孫逸民

（中廣核（北京）仿真技術(shù)有限公司/深圳市核電安全與仿真工程技術(shù)研究開發(fā)中心/中國廣核集團核電仿真技術(shù)研發(fā)中心，深圳 518031）

0 引言

大亞灣核電廠九十年代在核電廠即將建成之際，引進了法國EdF（法國電力公司）CPY系列核電廠全套的運行程序。運行程序是主要供核電廠運行操縱員用于系統(tǒng)和機組正常運行、異場瞬態(tài)和設計基準事故條件下運行操作和監(jiān)控，包括系統(tǒng)運行程序、機組運行程序和事故處理程序三大類。自從投入商業(yè)運行以來，安全運行業(yè)績一直處于法國同類型機組的前列，這其中重要因素之一就是運行操縱員按程序操作的安全素養(yǎng)，這其中與科學合理的設計運行操作程序也是分不開的。

嶺澳二期核電廠是國家作出“積極推進核電建設”的決策以來首個開工建設的核電項目，是我國首座采用自主品牌技術(shù)路線建設的百萬千瓦級核電項目，也是我國當前自主化程度最高的百萬千瓦級核電項目之一。2004年3月，嶺澳二期核電廠被列為國家核電自主化依托項目，2004年7月，國務院批準建設，2005年12月正式開工，兩臺機組分別于2010年7月15日和2011年8月7日建成并投入商業(yè)運行。

根據(jù)文獻資料[1-3]顯示，數(shù)字化運行程序相對于紙質(zhì)運行程序可加快運行操縱員程序執(zhí)行的速度，降低整體識別運行征兆挑選相應程序的工作量，程序之間轉(zhuǎn)換錯誤更少。按照控制系統(tǒng)采用全數(shù)字化控制系統(tǒng)的規(guī)劃，包括數(shù)字化運行程序在內(nèi)的數(shù)字化主控室研發(fā)任務勢在必行，2005年下半年，我們著手組建數(shù)字化運行程序開發(fā)隊伍，開展了相關(guān)調(diào)研、策劃與開發(fā)。數(shù)字化系統(tǒng)運行程序的研發(fā)是數(shù)字化機組運行程序和狀態(tài)導向法事故程序開發(fā)的基礎和支撐。

1 系統(tǒng)運行程序設計的原則

根據(jù)法國N4核電廠的經(jīng)驗反饋和EPR對人因工程的考慮，核電廠數(shù)字化系統(tǒng)運行程序的設計遵循以下原則：

（1）運行程序和監(jiān)控畫面分離：數(shù)字化運行操作程序的開發(fā)和維護是相對獨立的；

（2）運行程序分為紙質(zhì)部分和數(shù)字化部分：主控室操縱員的操作和記錄使用數(shù)字化程序，現(xiàn)場操縱員的操作和記錄采用紙質(zhì)程序部分；

（3）框架結(jié)構(gòu)下分區(qū)域進行設計：主程序區(qū)可以滾屏，程序結(jié)構(gòu)和章節(jié)結(jié)構(gòu)區(qū)只能跳轉(zhuǎn)被控制區(qū)域（章節(jié)區(qū)域或主程序區(qū)）的內(nèi)容。

（4）Log Note值班日志系統(tǒng)可以記錄當班運行值記錄的主要設備和系統(tǒng)狀態(tài)以及提醒下個運行值的事項，作為交接班之間交流的記錄；也可以提出運行程序修改和優(yōu)化的建議。

2 系統(tǒng)運行程序設計原則的實現(xiàn)

根據(jù)對法國EdF屬下CIVAUX核電廠數(shù)字化主控室的專題調(diào)研表明，N4系列核電廠配置了高度集成與自動化的控制系統(tǒng)，這其中也包括數(shù)字化運行程序的高度集成和高度自動化，從負面評價角度來看，主要體現(xiàn)在兩個方面，一是當值運行操縱員只能被動地按照計算機界面監(jiān)控參數(shù)和數(shù)字化運行程序的操縱提醒執(zhí)行一步步的操作，實際機組的詳細狀態(tài)并不需要情況；二是一旦運行程序需要更新和修改，必須多工種的技術(shù)人員合作才能進行。電廠方面給予我們的建議之一，重新確定自動化程度適當提升系統(tǒng)的人為干預程度。為此，我們結(jié)合大亞灣核電廠和嶺澳儀器核電廠運行的經(jīng)驗，確定了“運行操縱員是機組安全運行的主體”這一開發(fā)的核心原則，著重把操縱員熟知狀態(tài)和習慣作為銜接傳統(tǒng)紙質(zhì)運行程序系統(tǒng)和數(shù)字化運行程序系統(tǒng)的人因因素落實方案。

由于大亞灣核電廠、嶺澳一期核電廠，運行操縱是嚴格按照運行程序操作和記錄，當值操縱員分現(xiàn)場和主控室兩個部分，主控室的人機界面是計算機系統(tǒng)，而現(xiàn)場的人機界面是要操縱和監(jiān)視的實體設備和儀表，因此我們將原來的一份程序分為兩個部分，主控室操縱員使用集成進DCS的數(shù)字化部分，現(xiàn)場操縱員使用紙質(zhì)部分，保留主控室操縱員協(xié)調(diào)現(xiàn)場操縱員的機制不變。從開發(fā)組織上來講，我們組建了一個有運行持照操縱員、主控室人界面和儀表與控制等專業(yè)人員的研發(fā)隊伍，按照圖1的流程開展相關(guān)的開發(fā)工作。

運行程序和監(jiān)控畫面分離也是把數(shù)字化的部分運行程序內(nèi)容視同獨立的一個計算機顯示屏現(xiàn)實程序，通過程序的相應步驟的鏈接按鈕另屏調(diào)取顯示的監(jiān)控畫面，并在監(jiān)控畫面上進行操縱和監(jiān)視，在程序界面上進行記錄。

圖1 系統(tǒng)運行程序開發(fā)流程框圖

框架結(jié)構(gòu)下分區(qū)域進行設計也是分析了主控操縱員的行為過程之后的采取的方案。任何一個系統(tǒng)數(shù)字化運行程序在計算機顯示屏顯現(xiàn)的狀態(tài)，可以使操縱員感知，當前操作到程序的哪一章哪一節(jié)和哪個步驟，因此，我們的框架結(jié)構(gòu)將運行程序的內(nèi)容分為三個區(qū)，分別是各章主題區(qū)、本章各節(jié)主題區(qū)和本節(jié)操作步驟的內(nèi)容。各章主題可以調(diào)取該章的所有小節(jié)主題，在從各節(jié)的主題逐步調(diào)取主框架區(qū)的操作步驟，主框架區(qū)的內(nèi)容可以滾屏，形同閱讀的時候從前到后的翻頁行為。

Log Note的功能是實現(xiàn)主控室無紙化，并方便信息扭轉(zhuǎn)的一個方案。傳統(tǒng)上運行值之間的換班，需要用紙質(zhì)的運行值班日志進行交接，并履行簽字確認的，改為數(shù)字化運行程序以后，通過登錄/注銷的密碼管理實現(xiàn)。同時，主控運行操縱員也可以根據(jù)當值期間發(fā)現(xiàn)的程序不足進行記錄，提出運行程序修改升版的需要。

3 結(jié)語

運行程序的使用是中國廣核集團核電廠運行的重要經(jīng)驗總結(jié)，數(shù)字化系統(tǒng)運行程序的方案在傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)和數(shù)字化控制系統(tǒng)之間起到了重要的橋梁作用，在幾乎不改變運行值和運行主控室操縱員和現(xiàn)場操縱員習慣思維和工作習慣的情況下，實施了數(shù)字化技術(shù)革命，不能不說是一次成功的技術(shù)革新。當然，隨著條件的變化，數(shù)字化運行程序還將需要進一步發(fā)展，嶺澳二期數(shù)字化系統(tǒng)運行程序開發(fā)的經(jīng)驗也將為后來開發(fā)人員提供重要的參考。

[1]EPRI 1015313,Computerized Procedure Systems Guidance on the Design,Implementation,and Use of Computerized Procedure Systems,Associated Automation,and Soft Controls[R].Electric Power Research Institute，California，2007,12

[2]NUREG-0711,Human Factors Engineering Program Review Model[R].U.S.Nuclear Regulatory Commission Office of Nuclear Regulatory Research Washington，2012.11

[3]NUREG-CR-6634,Computer-Based Procedure Systems-Technical Basis and Human Factors Review Guidance[R].U.S.Nuclear Regulatory Commission Office of Nuclear Regulatory Research，Washington,2000.03