核電站儀控設備老化機理及管理方法分析

孫勇

江蘇核電有限公司 江蘇連云港 222042

由于核電站的工作系統(tǒng)，結構物以及各類工作機器，都會出現(xiàn)由于工作年限增加而安全性能降低，導致工作停止或者設備維修的情況出現(xiàn)。但是目前對于儀控設備的老化問題的研究還比較有限，所以需要更深入的進行研究。儀控設備對于維護核電站的安全運行有著十分重要的作用，因此，研究儀控設備機理老化是對于核電站穩(wěn)定發(fā)展的重要方式。

1 核電站儀控設備概述

核電站的儀控設備主要由全廠數(shù)字化控制系統(tǒng)、現(xiàn)場儀表和專項儀控系統(tǒng)這幾部分組成。并且每一個列別又可以進行細分，比如專項儀控系統(tǒng)又包括多種測量的控制系統(tǒng)，比如核島通風空調就地控制系統(tǒng)、核輻射檢測系統(tǒng)等。每一系統(tǒng)的工作都互相支持，并且工作穩(wěn)定的進行就需要都處于安全穩(wěn)定的狀況下。

2 儀控設備老化機理研究

儀控設備的工作壽命都是由它所組成的個零部件的壽命所決定的，一般的情況下最短工作壽命的零部件就決定了儀控設備的工作壽命。每一個零部件發(fā)生老化的現(xiàn)象都是由于其制作材料以及特性隨著時間而發(fā)生變化。大多情況下，一個元件的老化是由于它的絕緣材料發(fā)生老化，它的介電強度也就發(fā)生了退化。除此之外，電子元件的參數(shù)也會隨著時間變化而發(fā)生改變，比如漏電就會使得原件老化。并且一些物理反應也會影響元件發(fā)生老化現(xiàn)象，例如電流，電阻發(fā)熱這都是電子元件所一直存在的現(xiàn)象。并且外部環(huán)境的因素，比如溫度，沖擊或者其他的外部化學反應也會加速元件的老化。雖然以上存在這些導致元件老化的影響因素，但也并不是所有的原件失去工作效能都與原件的老化存在聯(lián)系，比如所制造的質量也會導致失效的情況出現(xiàn)。

3 儀控設備老化管理

3.1 老化管理目標

對于儀控設備老化問題的管理目標，是希望通過使用相應的技術手段和管理手段，通過日常的檢測對于儀控設備的老化，減少對于核電站安全的影響。另外從管理手段來看，需要對儀控設備的老化管理問題設立相應的組織管理機構，明確劃分工作責任，切實的維護好儀控設備的安全。

3.2 操作過程

對于核電站儀控設備的管理目標和操作過程其目的都是一個，就是通過使用相應的技術手段來檢測出儀控設備所出現(xiàn)的問題和老化的情況，因此，我們可以將操作過程細分為三個步驟。

（1）進行有選擇的將儀控設備機器進行老化情況評級。

（2）將所選擇出來的儀器，通過了解它的老化機理，造成老化的原因。而進行實驗操作，找到適合的方法來減緩老化的情況。

（3）之后通過一系列的維護、監(jiān)控維護等措施，對之后的老化過程進行監(jiān)測。

3.3 減少儀控設備老化的策略

（1）儀器設備進行更換。為了減少儀控設備出現(xiàn)老化的情況，最直接的方法就是進行儀器設備的更換。因為一旦當設備出現(xiàn)問題故障而無法進行維修的情況下，就必須要進行更換。而設備更換也存在策略，并且設備更換策略也存在兩個問題就是備件管理和淘汰過時。儀控設備存在一個主要的特點就是模塊化更換。而模塊備件的數(shù)量也有影響因素，第一同類型模塊的使用數(shù)量，第二所允許的最大修護時間，第三模塊的可靠性，第四備件的采購，以及第五備件的過時淘汰。通過以上已經(jīng)影響因素，模塊的使用數(shù)量和最大修護時間可以很容易的確定，而模塊的可靠性就需要長時間的使用試驗積累來了解，對于一些新的儀器設備可以通過利用已經(jīng)了解的某些原件可靠性，在通過預測計算得出相應的運行數(shù)據(jù)。但是如果出現(xiàn)電子模塊已經(jīng)被淘汰，但是核電站沒有相應的備用件的情況下，那么所出現(xiàn)的儀控設備模塊問題是沒有辦法進行修復的。因此對于儀控設備的淘汰更換問題要提早關注，分析可能會出現(xiàn)淘汰的情況，將相應的備件進行存儲。并且進行存儲地環(huán)境條件也要關注，避免在存儲的過程中出現(xiàn)由于條件不合適或者時間太長而導致失效的情況出現(xiàn)。

（2）檢查實驗。保證核電站電氣儀控設備的方法就是通過檢查實驗。這一工作步驟也是安全部門所規(guī)定的工作之一。一般的工作流程是要每天對重要儀表進行監(jiān)察兩到三次，并且每一個月也至少要進行一次功能試驗對于保護系統(tǒng)。每一次的換料停堆也要進行一次校準。

（3）工作環(huán)境狀況監(jiān)測。環(huán)境的溫度濕度和環(huán)境輻射水平都會對于儀控設備的壽命產(chǎn)生影響。所購買的儀控設備的參考壽命也要根據(jù)核電站的工作情況來確定。如果核電站的工作環(huán)境相對于來說比較適合設備的使用，比較溫和，那么設備的使用壽命會多于參考的使用壽命，如果環(huán)境不適合設備的使用，那么使用壽命也會相應的減少。因此，在實際的工作過程中，對于工作環(huán)境的監(jiān)測對于儀控設備的使用壽命也具有重要意義。目前一般的情況下是對于環(huán)境的溫度進行監(jiān)測，通過精密的溫度傳感儀器進行測量監(jiān)控，因為即使是很小的溫度誤差也會影響儀控設備的使用壽命。

4 結論

核電站儀控設備出現(xiàn)老化的情況會直接導致儀表的精確度降低，相應通道的反應時間加長，從而使得核電站的安全性能降低。因此，在日常的操作工作中對于儀控設備的老化情況進行管理監(jiān)測，盡量避免由于老化而導致核電站的工作受到影響。對于儀控設備老化問題的管理，不僅要求技術的增強，也需要工人在工作中加強對于儀器的監(jiān)管工作，完善具體的工作步驟，在每一個工作項目上都做到減少由于老化問題而影響核電站的正常工作，提高核電站工作的安全性能。