核电站长周期换料改造设备周期性论证方法
【专利摘要】本发明公开了一种核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，包括如下步骤：筛选出受换料周期延长影响的系统；筛选出受换料周期延长影响的设备；获取设备的相关信息；运用RCM技术，对设备的故障模式及故障影响进行分析，得到设备的主要故障模式和故障后果；依次判断设备故障后果是否严重、故障模式是否与时间相关、发展至设备故障的时间是否小于改造后的换料周期，并得到肯定或否定的反馈，当上述三个反馈均为肯定时，判断设备不满足换料周期延长的要求，否则判断设备满足换料周期延长的要求。实施本发明的有益效果是：针对核电站运维数据不足的问题，为核电站实施长周期换料改造提供重大技术支持，能够降低运维成本，且易于推广。
【专利说明】核电站长周期换料改造设备周期性论证方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核电设备检修周期的论证方法，特别是涉及运行维修数据不足的新建核电站实施长周期换料改造设备周期性论证的方法。
【背景技术】
[0002]国际上，压水堆核电站一般实施18个月换料的燃料管理模式。借鉴该先进经验，国内在运行的和在建的第二代压水堆核电厂都将开展18个月换料改造，即将燃料的换料周期由设计的12个月延长至18个月。但是，因为只能在反应堆停堆时才能检修设备，这样的改造势必导致设备的检修周期延长，而电厂必须对设备检修周期延长的举措进行可行性分析论证。
[0003]目前国内外使用的核电站长周期换料改造周期性论证方法主要有经验反馈法和厂家维修建议。经验反馈法是基于核电站设备自身的运行维修经验，通过统计设备服役期间的维修记录，定性或定量的分析评估设备的可靠性状况，最后给出设备的检修周期是否可以延长的结论，该方法主要应用在运行核电站长周期换料改造设备周期性论证中。但是，对于新建的核电站，由于设备缺乏运行维修经验，不具备足够的相关数据积累，传统的经验反馈法很难适用。
[0004]厂家维修建议则是通过查找设备供货商提供的技术资料，参考厂家对设备维修策略的技术要求，来判断设备的检修周期是否可以满足长周期换料的要求。但是，该方法直接以厂家对设备的维修建议为依据，往往缺乏与核电站设备的当前实际情况相符合的充分性论证，因此该方法不易推广应用。
[0005]经典的RCM(Reliability Centered Maintenance,以可靠性为中心的维修)技术，是一种广泛应用的分析方法，但不能直接用来指导核电站长周期换料改造设备周期性论证工作。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的上述经验反馈法不能适用于运行维修数据不足的新建核电站的缺陷，以及厂家维修建议缺乏充分性论证，且不易推广的缺陷，本发明提供一种融合了 RCM技术的核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，针对核电站长周期换料改造中设备运维数据不足的问题，为核电站实施长周期换料改造提供重大技术支持，能够降低运维成本，且易于推广。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，其特征在于，它包括如下步骤:
[0008]S1、确定核电站所有的系统，筛选出受换料周期延长影响的系统；
[0009]S2、针对步骤SI中筛选出的系统，筛选出受换料周期延长影响的设备；
[0010]S3、针对步骤S2中筛选出的设备，获取设备的相关信息；
[0011]S4、运用RCM技术，对设备的故障模式及故障影响进行分析，得到设备的主要故障模式和故障后果；
[0012]S5、依次判断设备故障后果是否严重、故障模式是否与时间相关、发展至设备故障的时间是否小于改造后的换料周期，并得到肯定或否定的反馈，当上述三个反馈均为肯定时，判断设备不满足换料周期延长的要求，否则判断设备满足换料周期延长的要求。
[0013]进一步地，在步骤S3中，所述设备的相关信息包括设备型号、设计要求、功能要求、运行工况、工作环境、自身结构、自身材料。
[0014]进一步地，在步骤S4中，对设备的故障模式及故障影响进行分析包括设备功能分析、功能故障分析、故障模式分析、故障影响分析、故障后果分析。
[0015]进一步地，在步骤S5中，设备故障后果是否严重根据设备故障后果分析平台来判断。
[0016]进一步地，在步骤S5中，故障模式是否与时间相关、发展至设备故障的时间是否小于改造后的换料周期，均通过故障模式随时间变化关系数据库平台来判断。
[0017]实施本发明的核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，具有以下有益效果:针对核电站长周期换料改造中设备运维数据不足的问题，为核电站实施长周期换料改造提供重大技术支持，能有效的指导核电站长周期换料改造设备周期性论证工作，避免了对设备运行维修数据的依赖。本发明易于推广，除了对新建核电站长周期换料设备周期性论证具有很好的适用性外，本发明还可以推广应用到在运核电站长周期换料设备周期性论证、核电站设备维修策略优化以及设备周期裕度研究领域。可以极大地降低核电设备运行维修成本，给核电厂带来经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0019]图1是本发明提供的核电站长周期换料改造设备周期性论证方法的较佳实施例的流程图；
[0020]图2为图1中“分析判断设备是否满足长周期换料的要求”这一步骤的具体流程图
【具体实施方式】
[0021]下面以新建压水堆核电站实施18个月换料改造为例说明。
[0022]对于实施18个月换料改造的传统压水堆核电站来说，即将燃料的换料周期由原来设计的12个月延长至18个月，因为有些设备只能在反应堆停堆的时候才能进行检修，这势必导致部分设备的检修周期延长(即由12个月变成18个月)。电站必须对设备检修周期延长进行可行性分析论证，即设备周期性论证。
[0023]图1所示的是本发明提供的核电站长周期换料改造设备周期性论证方法的一个较佳实施例的流程图。在本实施例中，该方法包括以下步骤:
[0024]步骤SI，先确定核电站所有的系统，根据每个系统因换料周期延长而受到的影响与核安全和可用性的相关度，筛选出受换料周期延长影响的系统。
[0025]步骤S2，对上述筛选出来的系统，根据该系统中每个设备因换料周期延长而受到的影响与核安全和可用性的相关度，筛选出受换料周期延长影响的设备，并对这部分设备进行周期性论证，以确保设备检修周期延长是否合理可行。
[0026]步骤S3，针对上述步骤确定的需要进行周期性论证的设备，获取设备的相关信息，包括设备型号、设计要求、功能要求、运行工况、工作环境、自身结构、自身材料。这些信息是本技术方案进行分析判断的基础。
[0027]步骤S4，运用RCM技术，对步骤S3筛选出来的设备的故障模式及故障影响进行分析，得到设备的主要故障模式和故障后果，包括设备功能分析、功能故障分析、故障模式分析、故障影响分析。该环节虽然应用了 RCM技术，但并不是完全应用经典的RCM技术，而是借鉴RCM技术的手段，并结合换料周期延长至18个月后对设备检修周期的新的要求等情况，提出相关问题后一步步分析以得到设备的主要故障模式和故障后果，此次分析主要结合18个月换料改造设备周期性论证的目的，更有针对性和侧重点。
[0028]步骤S5，通过上述步骤分析，便得知步骤S3筛选出来的设备的主要故障模式和故障后果。结合换料周期延长导致设备检修周期延长的特点，分析故障后果的严重性，分析故障与时间的关系，并判断设备是否满足长周期换料的要求。图2为图1中“分析判断设备是否满足长周期换料的要求”这一步骤的具体流程图，在本阶段需要做出以下三个判断:
[0029]步骤S51，判断步骤S3筛选出来的设备的故障后果是否严重，即结合核电站对核安全、机组可用性、系统可靠性等的要求判断设备故障可能引起的后果是否可以接受，若设备故障后果不严重，且电厂能够对设备故障的后果进行有效管理，可进入步骤S55，判断设备是能够满足18个月换料改造的要求；相反，若设备故障后果严重，需要进一步分析故障模式随时间的变化关系，进入步骤S52。在本次判断中，使用设备故障后果分析平台来判断设备故障后果是否严重，该平台是一个数据库平台，其中储存了根据历史记录收集的绝大多数核电站设备可能的故障影响及故障后果信息。用户根据前面的分析结果，在平台中选择对应的故障影响，软件会自动将故障影响与故障后果关联，进行相关分析，最后输出“故障后果严重”或“故障后果不严重”的判断结果。
[0030]步骤S52，判断步骤S3筛选出来的设备故障模式是否与时间相关，若该设备的故障模式均与时间无关，则I8个月换料改造引起的设备检修周期延长没有使设备的可靠性降低，可进入步骤S55，判断该设备满足18个月换料改造的要求；相反，若设备故障模式与时间有关，则需要进一步分析设备故障发展的时间范围，进入步骤S53。
[0031]步骤S53，若在步骤S52中判断步骤S3筛选出来的设备可能产生的故障与时间有关，则需要判断该设备故障的时间是否小于18个月，若某故障模式引起设备故障的发展时间较长，如大于18个月，这表明设备检修的周期可以大于18个月，可进入步骤S55，判断设备满足18个月换料改造的要求；若发展至设备故障的时间小于18个月，则进入步骤S54，判断设备不满足18个月换料改造的要求。以上设备故障模式是否与时间相关、发展至设备故障的时间是否小于改造后的换料周期，均由故障模式随时间变化关系数据库平台来分析，该平台为一个数据库平台，其中储存了根据历史记录收集的核电站绝大部分设备的故障模式，以及故障模式随时间的变化关系。用户通过选择设备类型、主要部件的材料、故障模式等信息，便可获取故障模式随时间的变化关系，以及故障模式发展的时间范围或趋势。
[0032]在以上S51-S53步骤中，需要依次判断设备故障后果是否严重、故障模式是否与时间相关、发展至设备故障的时间是否小于改造后的换料周期，并得到肯定或者否定的反馈，只有当上述三个反馈均为肯定时，才判断设备不满足换料周期延长的要求，否则，判断设备满足换料周期延长的要求。
[0033]下面以某核电厂18个月换料改造设备周期性论证中辅助给水系统中阀门的分析论证为例，对本技术方案进一步说明。
[0034]步骤SI，筛选出受换料周期延长影响的系统，根据换料周期延长对系统的影响是否与核安全和可用性相关，筛选出辅助给水系统(ASG系统)，即ASG系统为18个月换料改造相关系统；
[0035]步骤S2，针对ASG系统，该系统中给汽轮机供汽管上有三个逆止阀门，换料周期延长对阀门的影响与核安全和可用性相关，故筛选出这三个阀门为18个月换料相关的设备，需要进行设备周期性论证；
[0036]步骤S3，获取该阀门的相关信息:该阀门为主蒸汽系统(VVP系统)给ASG系统汽动泵供汽管线上的止回阀门，阀门是旋启式止回阀，由大连某厂生产，设备RIN码为NATSSB00100,阀体材料为合金钢，设计压力等级900磅级，密封副材料为钴烙钨，与管道焊接连接，制造等级为RCC-M2级，该阀门运行环境为高温高压的蒸汽，机组正常运行期间整个蒸汽供应管线不运行，该阀很少动作。
[0037]步骤S4，运用RCM分析方法，进行故障模式及故障影响分析。对于阀门外漏的故障模式，因为阀门与管线焊接，发生外泄的可能性极低，因此此处不予考虑；对于密封面损坏，由于该阀门工作环境为蒸汽，化学侵蚀电化学反应的可能性极低，引起密封面损坏的主要原因为介质冲蚀和阀门开关过程中阀瓣与阀座之间的机械磨损。因此该阀门主要故障模式为:①阀门锈蚀导致拒开；②介质冲蚀和机械磨损引起密封面积损坏导致阀门内漏。对主要故障模式的故障影响见下表分析结果。
[0038]
【权利要求】
1.一种核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，其特征在于，它包括如下步骤: 51、确定核电站所有的系统，筛选出受换料周期延长影响的系统； 52、针对步骤SI中筛选出的系统，筛选出受换料周期延长影响的设备； 53、针对步骤S2中筛选出的设备，获取设备的相关信息； 54、运用RCM技术，对设备的故障模式及故障影响进行分析，得到设备的主要故障模式和故障后果； 55、依次判断设备故障后果是否严重、故障模式是否与时间相关、发展至设备故障的时间是否小于改造后的换料周期，并得到肯定或否定的反馈，当上述三个反馈均为肯定时，判断设备不满足换料周期延长的要求，否则判断设备满足换料周期延长的要求。
2.根据权利要求1所述的核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，其特征在于，在步骤S3中，所述设备的相关信息包括设备型号、设计要求、功能要求、运行工况、工作环境、自身结构、自身材料。
3.根据权利要求1所述的核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，其特征在于，在步骤S4中，对设备的故障模式及故障影响进行分析包括设备功能分析、功能故障分析、故障模式分析、故障影响分析、故障后果分析。
4.根据权利要求1所述的核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，其特征在于，在步骤S5中，设备故障后果是否严重通过设备故障后果分析平台来判断。
5.根据权利要求1所述的核电站长周期换料改造设备周期性论证方法，其特征在于，在步骤S5中，故障模式是否与时间相关、发展至设备故障的时间是否小于改造后的换料周期，均通过故障模式随时间变化关系数据库平台来判断。
【文档编号】G06F17/50GK103870615SQ201210529342
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月11日 优先权日:2012年12月11日
【发明者】陈世钧, 卢文跃, 瞿勐, 杨小川, 陈宇, 江虹, 杨智慧, 李国栋, 黄立军, 潘超, 米贤才, 王青青, 杨立飞, 张圣, 王双飞, 顾访, 罗春雷, 车银辉, 张涛, 马沂荩 申请人:苏州热工研究院有限公司, 中国广东核电集团有限公司