孫哲+李攀峰+萬艷艷

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

關(guān)鍵詞：故障樹分析法；核電機組；故障樹模型；閥門

中圖分類號：TP277 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.159

在核電機組的調(diào)試階段，調(diào)試人員的目標(biāo)是通過試驗驗證系統(tǒng)和系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的功能，使之滿足設(shè)計限值或準(zhǔn)則。但因核電機組內(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，決定了它的困難程度：①復(fù)雜性。以國內(nèi)M310機組為例，單機組平均有300個系統(tǒng)左右，每個系統(tǒng)由泵或風(fēng)機、閥門等設(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)場運行發(fā)生在該階段。③試驗平臺的特殊性。不僅工程進度和經(jīng)濟效益要求調(diào)試試驗盡快完成，核電機組調(diào)試階段內(nèi)的冷態(tài)和熱態(tài)功能試驗平臺更要求在最短的時間內(nèi)使試驗結(jié)果滿足設(shè)計要求。所以，尋找一種有助于快速排除故障、不過度依賴個人技術(shù)水平的方法，將有利于推進調(diào)試進度，而故障樹分析方法就是我們要尋求的方法。

1 故障樹分析方法介紹

故障樹分析法是一種將對象故障形成的原因，按照由系統(tǒng)至局部的方向?qū)ふ夜收显虻姆治龇椒?，將對象中最不希望發(fā)生的故障作為該故障樹的“頂事件”，然后逐級尋找導(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（比如“與”“或”“非”門等），將“頂事件”“中間事件”與“底事件”連接起來，形成對象的故障樹?；诤穗姍C組系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜性、調(diào)試過程中設(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、測量設(shè)備或由信號傳輸通道造成的。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。使用故障樹分析法建立故障樹模型，能使調(diào)試人員全面掌握設(shè)備產(chǎn)生故障的原因，縮短故障排除的時間。

2 故障樹分析法的應(yīng)用實例

在某核電廠1號機組的調(diào)試期間，其第二臺汽動泵在額定轉(zhuǎn)速下試驗時發(fā)現(xiàn)，該泵的潤滑水壓力值達不到比泵的水側(cè)入口壓力高0.3～0.5 MPa的限值要求。發(fā)現(xiàn)該問題后，調(diào)試人員根據(jù)設(shè)備原理對該問題進行了分析發(fā)現(xiàn)，汽動泵潤滑水取自泵一級葉輪出口，經(jīng)濾水器和節(jié)流孔板進入軸承，回流的潤滑水一部分經(jīng)中央水室、回流管線流至泵的水側(cè)入口管線，該管線上設(shè)有回水調(diào)節(jié)閥，另一部分經(jīng)汽輪機側(cè)軸承泄漏至汽輪機腔體，作為疏水排出泵體。由此可見，潤滑水壓力低的問題應(yīng)從以下幾個方面分析：汽動泵轉(zhuǎn)速是否正常、壓力表是否損壞、引壓管線是否充水排氣、潤滑水引出管線內(nèi)是否有異物、濾水器內(nèi)是否有異物、多級孔板是否有異物/損壞、回水調(diào)節(jié)閥開度是否合適。

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

在該核電廠的2號機組中，出現(xiàn)過汽動泵振動過大的故障，但因思維的局限性，調(diào)試和廠家服務(wù)人員多認(rèn)為故障源在泵體上。因此，對泵體安裝質(zhì)量和泵軸承等進行了多次檢查，但沒有解決問題。在使用故障樹分析方法建立故障樹模型后，把測量環(huán)節(jié)也納入了故障源的排查范圍之內(nèi)，最終發(fā)現(xiàn)泵的振動測量傳感器規(guī)格不匹配。在這次故障排除的過程中，故障樹分析法彰顯了打破思維定式的優(yōu)越性。根據(jù)需要，還可以利用故障樹分析法建立更加全面的或系統(tǒng)級的甚至機組層面上的故障樹模型。

3 結(jié)論與展望

故障樹分析法應(yīng)用于核電機組系統(tǒng)和設(shè)備的故障排除，能夠更加全面、清晰地表達出故障間的因果關(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)試機組的增多，核電機組調(diào)試階段的系統(tǒng)或設(shè)備的故障樹模型可以與故障管理工作相結(jié)合，建立數(shù)據(jù)庫，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)試工作對人技術(shù)水平的依賴性，又可為調(diào)試人員提供技術(shù)指導(dǎo)。

參考文獻

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

〔編輯：張思楠〕