淺談核電廠計量建標(biāo)管理策略

余迎　胡曉聰　夏浩　方一波

摘 要：核電廠作為高安全等級、高技術(shù)復(fù)雜度、高質(zhì)量等級的大型企業(yè)，計量器具數(shù)量大，種類繁多，測量應(yīng)用范圍廣?，F(xiàn)場儀器儀表量值傳遞和量值測量的準(zhǔn)確性，是核電廠安全穩(wěn)定運行的重要保證。核電廠計量工作作為一項基礎(chǔ)性技術(shù)工作，與核電廠的建筑安裝、運行維修、輻射防護等工作密切相關(guān)。保證計量監(jiān)督的公正性、相對獨立性和保證核電廠量值傳遞的準(zhǔn)確性，為核電廠的安裝、運行、維修提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，是核電廠計量管理的首要任務(wù)。核電廠廠址從安全角度出發(fā)一般情況下選擇在相對偏僻的地區(qū)，如果將電廠計量器具全部外部送檢，外部計量技術(shù)機構(gòu)很難在檢定/校準(zhǔn)時間上給予及時的響應(yīng)。因此電廠建立一些與保有量較大的、安全相關(guān)的計量器具檢定/校準(zhǔn)工作相配套的計量標(biāo)準(zhǔn)是非常有必要的。基于海南核電項目的計量工作實踐，該文提出了較為合理可行的計量管理策略。

關(guān)鍵詞：核電廠 計量 建標(biāo) 管理策略

中圖分類號：F206 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0165-02

核電廠在我國的電力生產(chǎn)中占據(jù)了越來越重要的地位，計量管理作為核電廠質(zhì)量管理的技術(shù)基礎(chǔ)和組成部分，其重要性也越來越顯著。核電廠為保證生產(chǎn)、檢修等工作的需要，配置了各種類型、數(shù)量不等的計量器具。為保證所用計量器具的準(zhǔn)確可靠，這些計量器具都應(yīng)進行周期檢定/校準(zhǔn)。

該文從海南昌江核電廠的計量工作實際出發(fā)，結(jié)合對國內(nèi)兄弟電廠的調(diào)研情況，通過分析提出了較為合理可行的計量管理策略。

1 核電廠計量管理的特點

核電廠不同于常規(guī)電廠的根本之處在于其能源來自于核裂變反應(yīng)，從而避免了溫室氣體的排放，但也帶來了放射性物質(zhì)泄漏的風(fēng)險，也就是核安全的問題。為了確保核安全，核電廠在技術(shù)上和管理上采取了比常規(guī)電廠更嚴(yán)格的措施。核電廠和常規(guī)電廠在計量管理方面主要有以下幾點不同。

（1）法規(guī)要求不同：國家核安全局在《核電廠質(zhì)量保證安全規(guī)定》HAF003中對核電廠的測量和實驗設(shè)備的標(biāo)定進行了強制性的規(guī)定。

（2）專業(yè)范圍不同：核電廠大量使用了常規(guī)電廠沒有的輻射計量器具。

（3）工作環(huán)境不同：核電廠必須在具體的計量工作中考慮計量器具沾污放射性的問題，建立熱檢定間以及在工作程序中做出專門規(guī)定就是非常必要的措施。

（4）對工作人員能力要求不同：工作人員需要進行嚴(yán)格的培訓(xùn)和授權(quán)，需要特別取得核安全相關(guān)的授權(quán)。

（5）對某些計量器具的使用有更嚴(yán)格的要求：常規(guī)電廠一般分為A、B、C三級，而核電站在A級計量器具之上劃分出了管理更嚴(yán)格的A+級器具。

（6）核電廠管理的計量器具數(shù)量、種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于常規(guī)電廠。

（7）檢定活動組織的復(fù)雜程度不同：由于所管理和涉及的計量器具數(shù)量、種類多，并且為了避免周期檢定工作耽誤大修工期，核電計量器具的周期檢定工作常常需要依據(jù)大修工期進行調(diào)整。

（8）職責(zé)分工不同：常規(guī)電廠一般委托電力研究院履行監(jiān)督、監(jiān)管和技術(shù)指導(dǎo)職責(zé)，電廠沒有統(tǒng)一的計量管理部門。核電廠通常將計量管理職能作為技術(shù)支持領(lǐng)域中一項重要的職責(zé)進行歸口管理，建立了多個專業(yè)的計量實驗室和嚴(yán)格的計量管理體系。

2 海南核電計量情況

2.1 海南核電計量器具情況

核電廠計量器具按照使用狀態(tài)可以分為兩類：一類是各個專業(yè)實驗室非在線的用于量值傳遞和對現(xiàn)場工作計量器具進行檢測的計量器具；另一類是直接用于現(xiàn)場工藝控制、測量的在線工作計量器具。初步統(tǒng)計，非在線計量器具約3000余件，在線儀器儀表數(shù)量約7000余臺套。所有在線計量器具中，法律規(guī)定強制檢定的在線計量器具僅為計費使用的電能表及其相應(yīng)的互感器，此設(shè)備屬于電網(wǎng)管轄，由電網(wǎng)相關(guān)單位負(fù)責(zé)送檢等工作。其余在線電氣設(shè)備均可以通過高精度等級儀器進行校準(zhǔn)比對工作。非在線計量器具均為非強制檢定，根據(jù)實際生產(chǎn)情況確定檢定周期和檢定方式，可委托具備資質(zhì)的第三方計量檢定單位檢定或者自主建立計量標(biāo)準(zhǔn)實驗室。

2.2 海南核電所處的計量環(huán)境情況

島內(nèi)檢驗?zāi)芰Ρ∪?。僅能對部分長度、力學(xué)、電磁學(xué)等常規(guī)項目檢定，檢定量程范圍、精度大部分較低。70%～80%計量器具需外部委托深圳市計量測試所、廣東華南計量測試所檢定。

部分在線儀表時效性要求高，委托外檢無法滿足大修時間需求。大修期間，由于大修關(guān)鍵路徑時間限制，提供給儀表的檢定時間非常短暫，部分儀表必須在規(guī)定的時間拆除、檢定之后重新安裝，以滿足系統(tǒng)試驗和機組大修的需要。委托外省檢定時間周期約1～2個月，不滿足大小修的時效性要求。因此需要核電廠內(nèi)部具備儀表檢定的能力與資質(zhì)，在非常短時間內(nèi)完成儀表的檢定，節(jié)省大修關(guān)鍵路徑時間。例如電量變送器和電流電壓功率表主要集中在6 kV系統(tǒng)，6 kV系統(tǒng)大修窗口僅為3～5 d，委托外省檢定無法滿足大修時間需求。

部分在線儀表不能拆除，不能外送檢定。部分儀表不具備拆除條件，無法送至實驗室檢定，因此需要核電廠內(nèi)部具有儀表檢定的能力和資質(zhì)，通過量值傳遞，在現(xiàn)場完成該類儀表的校驗。

部分儀表有輻射控制要求，不能外送檢定。部分儀表在核島廠房、核輔助廠房及燃料廠房當(dāng)中，具有沾污的風(fēng)險。一旦儀表被沾污，則不可在普通實驗室中檢定，必須通過量值傳遞的方法在現(xiàn)場實現(xiàn)檢定或要求相關(guān)資質(zhì)單位現(xiàn)場檢定。

部分精密儀表不適合外送檢定。部分儀表在檢定之后為保證其檢定結(jié)果的有效，必須嚴(yán)格控制其存放和運輸。若檢定后運輸過程遇到超過規(guī)定的顛簸或振動可能影響其精度或性能，而這種顛簸或振動造成的影響我們是無法評估的，從而影響校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。這類儀表適宜就地檢驗，不適合長距離運輸送檢。

儀表外送丟失和延誤的風(fēng)險較高。海南核電所處位置較為偏遠(yuǎn)，物流轉(zhuǎn)接流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多，加之過海和臺風(fēng)季節(jié)因素，儀表丟失和物流延誤的風(fēng)險較高。

3 海南核電計量建標(biāo)策略

目前國內(nèi)核電廠一般采取兩種管理模式。

第一種模式是不建立廠級計量標(biāo)準(zhǔn)，廠用計量器具全部送外部計量技術(shù)機構(gòu)檢定/校準(zhǔn)；

第二種模式則是建立部分廠級計量標(biāo)準(zhǔn)，用以檢定/校準(zhǔn)數(shù)量較多且易于開展檢定/校準(zhǔn)項目的計量器具，剩余部分則送外部計量機構(gòu)檢定/校準(zhǔn)。

計量器具的檢定/校準(zhǔn)工作除專業(yè)因素外還涉及兩大因素：一是檢定/校準(zhǔn)所需要的時間；二是檢定/校準(zhǔn)成本。核電廠廠址從安全角度出發(fā)一般情況下選擇在相對偏僻的地區(qū)，如果將電廠計量器具全部外部送檢，則檢定/校準(zhǔn)時間和檢定/校準(zhǔn)費用都不能滿足效益最大化的需求，甚至在個別極端的情況下需要對某計量器具進行加急檢定/校準(zhǔn)（如節(jié)假日等時間段），外部計量技術(shù)機構(gòu)很難在檢定/校準(zhǔn)時間上給予及時的響應(yīng)。因此電廠建立一些與保有量較大的、安全相關(guān)的計量器具檢定/校準(zhǔn)工作相配套的計量標(biāo)準(zhǔn)是非常有必要的。

3.1 儀控專業(yè)建標(biāo)策略

由于壓力與核電廠的安全密切相關(guān)，根據(jù)調(diào)研海南東方電廠、參考大亞灣及田灣等兄弟單位的情況，經(jīng)征詢大亞灣計量相關(guān)專家意見，建立壓力計量標(biāo)準(zhǔn)是非常有必要的。

儀控專業(yè)建議建立“壓力變送器檢定裝置”標(biāo)準(zhǔn)實驗室，用來對全廠壓力變送器進行檢定工作。

3.2 電氣專業(yè)建標(biāo)策略

電氣專業(yè)建議建立“數(shù)字多用表檢定裝置”標(biāo)準(zhǔn)實驗室，用來對全廠數(shù)字式萬用表進行檢定工作，建議使用的Fluke5522A為標(biāo)準(zhǔn)儀器。

根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，電氣數(shù)量較多的非在線工器具主要是三類（見表1）。

3.2.1 費用估算

絕緣電阻表檢定要求較高，而且所包含設(shè)備種類多，檢定要求有差異。建立有能力檢定我廠所有絕緣電阻表的標(biāo)準(zhǔn)實驗室的費用在300萬以上，每年維護費用約5萬元，花費遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于送檢費用。

數(shù)字式萬用表是最常見、數(shù)量最多、使用最頻繁的工器具之一，檢定工作較簡單，海南計量所均能進行檢定，每年送檢費用在6萬元左右。建立能檢定數(shù)字式萬用表的標(biāo)準(zhǔn)實驗室費用在100萬左右，每年維護費用約1萬元。建立標(biāo)準(zhǔn)實驗室的長期花費少于外送檢定。

鉗形電流表數(shù)量少，檢定工作較簡單，海南計量所均能進行檢定，費用在6千元左右。建立能檢定鉗形電流表的標(biāo)準(zhǔn)實驗室費用在100萬左右，每年維護費用約1萬元。建立標(biāo)準(zhǔn)實驗室的花費高于外送檢定。

表1中未列的工器具種類繁多、相同種類數(shù)量均小于10塊，建立標(biāo)準(zhǔn)實驗室的花費遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外送檢定。

3.2.2 可行性分析

主要考慮大修期間的使用情況。絕緣電阻表的數(shù)量本身有一定冗余，大修期間保證有10塊以上可用即可，因此外送檢定并不影響大修期間使用。數(shù)字式萬用表數(shù)量龐大，屬于電氣、儀控等專業(yè)人員的個人工器具，大修期間必須保證有2/3以上的數(shù)字式萬用表可用，對于外送檢定時間要求上有一定壓力。鉗形電流表使用并不頻繁，大修期間保證10塊左右可用即可，外送檢定并不影響大修期間使用。其他工器具均有冗余配置，且極少有同時大量使用的可能性，分批送檢均能滿足大修要求。

4 結(jié)語

從海南核電的計量工作實際出發(fā)，結(jié)合海南實際地理區(qū)位、檢定資源因素，參考對國內(nèi)其它核電廠的調(diào)研情況，制定計量建標(biāo)階段性管理策略：建議第一階段（現(xiàn)階段）先建立數(shù)字多用表檢定裝置及壓力變送器檢定裝置，待試運行一年后制定下一階段計量建標(biāo)方案。

參考文獻

[1]賴世富.核電廠計量管理探討[J].核電工程與技術(shù)，2006（1）：41-48.

[2]王成.核電廠計量管理工作論述[J].現(xiàn)代測量與實驗室管理，2011（4）：57-59.

[3]王波.核電廠計量管理體系研究[J].科技信息，2012：489-490.