故障樹(shù)分析法在核電調(diào)試中的應(yīng)用

孫哲+李攀峰+萬(wàn)艷艷

摘 要：介紹了核電機(jī)組調(diào)試工作的特殊性及故障樹(shù)分析方法的特點(diǎn)，指出了故障樹(shù)分析法在核電機(jī)組調(diào)試過(guò)程中的適用性，并對(duì)某核電機(jī)組汽動(dòng)輔助給水泵在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的故障建立了故障樹(shù)模型，旨在快速排除故障。

關(guān)鍵詞：故障樹(shù)分析法；核電機(jī)組；故障樹(shù)模型；閥門(mén)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.159

在核電機(jī)組的調(diào)試階段，調(diào)試人員的目標(biāo)是通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的功能，使之滿(mǎn)足設(shè)計(jì)限值或準(zhǔn)則。但因核電機(jī)組內(nèi)系統(tǒng)及設(shè)備本身具有的復(fù)雜性和調(diào)試階段的特點(diǎn)，決定了它的困難程度：①?gòu)?fù)雜性。以國(guó)內(nèi)M310機(jī)組為例，單機(jī)組平均有300個(gè)系統(tǒng)左右，每個(gè)系統(tǒng)由泵或風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等設(shè)備組成。②故障多發(fā)性。絕大部分系統(tǒng)或設(shè)備的首次現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行發(fā)生在該階段。③試驗(yàn)平臺(tái)的特殊性。不僅工程進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益要求調(diào)試試驗(yàn)盡快完成，核電機(jī)組調(diào)試階段內(nèi)的冷態(tài)和熱態(tài)功能試驗(yàn)平臺(tái)更要求在最短的時(shí)間內(nèi)使試驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。所以，尋找一種有助于快速排除故障、不過(guò)度依賴(lài)個(gè)人技術(shù)水平的方法，將有利于推進(jìn)調(diào)試進(jìn)度，而故障樹(shù)分析方法就是我們要尋求的方法。

1 故障樹(shù)分析方法介紹

故障樹(shù)分析法是一種將對(duì)象故障形成的原因，按照由系統(tǒng)至局部的方向?qū)ふ夜收显虻姆治龇椒?，將?duì)象中最不希望發(fā)生的故障作為該故障樹(shù)的“頂事件”，然后逐級(jí)尋找導(dǎo)致這一“頂事件”發(fā)生的“中間事件”，直至找不到需要更加深入研究的“底事件”為止，再用合適的表示邏輯關(guān)系的邏輯門(mén)（比如“與”“或”“非”門(mén)等），將“頂事件”“中間事件”與“底事件”連接起來(lái)，形成對(duì)象的故障樹(shù)?；诤穗姍C(jī)組系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜性、調(diào)試過(guò)程中設(shè)備初次投用等，導(dǎo)致調(diào)試期間產(chǎn)生故障的原因是多方面的，包括設(shè)備本身質(zhì)量原因造成的、安裝原因造成的、測(cè)量設(shè)備或由信號(hào)傳輸通道造成的。有些故障產(chǎn)生的原因是直接的，有些故障產(chǎn)生的原因是間接的。使用故障樹(shù)分析法建立故障樹(shù)模型，能使調(diào)試人員全面掌握設(shè)備產(chǎn)生故障的原因，縮短故障排除的時(shí)間。

2 故障樹(shù)分析法的應(yīng)用實(shí)例

在某核電廠(chǎng)1號(hào)機(jī)組的調(diào)試期間，其第二臺(tái)汽動(dòng)泵在額定轉(zhuǎn)速下試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，該泵的潤(rùn)滑水壓力值達(dá)不到比泵的水側(cè)入口壓力高0.3～0.5 MPa的限值要求。發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題后，調(diào)試人員根據(jù)設(shè)備原理對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn)，汽動(dòng)泵潤(rùn)滑水取自泵一級(jí)葉輪出口，經(jīng)濾水器和節(jié)流孔板進(jìn)入軸承，回流的潤(rùn)滑水一部分經(jīng)中央水室、回流管線(xiàn)流至泵的水側(cè)入口管線(xiàn)，該管線(xiàn)上設(shè)有回水調(diào)節(jié)閥，另一部分經(jīng)汽輪機(jī)側(cè)軸承泄漏至汽輪機(jī)腔體，作為疏水排出泵體。由此可見(jiàn)，潤(rùn)滑水壓力低的問(wèn)題應(yīng)從以下幾個(gè)方面分析：汽動(dòng)泵轉(zhuǎn)速是否正常、壓力表是否損壞、引壓管線(xiàn)是否充水排氣、潤(rùn)滑水引出管線(xiàn)內(nèi)是否有異物、濾水器內(nèi)是否有異物、多級(jí)孔板是否有異物/損壞、回水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度是否合適。

根據(jù)分析結(jié)果，建立了 “汽動(dòng)泵潤(rùn)滑水壓力異?！睘橹虚g事件的故障樹(shù)模型，如圖1所示。本著“排除問(wèn)題先易后難、不輕易懷疑設(shè)備損壞”的原則排除故障發(fā)現(xiàn)，造成汽動(dòng)泵潤(rùn)滑水壓力低的原因是多級(jí)節(jié)流孔板的孔板錯(cuò)位，對(duì)孔板進(jìn)行調(diào)整后，該泵的潤(rùn)滑水壓力滿(mǎn)足了限值要求。

在該核電廠(chǎng)的2號(hào)機(jī)組中，出現(xiàn)過(guò)汽動(dòng)泵振動(dòng)過(guò)大的故障，但因思維的局限性，調(diào)試和廠(chǎng)家服務(wù)人員多認(rèn)為故障源在泵體上。因此，對(duì)泵體安裝質(zhì)量和泵軸承等進(jìn)行了多次檢查，但沒(méi)有解決問(wèn)題。在使用故障樹(shù)分析方法建立故障樹(shù)模型后，把測(cè)量環(huán)節(jié)也納入了故障源的排查范圍之內(nèi)，最終發(fā)現(xiàn)泵的振動(dòng)測(cè)量傳感器規(guī)格不匹配。在這次故障排除的過(guò)程中，故障樹(shù)分析法彰顯了打破思維定式的優(yōu)越性。根據(jù)需要，還可以利用故障樹(shù)分析法建立更加全面的或系統(tǒng)級(jí)的甚至機(jī)組層面上的故障樹(shù)模型。

3 結(jié)論與展望

故障樹(shù)分析法應(yīng)用于核電機(jī)組系統(tǒng)和設(shè)備的故障排除，能夠更加全面、清晰地表達(dá)出故障間的因果關(guān)系，提高調(diào)試人員的工作效率，縮短調(diào)試周期。隨著調(diào)試機(jī)組的增多，核電機(jī)組調(diào)試階段的系統(tǒng)或設(shè)備的故障樹(shù)模型可以與故障管理工作相結(jié)合，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，使故障分析從定性分析轉(zhuǎn)為定量分析，既降低了核電調(diào)試工作對(duì)人技術(shù)水平的依賴(lài)性，又可為調(diào)試人員提供技術(shù)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉冰.基于故障樹(shù)的安注系統(tǒng)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)研究[D].哈爾濱：哈爾濱大學(xué)，2009.

〔編輯：張思楠〕