核電設(shè)備可靠性指標(biāo)創(chuàng)新與應(yīng)用

中國核電運行管理有限公司 劉小年 王欣 曹雪明 李建春 吳舜華

1　前言

秦山核電基地是我國核電的發(fā)源地，2015年9臺機組全面建成?？傃b機容量656.4萬千瓦，年發(fā)電量約500億千瓦時，是我國核電機組數(shù)量最多、堆型最豐富、裝機容量最大的核電基地。負責(zé)9臺機組運行的中核運行管理有限公司（以下簡稱“中核運行”）在中國核能電力股份有限公司（以下簡稱“中國核電”）的部署下，進行深化改革與資源整合，實施“一體兩翼”發(fā)展戰(zhàn)略，中核運行緊緊圍繞秦山9臺機組設(shè)備管理提升的目標(biāo)與任務(wù)，抓住“以設(shè)備可靠性為中心”這一核心，按照“解近憂、謀長遠，打基礎(chǔ)、抓重點”的思路推進設(shè)備可靠性體系建設(shè)和關(guān)鍵設(shè)備可靠性提升工作。為了從根本上提高核電機組設(shè)備可靠性和可用率，確保機組的長期可靠運行，在不斷學(xué)習(xí)和吸收國內(nèi)外先進設(shè)備管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，建立起與企業(yè)實際情況緊密結(jié)合的設(shè)備管理體系和管理文化，并在設(shè)備管理領(lǐng)域進行了有益的探索和創(chuàng)新。中核運行研究對標(biāo)國際先進核電廠，調(diào)研電廠設(shè)備可靠性管理工作開展情況和信息數(shù)據(jù)，在國內(nèi)業(yè)界首先建立了適合自身的設(shè)備可靠性指標(biāo)體系，確定了相關(guān)的評價標(biāo)準(zhǔn)，出臺了管理流程，并據(jù)此在中國核電設(shè)備可靠性管理系統(tǒng)（ERDB）中開發(fā)出管理模塊。

2　創(chuàng)新點

中核運行的設(shè)備可靠性指標(biāo)包括設(shè)備管理、運行、維修、生產(chǎn)計劃等領(lǐng)域與設(shè)備可靠性有關(guān)的一系列單項指標(biāo)，以反映特定機組系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性整體水平。中核運行以設(shè)備可靠性指標(biāo)（ERI）的應(yīng)用為契機，先后推動了設(shè)備缺陷分類、關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與系統(tǒng)監(jiān)督、單點敏感設(shè)備管理及預(yù)防性維修優(yōu)化等工作，為先進的設(shè)備管理流程的建立和設(shè)備管理工作的深入規(guī)范開展發(fā)揮了引領(lǐng)作用。

2.1　在國內(nèi)首次建立了適合中國核電廠的設(shè)備可靠性指標(biāo)體系

2014年之前，國內(nèi)核電廠尚未開展設(shè)備可靠性指標(biāo)相關(guān)工作。中核運行自2014年開始著手研究ERI，到2014年下半年建立ERI體系和試行ERI管理工作。至2015年1月，ERI模塊上線，ERI數(shù)據(jù)正式發(fā)布。目前9臺機組的ERI得分和排名每月在ERDB中發(fā)布，在中核運行設(shè)備管理委員會及月度安全生產(chǎn)例會上通報，ERI已經(jīng)成為管理層使用的重要管理工具之一。另外，ERI體系、模塊及管理方式從2016年開始在中國核電其它運行機組（福清核電、海南核電和江蘇核電）中推廣，至2017年8月已有16臺機組的ERI在ERDB系統(tǒng)中每月發(fā)布ERI指標(biāo)得分情況。

中核運行ERI的體系設(shè)置緊緊圍繞先進設(shè)備可靠性流程的6個模塊，由18個單項指標(biāo)組成。指標(biāo)的設(shè)置體現(xiàn)全局的設(shè)備管理理念，即圍繞設(shè)備的運行、維修、計劃、技術(shù)管理等分別設(shè)置小的單項指標(biāo)，每個單項指標(biāo)給予不同的分值或權(quán)重。單項指標(biāo)又分為過程指標(biāo)和結(jié)果指標(biāo)。過程指標(biāo)緊貼關(guān)鍵敏感設(shè)備管理、系統(tǒng)監(jiān)督與健康評價、預(yù)防性維修工作的實施和優(yōu)化、長期計劃執(zhí)行等設(shè)備管理具體工作，反映出電廠在設(shè)備管理具體環(huán)節(jié)中的工作開展情況可以用于預(yù)警設(shè)備管理相關(guān)工作中的某些異常。結(jié)果指標(biāo)則用發(fā)電、安全系統(tǒng)狀態(tài)來反映設(shè)備管理落實到設(shè)備上最終達到的效果如何。

表1　單項指標(biāo)考核分類

ERI及單項指標(biāo)各有其評價標(biāo)準(zhǔn)和狀態(tài)色。狀態(tài)色的作用是指明管理者對該項指標(biāo)的期望。ERI狀態(tài)色的含義如下：

綠色，設(shè)備可靠性整體狀態(tài)良好；

黃色，設(shè)備可靠性整體狀態(tài)需要改進，必須制定長期行動計劃；

紅色，設(shè)備可靠性整體狀態(tài)急需改進，必須立即制定改進計劃并行動。

單項指標(biāo)的狀態(tài)色與以上含義類似。

電廠對于出現(xiàn)紅色的指標(biāo)項必須開展深入分析工作，找出問題存在的根本原因并采取糾正行動，并在管理層中進行通報。

2.2　開發(fā)了配套管理流程

如何使用ERI這個管理工具促進電廠的設(shè)備可靠性管理提升，中核運行為此開發(fā)了配套的管理流程。在管理流程中對以下環(huán)節(jié)進行了規(guī)定或規(guī)范。

在管理流程中對以下環(huán)節(jié)進行了規(guī)范：

（1）電廠如何設(shè)置ERI年度目標(biāo)。

（2）電廠如何對ERI數(shù)據(jù)進行采集、核實，如何計算ERI單項指標(biāo)并評價，如何對單項指標(biāo)趨勢劣化進行原因分析并制定、實施糾正行動。

（3）電廠如何對預(yù)期外的ERI趨勢開展分析。

（4）如何編制電廠及集團ERI報告。（5）如何對ERI的結(jié)果進行通報和發(fā)布。（6）電廠的各部門在ERI管理流程中的職責(zé)。

這些環(huán)節(jié)的規(guī)范促進了電廠ERI管理工作的有序高效開展，促進了電廠各部門圍繞提升設(shè)備可靠性這一中心展開分工協(xié)作，共同為提高設(shè)備管理水平發(fā)揮作用。

2.3　開發(fā)了面向多機組的智能化ERI管理平臺

中核運行承擔(dān)著開發(fā)中國核電設(shè)備可靠性系統(tǒng)（ERDB），在ERDB中建立了單獨的ERI管理模塊，用于ERI數(shù)據(jù)的采集、儲存、計算、評價、展示及趨勢跟蹤，大大提高了電廠用于ERI數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計、計算及趨勢分析上的的工作效率。該模塊面向中國核電所有成員電廠，與各電廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行了對接，通過自動定期抽取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并計算結(jié)果，使得指標(biāo)采集和計算過程簡便快捷。已實現(xiàn)了部分數(shù)據(jù)智能化采集，自動計算及評價等功能，并可以自動生成電廠所需的報表和審批流程，方便了數(shù)據(jù)集成管理。利用該模塊，中國核電各機組在ERI所有數(shù)據(jù)實現(xiàn)了集中存放和共享。

3　實施效果

ERI工作從推行至今，已近兩年，不但起到了“試金石”和“指南針”的作用，也促進了中核運行設(shè)備管理水平的不斷提升。其具體實施效果如下：

3.1　反映當(dāng)前設(shè)備可靠性水平，幫助了解機組設(shè)備可靠性發(fā)展趨勢

ERI不但可以直接反映設(shè)備可靠性狀態(tài)和管理成效，還可以通過對指標(biāo)的監(jiān)督和趨勢跟蹤，了解設(shè)備可靠性水平和趨勢。圖1可以看出中核運行9臺機組ERI得分總體呈現(xiàn)上升趨勢。中核運行核電9臺機組的ERI趨勢雖有曲折，但仍是向上的，這與中核運行開展的設(shè)備可靠性管理工作的穩(wěn)步推進息息相關(guān)。

3.2　開展設(shè)備管理對標(biāo)

通過定期發(fā)布ERI得分和各機組排名，促使各機組的設(shè)備管理責(zé)任處室對照先進查找不足，見賢思齊，促進了設(shè)備管理良好實踐被推廣和采用，客觀上幫助秦山核電四個生產(chǎn)單元9臺機組的設(shè)備管理流程加快統(tǒng)一和不斷優(yōu)化。通過對ERI結(jié)果的分析，可以看出在計劃的執(zhí)行、維修實施方面中核運行核電機組做得較好，但是在關(guān)鍵設(shè)備故障預(yù)防及預(yù)防性維修優(yōu)化等方面還比較薄弱，還有一些設(shè)備管理基礎(chǔ)工作如系統(tǒng)監(jiān)督未全面開展，另外缺陷分類和關(guān)鍵敏感設(shè)備管理方面投入還不足，與先進的設(shè)備管理存有不小的差距，可以考慮從這些領(lǐng)域制定管理措施。

圖1　機組得分趨勢圖

3.3　為提升設(shè)備可靠性指明方向

中核運行公司專業(yè)化改革后，對設(shè)備管理工作進行了流程梳理，設(shè)備管理工作得到了進一步優(yōu)化，ERI得分總體呈現(xiàn)上升趨勢。若電廠實施某項管理措施后，ERI一直沒有出現(xiàn)上升的態(tài)勢，說明管理層需要重新考慮該管理措施的有效性。另外，通過單項指標(biāo)分析可以獲知機組設(shè)備可靠性管理中的薄弱環(huán)節(jié)和異常狀態(tài)，有針對性地制定提升設(shè)備可靠性的行動。

3.4 促進機組設(shè)備管理基礎(chǔ)工作的開展

若要開始ERI的收集，電廠必須按照先進設(shè)備管理流程完成設(shè)備分級和缺陷分類，否則多項單項指標(biāo)無法收集。沒有設(shè)備分級、缺陷分類這個設(shè)備可靠性管理基礎(chǔ)，ERI無從談起。另外，從單項指標(biāo)的設(shè)置來看，機組必須已經(jīng)開展系統(tǒng)監(jiān)督和系統(tǒng)健康評價，因此若要開展ERI管理或者提升ERI得分，就必須按照先進設(shè)備管理流程的6個模塊來開展設(shè)備可靠性管理，建立規(guī)范可控的管理流程。故而ERI可以促進電站按照先進設(shè)備管理流程來開展規(guī)范的設(shè)備可靠性管理工作。通過中核運行9臺機組的ERI工作，已促進了以下基礎(chǔ)工作：

1）對安全緩解系統(tǒng)設(shè)備缺陷的關(guān)注。在開展ERI之前，只有秦二廠4臺機組有MSPI計算結(jié)果，目前除方家山機組外，一廠30萬機組和三廠2臺機組均開展了MSPI計算和分析工作，安全緩解系統(tǒng)設(shè)備缺陷得到了充分的關(guān)注。

2）對導(dǎo)致操縱員負擔(dān)的設(shè)備缺陷的關(guān)注。在開展ERI之前，中核運行大多數(shù)機組對操縱員負擔(dān)沒有開展集中管理工作，ERI促進了各運行部門及技術(shù)部門對操縱員負擔(dān)的關(guān)注，目前運行部門每個月報送操縱員負擔(dān)和挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)異常技術(shù)部門進行分析然后再返回到運行部門，完成了操縱員負擔(dān)的閉環(huán)管理。

3）故障/小缺陷的分類。未開展ERI工作之前，9臺機組的缺陷均未按照先進設(shè)備管理流程的要求進行分類。由于ERI計算要求，必須將故障和小缺陷分開統(tǒng)計，因此在ERI工作開展后，各電廠對出現(xiàn)的SPV設(shè)備的缺陷進行了二次分析，開展故障/小缺陷精確定義工作，確保電廠的資源配置在對電廠運行影響最大的設(shè)備缺陷上。

4）對關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)注。未開展ERI工作之前，9臺機組的關(guān)鍵設(shè)備有的已經(jīng)識別，有的還沒有。未完成分級工作的機組，ERI無法計算或只能計算所有設(shè)備的相關(guān)量，將直接拉低ERI得分。因此ERI促進了電廠對關(guān)鍵設(shè)備的識別工作，至2016年底，所有機組的關(guān)鍵設(shè)備均完成識別。同時由于ERI指標(biāo)絕大多數(shù)都以關(guān)鍵設(shè)備為對象，因此促進了技術(shù)部門、維修部門、生產(chǎn)計劃部門對關(guān)鍵設(shè)備的故障及消缺、預(yù)防性維修安排的關(guān)注度，極大地提高了關(guān)鍵設(shè)備的可靠性。

5）促進貫徹全面設(shè)備管理理念。機組的可靠性是一個全面可靠性管理，ERI涵蓋電站設(shè)備管理相關(guān)的各個方面，包括運行、維修、工作控制、變更、設(shè)備監(jiān)督、系統(tǒng)監(jiān)督等。因此設(shè)備可靠性管理提升并不是電廠哪一部門負責(zé)或可以獨自承擔(dān)的，也不是靠技術(shù)部門多花力氣就可以解決的事情。只有所有相關(guān)部門按照科學(xué)的方法，為提升設(shè)備可靠性做出積極努力的情況下，設(shè)備可靠性管理水平才會得到提升，ERI才會有增長。電廠的每個部門都是提高設(shè)備可靠性的必不可少的執(zhí)行者。ERI工作促進了電廠各部門在全面設(shè)備管理理念的指引下為提升設(shè)備可靠性而開展協(xié)作、共同努力。

在中核運行開展ERI管理后，機組非計劃停堆次數(shù)顯著下降，連年超額完成發(fā)電任務(wù)。ERI管理在其中發(fā)揮著重要的作用，也起到了良好的示范效應(yīng)。中國核電已經(jīng)將ERI管理工作推廣到了其它運行機組，目前所有的成員電廠都在按照這個體系和方法開展設(shè)備可靠性指標(biāo)管理工作，推進設(shè)備可靠性提升。ERI將會在更多的電廠中應(yīng)用實施，為中國的核電廠設(shè)備管理提升發(fā)揮引領(lǐng)作用。