行期間，導致降功率或效率降低；

5）導致機組不能升模式；

6）導致放射性物質(zhì)向環(huán)境非受控排放；

7）威脅到人身安全。

只要系統(tǒng)、設備的失效導致以下的任何一個結(jié)果，它就被認為是“重要的”：

1）導致核安全、發(fā)電相關(guān)冗余系統(tǒng)或設備喪失；

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

2）導致進入技術(shù)規(guī)格書限制，但后撤無具體時限要求；

3）關(guān)鍵以外的核安全相關(guān)設備（LS級）；

4）導致少量放射性物質(zhì)向廠房非受控排放；

5）導致無法對外傳輸信息或無法使用生產(chǎn)調(diào)度通訊系統(tǒng)；

6）反應堆廠房內(nèi)非關(guān)鍵設備。

除關(guān)鍵、重要級以外的其他系統(tǒng)、設備稱為“一般級”。

1.1.2 系統(tǒng)功能及故障分析

在明確系統(tǒng)邊界后，分析系統(tǒng)功能。以下是確定系統(tǒng)功能的一些原則：

根據(jù)系統(tǒng)說明書，加上分析人員的工程經(jīng)驗確定系統(tǒng)功能；系統(tǒng)功能能量化的一定要量化；系統(tǒng)功能應包括與之相關(guān)的元件，作為流道的一部分，有關(guān)控制元件也應包括在系統(tǒng)功能內(nèi)；對主要功能起支持作用的小功能可以合并到大功能中。顯然，為了建立一個完整的系統(tǒng)功能列表，分析人員必須使用所有可用的資源來理解系統(tǒng)的所有行為。

很重要的一點，進行系統(tǒng)功能分析時必須考慮到電廠的運行原則和要求，對不同的系統(tǒng)，運行原則和要求也會不同。

在確定了系統(tǒng)功能之后，分析系統(tǒng)功能故障。通過功能故障分析，它的后果影響滿足1.1.1關(guān)鍵性評價準則之一或更多的，定義為關(guān)鍵功能。后果影響滿足1.1.1重要性評價準則之一或更多的，定義為重要功能。

1.2 設備關(guān)鍵重要性分析

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）對系統(tǒng)中的每一個設備進行系統(tǒng)化的評價——對設備的故障模式、故障影響、故障后果及關(guān)鍵性、重要性進行步進式的分析。

以下是SRCM分析中最重要的步驟：

1.2.1 列出設備及其故障模式

首先需將系統(tǒng)邊界內(nèi)所有設備列出來。

確定了設備清單后，識別其主要故障模式。為確保分析的準確性，需要確定每一臺設備的類型，因為設備類型決定設備故障模式。SRCM只關(guān)注主要故障模式，即那些后果嚴重和最可能發(fā)生的故障模式，這些故障模式參照國外做法，加上自身工程經(jīng)驗分析得到。

每一臺設備至少有一個故障模式（比如閥門開不了、關(guān)不了、電機啟動不了、熱交換器失去熱交換能力、外漏內(nèi)漏等）。所有主要故障模式都必須進行分析。

對那些不大可能發(fā)生的或不會引起功能故障的故障模式，可以不進行分析。但要進行標識，說明不太可能發(fā)生的理由。

安全相關(guān)的系統(tǒng)從保守角度出發(fā)必須考慮不太可能發(fā)生的故障模式。

1.2.2 識別設備故障影響

在確定了設備的主要故障模式之后，分析人員就要確定有哪些故障影響。設備的故障影響分析必須準確，因為這將直接關(guān)系到下一步確定關(guān)鍵、重要設備。故障影響一般包括故障發(fā)生的跡象，如，報警、指示、聲、光、煙、味、振動、溫度等，故障對安全、環(huán)境、生產(chǎn)的影響，識別故障對關(guān)鍵/重要功能的影響，故障造成的有形損耗，排除故障必須做的運行、檢修方面的工作及耗時。

1.2.3 根據(jù)故障后果，確定設備重要度

根據(jù)故障模式對功能產(chǎn)生的后果，識別出關(guān)鍵、重要設備。故障后果應包括以下內(nèi)容：1）故障引起關(guān)鍵功能喪失，該設備是關(guān)鍵設備；2）故障引起重要功能喪失，該設備是重要設備；3）故障對其他系統(tǒng)的影響。

1.3 維修任務選擇

關(guān)鍵度分析和評估之后，分析人員就要開始根據(jù)設備失效模式所對應的原因，為系統(tǒng)設備確定經(jīng)濟且有效的維修任務。

為某設備選擇維修任務類型，應遵循以下順序：

— 以設備狀態(tài)為導向的任務；

— 以時間為導向的任務（全面翻新）；

— 以故障檢測為導向的任務。

下面將根據(jù)功能的重要性闡述決策過程：

1.3.1 關(guān)鍵設備任務選擇

維修任務選擇流程如圖2所示。

圖2 維修任務選擇流程Fig.2 The process of maintenance task selection

1）對每一個失效原因，是否有可行的狀態(tài)監(jiān)測或預防性維修任務來防止（比如振動監(jiān)測、潤滑油分析和溫度測量等）？如果有，則確定相應的任務（寫清楚參數(shù)、頻度、行動水平和負責專業(yè)）；如果沒有，則進入第2個問題。

2）是否有以時間為導向的維修任務可以防止該失效（清潔、檢查、更換部件等）？如果有，則確定相應的任務（寫清楚行動、頻度、負責專業(yè)）；如果沒有，進入第3個問題。

3）是否有適當?shù)墓收献R別任務（功能試驗，閥門動作試驗）能檢測到失效？如果有，則確定相應的任務（試驗/監(jiān)視，頻度，負責專業(yè)）；如果沒有，進入第4個問題。

4）正常運行中，如果不選擇維修任務是否會導致不可接受的后果？如果是，進入第5個問題，即設計變更以預防故障或減少關(guān)鍵度；如果否，進入第6個問題，即不選擇任何預防性維修任務。

1.3.2 重要設備任務選擇

重要任務的選擇類似于關(guān)鍵任務的選擇，但是在維修項目和頻度上有區(qū)別。

1.3.3 一般設備任務選擇

一般設備主要采用糾正性維修，但如果有經(jīng)濟合理的預防性維修任務，如，定期潤滑、清灰、緊端子、定期設備狀況巡檢等，則安排預防性維修。這些工作也應列入PM大綱中。沒有PM項目的設備，任其運行到失效。

2 幾個特殊情況的考慮

2.1 關(guān)于管道及支吊架

管道及支吊架的檢查維護由在役檢查大綱規(guī)定，不列入SRCM分析（但法蘭及接頭的密封墊故障需進行分析），因為管道的材料分析、防護、老化管理是一項專門技術(shù)，且業(yè)界有相當豐富的經(jīng)驗。

2.2 關(guān)于構(gòu)筑物

構(gòu)筑物作為SSC的一部分，納入SRCM分析。分析時，將構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)功能失效作為小概率事件進行考慮。因為廠房的主體結(jié)構(gòu)一般為鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)，這些材料具有相對較高的穩(wěn)定性，通過日常檢查、維護等管理，減少出現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)功能喪失的情況。如果考慮結(jié)構(gòu)功能失效，會導致所有構(gòu)筑物的分級都成為關(guān)鍵。但對特殊構(gòu)筑物（如安全殼、海工構(gòu)筑物等），由于其特定使用功能或環(huán)境因素，則需要單獨分析。

2.3 化學/防腐要求

將設備的油務（如潤滑油、絕緣油等）和防腐作為設備的組成部分進行分析，其檢查、處理、更換等相關(guān)要求統(tǒng)一體現(xiàn)在設備預防性維修大綱中，但其專業(yè)總體要求則體現(xiàn)在相應的化學/防腐管理大綱中。

2.4 關(guān)于DCS的分析

采用與工藝系統(tǒng)同樣的分析方法，首先按照一定原則對DCS進行系統(tǒng)劃分，然后根據(jù)劃分后的這些設備或子系統(tǒng)的故障影響和故障后果確定其關(guān)鍵度，最后根據(jù)關(guān)鍵度來決策合適的維修任務類型。

3 有待完善的幾個方面

3.1 對通用設備采用維修模板進行維修任務選擇

由于方家山工程的部分設備可供參考的資料不全，但是按照要求，裝料前必須完成設備預防性維修大綱。因此，現(xiàn)階段只能根據(jù)所掌握的資料，參考國外成熟的維修模板，借鑒兄弟電廠的經(jīng)驗，加上自身實踐，編制通用設備的維修模板，用于制定這些設備維修策略的參考，這樣能保證維修任務相對規(guī)范并提高效率。但由于這些模板不一定適合每一臺具體設備，因此，在確定維修任務時仍然需要結(jié)合具體設備進行判斷。此外，待設備實際投運后，根據(jù)運行情況再進行維修策略的優(yōu)化。

3.2 對復雜設備單獨進行失效機理分析來選擇維修任務

對于不能參考通用設備維修模板的復雜設備，必須進行失效機理分析（FMA），從而找出失效原因以及相應的維修任務。但是，由于設備資料不全、失效數(shù)據(jù)缺乏，要全面有效地進行FMA是非常困難的。目前，只能最大限度地搜集資料，并與相關(guān)單位開展專業(yè)合作，充分利用已有運行經(jīng)驗和運行數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

開展SRCM分析的優(yōu)點頗多，除了優(yōu)化設備維修策略，還通過系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)了圖實不符、設備選型不當?shù)葐栴};同時，強化了運行人員和設備管理人員對系統(tǒng)的認識，也增進了運行、檢修和設備管理等部門之間的合作精神。

[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.