KIT/KPS系統(tǒng)升級(jí)改造安裝調(diào)試過程中的問題及應(yīng)對(duì)策略

張瑞華，干炯申，關(guān) 悅，周 煥

（中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

0 引言

KIT/KPS系統(tǒng)是核電廠的大腦中樞，操作員的眼睛，其性能與核電廠安全、穩(wěn)定運(yùn)行緊密相關(guān)[1]。目前，中核運(yùn)行二廠1#、2#機(jī)組KIT/KPS系統(tǒng)現(xiàn)場使用的是由北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司于1999年開發(fā)的HS2000CAS系統(tǒng)，自機(jī)組商運(yùn)以來已投運(yùn)10余年[2]。受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平所限，KIT/KPS系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備制造過程中存在著在所難免的缺陷，且隨著系統(tǒng)硬件的老化和淘汰，安全性和經(jīng)濟(jì)性明顯降低，對(duì)中核運(yùn)行二廠1#、2#機(jī)組KIT/KPS系統(tǒng)進(jìn)行改造勢在必行。改造內(nèi)容包括對(duì)1#、2#機(jī)組KIT/KPS系統(tǒng)實(shí)施整體升級(jí)更換工作。目前，中核運(yùn)行二廠1#、2#機(jī)組KIT/KPS升級(jí)改造已順利完成并穩(wěn)定運(yùn)行。

1 總體情況介紹

本次中核運(yùn)行二廠1#、2#機(jī)組KIT/KPS系統(tǒng)改造范圍以采集端子柜為界，來自現(xiàn)場信號(hào)保持不變，從端子模塊以上開始，包括所有的控制機(jī)柜、網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)界面和軟件。整個(gè)系統(tǒng)單機(jī)組共包括采集柜9臺(tái)，端子柜9臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)柜兩臺(tái)，主機(jī)柜兩臺(tái)，配電柜兩臺(tái)，服務(wù)器柜兩臺(tái)，操作員站6臺(tái)，工程師站1臺(tái)，網(wǎng)關(guān)10臺(tái)，涉及電纜20000余根，共分布在8個(gè)房間。

改造項(xiàng)目受制于原系統(tǒng)位置、空間、外部電纜、第三方接口等方方面面限制，且要在特定的時(shí)間窗口內(nèi)實(shí)現(xiàn)新舊系統(tǒng)的平穩(wěn)切換，存在著其特定的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)場涉及多設(shè)備運(yùn)輸拆裝以及電纜敷設(shè)、系統(tǒng)調(diào)試等，工作量非常大。改造主要分：前期施工階段，主要工作包括機(jī)柜運(yùn)輸、小系統(tǒng)安裝等；主系統(tǒng)施工階段，主要工作包括機(jī)柜拆除和安裝、電纜鋪設(shè)、端接、系統(tǒng)上電等；系統(tǒng)調(diào)試階段，主要工作包括系統(tǒng)性能調(diào)試、通訊測試等。下面結(jié)合1#機(jī)組的實(shí)施情況來具體分析改造實(shí)施過程中的主要風(fēng)險(xiǎn)并制定應(yīng)對(duì)策略。

2 安裝調(diào)試工期緊張的應(yīng)對(duì)策略

由于改造工程伴隨著大量的設(shè)備安裝和調(diào)試工作，所以最好安排在工期較長的電站10年換料大修期間完成。受時(shí)間窗口的限制，安裝調(diào)試進(jìn)度必須嚴(yán)格配合換料大修的主線計(jì)劃執(zhí)行，并要充分考慮與其他系統(tǒng)或設(shè)備的檢修相協(xié)調(diào)（比如供電系統(tǒng)檢修，水壓試驗(yàn)等）。因此，提前組織各專業(yè)協(xié)調(diào)制定了改造實(shí)施流程圖，力求實(shí)現(xiàn)工期與主線之間的完美兼顧。

3 運(yùn)輸困難的應(yīng)對(duì)策略

本次改造涉及的機(jī)柜數(shù)量多，且大修時(shí)間窗口有限，大修期間各單位施工人員眾多，貨運(yùn)電梯無法保證機(jī)柜運(yùn)輸進(jìn)度要求。為滿足現(xiàn)場安裝和調(diào)試要求，需在大修前應(yīng)將本次大修要改造的機(jī)柜運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場指定位置就位。為保證順利運(yùn)輸，可以采取以下措施：

1）自制與最大的雙聯(lián)柜尺寸一致的模型進(jìn)行了模擬運(yùn)輸，制定合理的運(yùn)輸路徑，記錄運(yùn)輸路線上影響機(jī)柜通過的障礙物，對(duì)運(yùn)輸路徑進(jìn)行多方確認(rèn)和測量，同時(shí)留有一定的裕度。

2）受限于現(xiàn)場情況，合理安排機(jī)柜現(xiàn)場暫存點(diǎn)，根據(jù)安裝的先后順序確定各個(gè)機(jī)柜擺放位置，節(jié)省安裝時(shí)間。

3）讓安裝公司提前參與，利用專業(yè)經(jīng)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)判，提前通過開發(fā)專用運(yùn)輸工具，較好地解決了廠房空間有限、機(jī)柜運(yùn)輸困難的問題。

4）提前拆除途中影響新舊機(jī)柜運(yùn)輸?shù)恼系K物，如防火門、托臂、槽鋼等，并設(shè)置保護(hù)措施，對(duì)現(xiàn)場有些有門檻的防火門需要在門檻處增加已預(yù)制好的活動(dòng)小斜坡，以便機(jī)柜通過；門檻處的波紋斜坡，則需在其上鋪設(shè)鐵板，以免機(jī)柜經(jīng)過波紋斜坡時(shí)顛簸被碰壞等。

這些措施確保了機(jī)柜運(yùn)輸?shù)捻樌瓿伞?/p>

4 系統(tǒng)停運(yùn)與其他大修工作相沖突的應(yīng)對(duì)策略

KIT/KPS系統(tǒng)升級(jí)改造在機(jī)組大修期間進(jìn)行，期間要進(jìn)行水壓試驗(yàn)，為保證KIT系統(tǒng)全停時(shí)的運(yùn)行監(jiān)視需要，開發(fā)一套KIT最小臨時(shí)系統(tǒng)以滿足電站相關(guān)試驗(yàn)的進(jìn)行。

按照水壓試驗(yàn)及低低水位期間所需信號(hào)全部進(jìn)行監(jiān)視的原則進(jìn)行最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通道根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)留，并根據(jù)水壓試驗(yàn)的相關(guān)要求繪制水壓試驗(yàn)邏輯圖，為水壓試驗(yàn)提供超壓保護(hù)。

5 信號(hào)電纜長度不足的應(yīng)對(duì)策略

由于改造范圍以采集端子柜為界，來自現(xiàn)場的信號(hào)保持不變，即現(xiàn)場至控制柜的電纜長度已固定，在信號(hào)通道分配時(shí)需考慮外部電纜長度，以免線纜長度不夠。接線柜位置沒有變化，但由于新舊卡件的差異必須進(jìn)行調(diào)整。因此，存在外部電纜長度不夠的可能。

為避免信號(hào)線長度不夠而影響安裝，可以采取以下措施：

1）根據(jù)新舊機(jī)柜尺寸的差異及模塊分布情況構(gòu)建出新舊機(jī)柜模型，精確的計(jì)算出新機(jī)柜中電纜位置與舊系統(tǒng)之間的標(biāo)差；再對(duì)現(xiàn)場信號(hào)線長度進(jìn)行核實(shí)，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)點(diǎn)的電纜預(yù)留長度，結(jié)合程序計(jì)算結(jié)果，對(duì)信號(hào)位置進(jìn)行調(diào)整。

2）同時(shí)，還需查看橋架上電纜余量情況，以防長度不夠時(shí)可從電纜橋架上調(diào)整電纜長度。

3）為防止最壞的情況出現(xiàn)，也在現(xiàn)場預(yù)備了轉(zhuǎn)接端子。

得益于之前的精細(xì)測量，機(jī)組實(shí)施過程中僅出現(xiàn)4組信號(hào)長度略緊張。由于數(shù)量比較少且長度差也比較小，所以在模板通道分配上進(jìn)行了微調(diào)，及時(shí)解決了長度不夠的問題。

6 信號(hào)端接錯(cuò)誤的應(yīng)對(duì)策略

KIT系統(tǒng)作為電站計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)，其信號(hào)點(diǎn)有10000多個(gè)，這就涉及到20000多根信號(hào)線的拆除及端接工作，如此繁重的拆除及端接工作，過程中難免會(huì)有疏漏。而作為操作員的眼睛，信號(hào)端接的正確與否則非常重要。為避免問題發(fā)生可采取以下措施，有效防止信號(hào)端接錯(cuò)誤問題的發(fā)生：

1）實(shí)施前對(duì)原系統(tǒng)所有的端子排進(jìn)行了拍照留底，確保將來有據(jù)可查。

2）由于機(jī)柜中除了需要端接的信號(hào)線，還有很多有套管的備用線，其中不乏一些與端接信號(hào)線套管相同的備用線，為了防止在信號(hào)端接中產(chǎn)生干擾，可在實(shí)施前對(duì)機(jī)柜中的備用線的線鼻子進(jìn)行熱縮處理，以做區(qū)別。

3）對(duì)端接信號(hào)進(jìn)行仔細(xì)地核實(shí)是非常必要的，可以采用三段式套管核對(duì)法。通過三段式套管核對(duì)法比照舊套管、新套管和通道號(hào)一致性，確保電纜正確端接。端接前反復(fù)對(duì)端接電纜清冊(cè)與現(xiàn)場實(shí)際電纜套管號(hào)仔細(xì)核對(duì)，并對(duì)標(biāo)示模糊的套管更換，確保設(shè)計(jì)輸入的正確性及可辨識(shí)性；端接過程中端接人員需對(duì)信號(hào)進(jìn)行核對(duì)及檢查，端接完成后QC人員再次對(duì)信號(hào)進(jìn)行核對(duì)及檢查。

以上措施有效防止了部分套管號(hào)相近而接錯(cuò)的情況，以及信號(hào)虛接的情況。

7 系統(tǒng)首次上電的應(yīng)對(duì)策略

由于改造涉及到接地線纜及電源線纜的更換，為防止設(shè)備損壞，保證系統(tǒng)首次上電順利進(jìn)行，采取以下措施：

1）上電前進(jìn)行了嚴(yán)格的絕緣及接地檢查。

2）制定了具體可行的上電程序。上電時(shí)應(yīng)分步操作，逐層上電，先加上游電源，再加下游電源，逐漸增加負(fù)荷，以減少首次上電的風(fēng)險(xiǎn)。冗余電源應(yīng)一路一路上電，先送一路，檢查電源品質(zhì)沒問題且各狀態(tài)指示燈顯示正常后，斷開第一路再閉合另一路，沒問題后再兩路都合上，再檢查雙電源供電時(shí)的電源品質(zhì)。

3）待采集機(jī)柜上電完成后，再將I/O卡件逐個(gè)投入運(yùn)行。

這些措施確保了系統(tǒng)首次上電的順利進(jìn)行。

8 結(jié)束語

電站計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性和安全性對(duì)核電廠的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要的作用[3]。中國目前儀控系統(tǒng)的數(shù)字化改造工作才剛剛啟程，在役運(yùn)行的老電站都會(huì)面臨同樣的問題。面對(duì)保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的客觀需要，同時(shí)又要保證改造的成功，進(jìn)度控制和質(zhì)量控制的挑戰(zhàn)是顯而易見的，在項(xiàng)目實(shí)施的各個(gè)階段都要求給予充分地關(guān)注，保證項(xiàng)目執(zhí)行過程中產(chǎn)生的各種問題得到快速有效地解決。目前1#、2#機(jī)組KIT/KPS升級(jí)改造已順利完成，并穩(wěn)定運(yùn)行。新系統(tǒng)必將更好地服務(wù)于機(jī)組運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)，并為同類改造提供參考借鑒。