示范核電水處理儀控設(shè)計(jì)流程的探討

萬(wàn)詩(shī)新WAN Shi-xin

（國(guó)核自儀系統(tǒng)工程有限公司，上海 200241）

（State Nuclear Power Automation System Engineering Company，Shanghai 200241，China）

0 引言

隨著不可再生能源的日益減少，溫室效應(yīng)日益影響全球環(huán)境，世界各國(guó)逐年減少二氧化碳排放量，同時(shí)尋求清潔能源。我國(guó)大力發(fā)展清潔能源核電，目前在建核電裝機(jī)容量達(dá)到2000萬(wàn)千瓦。目前核電的大部分設(shè)備成套供應(yīng)商，原來(lái)都做火電，但核電設(shè)計(jì)不同于火電設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要提交的文件和圖紙種類繁多。以示范核電凝結(jié)水為例，設(shè)計(jì)程序文件要求儀控專業(yè)需要設(shè)計(jì)的圖紙如下：施工圖（電纜連接圖）、設(shè)備安裝圖、電氣圖（電動(dòng)閥門(mén)配電接線圖、就地電機(jī)按鈕圖）、接線圖（儀表回路接線圖、熱控盤(pán)臺(tái)柜施工接線圖、PLC 原理圖、取樣架接線圖）、邏輯圖、模擬圖；編寫(xiě)的文件如下：I/O 清單、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)、報(bào)警手冊(cè)、儀表定值手冊(cè)、設(shè)備清單。示范核電對(duì)圖紙文件要求特別嚴(yán)格，例如圖紙、文件中的設(shè)備技術(shù)參數(shù)及到貨設(shè)備的銘牌上的參數(shù)必須保持一致，不一致必須修改圖紙或更換設(shè)備。為了減少修改升版圖紙及文件的工作量，節(jié)約設(shè)計(jì)工時(shí)并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，要求每個(gè)設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)流程及思路非常清晰。

1 程序文件

示范核電所建設(shè)的核電站程序文件大部分相同，也存在差異，設(shè)計(jì)人員著手設(shè)計(jì)之前先閱讀儀控專業(yè)相關(guān)的程序文件，必須領(lǐng)會(huì)其中的含義。儀控專業(yè)重點(diǎn)閱讀的程序文件如下：《ECS 編碼系統(tǒng)》、《流程圖和電路圖的圖形符號(hào)》、《系統(tǒng)邏輯圖繪制的基本原則》、《系統(tǒng)模擬圖繪制的基本原則》、《控制儀表定值手冊(cè)—作用和內(nèi)容》、《設(shè)備運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)—作用和內(nèi)容》、《接線端、導(dǎo)線、電纜及電纜橋架的就地標(biāo)識(shí)》、《報(bào)警處理》等。

2 設(shè)計(jì)流程

設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)儀控設(shè)備進(jìn)行編碼，要閱讀《ECS編碼系統(tǒng)》，通讀設(shè)備標(biāo)識(shí)編碼、代碼清單，領(lǐng)會(huì)設(shè)備代碼規(guī)則。例如臺(tái)山核電對(duì)儀表閥門(mén)編碼不同于紅沿河核電，A/B 代表傳感器的第一道隔離閥，C/D 代表第二道隔離閥。工藝專業(yè)做完系統(tǒng)流程圖，儀控專業(yè)把儀表測(cè)點(diǎn)及儀表閥門(mén)補(bǔ)充完整，要閱讀《流程圖和電路圖的圖形符號(hào)》，按照程序文件要求繪制各種儀控設(shè)備。

工藝專業(yè)基本確定系統(tǒng)流程圖，接下來(lái)儀控專業(yè)就可以編寫(xiě)I/O 清單。根據(jù)不同核電項(xiàng)目的技術(shù)協(xié)議中通道槽位富裕量及冗余配置要求，編寫(xiě)I/O 清單，為了避免購(gòu)買落后淘汰的設(shè)備，了解PLC 產(chǎn)品的動(dòng)向，確定PLC 的硬件清單。根據(jù)PLC 的硬件和I/O 清單，可以設(shè)計(jì)PLC 系統(tǒng)配置圖、原理圖、機(jī)柜內(nèi)部接線圖及電磁閥箱圖紙。如果此工藝系統(tǒng)需要測(cè)量鈉、二氧化硅，但不進(jìn)入取樣架系統(tǒng)，針對(duì)不同品牌的分析儀表，設(shè)計(jì)不同的機(jī)柜柜。盤(pán)臺(tái)柜內(nèi)部元器件的選擇原則：品牌符合技術(shù)協(xié)議要求、技術(shù)參數(shù)滿足規(guī)范、性價(jià)比高。

儀表品牌確定，儀控專業(yè)就可以設(shè)計(jì)儀表接線圖、儀表設(shè)備安裝圖。在盤(pán)臺(tái)柜圖紙和儀表接線圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)《儀控電纜通用技術(shù)規(guī)格書(shū)》，統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)電纜、控制電纜及通訊電纜清單。電纜清單提交給設(shè)計(jì)院，設(shè)計(jì)院把最終的工藝及熱控設(shè)備布置圖、主管道及主橋架布置圖返回，就可以設(shè)計(jì)電纜路徑、統(tǒng)計(jì)電纜長(zhǎng)度。

工藝設(shè)計(jì)人員編寫(xiě)工藝設(shè)備采購(gòu)規(guī)范和簽技術(shù)協(xié)議階段，儀控專業(yè)提供控制柜編碼，及柜內(nèi)元器件及制造要求，盡量避免到現(xiàn)場(chǎng)后，不符合要求，需要整改。例如榮城項(xiàng)目就地加氨控制柜接線端子沒(méi)線號(hào)，部分多股銅線沒(méi)用線鼻子，沒(méi)有預(yù)留外部進(jìn)線孔等。

工藝人員提供工藝控制要求、步序表及定值手冊(cè)，儀控專業(yè)首先閱讀領(lǐng)會(huì)工藝控制要求及步序表，有疑惑及時(shí)溝通，減少報(bào)警手冊(cè)、模擬圖、邏輯圖修改的工作量。定值手冊(cè)中的定值、報(bào)警手冊(cè)的報(bào)警值與模擬圖中的報(bào)警值要求一致。模擬圖的輸出、邏輯圖中的輸入和輸出都能一一對(duì)應(yīng)。

儀表安裝材料的統(tǒng)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而又繁瑣的設(shè)計(jì)工作，首先每塊儀表安裝位置十分清晰，主管道和電纜橋架走向十分清楚，了解各種儀控安裝材料的用途，用表格橫向列出安裝材料如儀表一次、二次閥門(mén)、法蘭、各種接頭、儀表管、鋼材等，縱向列出各種安裝儀表，這樣最后統(tǒng)計(jì)時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)也容易檢查。

儀控設(shè)備編寫(xiě)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)前，應(yīng)及時(shí)收集儀控設(shè)備的資料，例如各類儀表安裝使用說(shuō)明書(shū)、調(diào)試手冊(cè)等，進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)計(jì)圖紙的正確性，對(duì)照資料確認(rèn)儀表設(shè)備安裝、接線方式的正確，儀表設(shè)備清單型號(hào)特別是成套設(shè)備帶的儀表型號(hào)與實(shí)際到現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備型號(hào)一致，如果不一致，工程公司可以要求升版文件或更換設(shè)備。

3 設(shè)計(jì)接口

儀控專業(yè)對(duì)外的接口主要有：電氣負(fù)荷、與DCS 通訊的信號(hào)、需要PLC 監(jiān)控的電機(jī)信號(hào)、電控設(shè)備布置及接地、電纜清單、儀表設(shè)備接口（提交給工藝），如果電纜橋架設(shè)計(jì)也在范圍之內(nèi)，還需要提交最終電纜橋架布置和電纜路徑。接口提交的時(shí)間按照項(xiàng)目經(jīng)理制定的時(shí)間計(jì)劃表進(jìn)行提交。儀控專業(yè)對(duì)采購(gòu)的接口主要是儀表、盤(pán)臺(tái)柜等采購(gòu)規(guī)范書(shū)的提交。

工藝流程圖和系統(tǒng)圖確定后，配合工藝專業(yè)可以給設(shè)計(jì)院（工程公司）提交電負(fù)荷清單。在此階段取樣架沒(méi)有采購(gòu)和PLC 機(jī)柜設(shè)計(jì)圖紙沒(méi)完成的情況下，根據(jù)以往執(zhí)行工程的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)估控制電源和取樣架電源的負(fù)荷。按照技術(shù)協(xié)議和設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，可以向工程公司（設(shè)計(jì)院）提交與DCS 通訊的信號(hào)清單、PLC 監(jiān)控的電機(jī)信號(hào)清單。此階段參考依據(jù)技術(shù)協(xié)議和《儀控設(shè)備技術(shù)要求》，可以編寫(xiě)所有就地分析儀表及取樣架采購(gòu)規(guī)范書(shū)的編寫(xiě)，和及時(shí)提交給采購(gòu)部門(mén)，不影響后面儀表安裝圖、接線圖等的設(shè)計(jì)。

參考技術(shù)協(xié)議和《成套設(shè)備中的電儀設(shè)備》，根據(jù)儀控設(shè)計(jì)完的盤(pán)臺(tái)柜圖紙，可以編制盤(pán)臺(tái)柜采購(gòu)規(guī)范書(shū)。在工藝專業(yè)設(shè)備容器管道布置圖的基礎(chǔ)上，加上取樣架的基礎(chǔ)安裝圖（廠家預(yù)給），把盤(pán)臺(tái)柜加到工藝布置圖中，統(tǒng)一提交電控設(shè)備布置及接地的接口。

4 結(jié)束語(yǔ)

核電工程是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)尤其需要各專業(yè)、各部門(mén)的相互配合。設(shè)計(jì)人員必須吸收了解最新的儀表控制設(shè)備及技術(shù)，為開(kāi)拓市場(chǎng)提供強(qiáng)大的技術(shù)支持；消化吸收調(diào)試人員現(xiàn)場(chǎng)反饋回來(lái)的問(wèn)題，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員同工程公司（設(shè)計(jì)院）、分包商溝通，按時(shí)提供準(zhǔn)確的接口，接收反饋信息；同分包商溝通，及時(shí)索要技術(shù)資料；及時(shí)升版圖紙文件。

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