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故障树分析法在核电调试中的应用

2017-05-13孙哲李攀峰万艳艳

科技与创新 2017年7期
关键词:核电机组阀门

孙哲+李攀峰+万艳艳

摘 要:介绍了核电机组调试工作的特殊性及故障树分析方法的特点,指出了故障树分析法在核电机组调试过程中的适用性,并对某核电机组汽动辅助给水泵在调试过程中出现的故障建立了故障树模型,旨在快速排除故障。

关键词:故障树分析法;核电机组;故障树模型;阀门

中图分类号:TP277 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.159

在核电机组的调试阶段,调试人员的目标是通过试验验证系统和系统内设备的功能,使之满足设计限值或准则。但因核电机组内系统及设备本身具有的复杂性和调试阶段的特点,决定了它的困难程度:①复杂性。以国内M310机组为例,单机组平均有300个系统左右,每个系统由泵或风机、阀门等设备组成。②故障多发性。绝大部分系统或设备的首次现场运行发生在该阶段。③试验平台的特殊性。不仅工程进度和经济效益要求调试试验尽快完成,核电机组调试阶段内的冷态和热态功能试验平台更要求在最短的时间内使试验结果满足设计要求。所以,寻找一种有助于快速排除故障、不过度依赖个人技术水平的方法,将有利于推进调试进度,而故障树分析方法就是我们要寻求的方法。

1 故障树分析方法介绍

故障树分析法是一种将对象故障形成的原因,按照由系统至局部的方向寻找故障原因的分析方法,将对象中最不希望发生的故障作为该故障树的“顶事件”,然后逐级寻找导致这一“顶事件”发生的“中间事件”,直至找不到需要更加深入研究的“底事件”为止,再用合适的表示逻辑关系的逻辑门(比如“与”“或”“非”门等),将“顶事件”“中间事件”与“底事件”连接起来,形成对象的故障树。基于核电机组系统设备的复杂性、调试过程中设备初次投用等,导致调试期间产生故障的原因是多方面的,包括设备本身质量原因造成的、安装原因造成的、测量设备或由信号传输通道造成的。有些故障产生的原因是直接的,有些故障产生的原因是间接的。使用故障树分析法建立故障树模型,能使调试人员全面掌握设备产生故障的原因,缩短故障排除的时间。

2 故障树分析法的应用实例

在某核电厂1号机组的调试期间,其第二台汽动泵在额定转速下试验时发现,该泵的润滑水压力值达不到比泵的水侧入口压力高0.3~0.5 MPa的限值要求。发现该问题后,调试人员根据设备原理对该问题进行了分析发现,汽动泵润滑水取自泵一级叶轮出口,经滤水器和节流孔板进入轴承,回流的润滑水一部分经中央水室、回流管线流至泵的水侧入口管线,该管线上设有回水调节阀,另一部分经汽轮机侧轴承泄漏至汽轮机腔体,作为疏水排出泵体。由此可见,润滑水压力低的问题应从以下几个方面分析:汽动泵转速是否正常、压力表是否损坏、引压管线是否充水排气、润滑水引出管线内是否有异物、滤水器内是否有异物、多级孔板是否有异物/损坏、回水调节阀开度是否合适。

根据分析结果,建立了 “汽动泵润滑水压力异常”为中间事件的故障树模型,如图1所示。本着“排除问题先易后难、不轻易怀疑设备损坏”的原则排除故障发现,造成汽动泵润滑水压力低的原因是多级节流孔板的孔板错位,对孔板进行调整后,该泵的润滑水压力满足了限值要求。

在该核电厂的2号机组中,出现过汽动泵振动过大的故障,但因思维的局限性,调试和厂家服务人员多认为故障源在泵体上。因此,对泵体安装质量和泵轴承等进行了多次检查,但没有解决问题。在使用故障树分析方法建立故障树模型后,把测量环节也纳入了故障源的排查范围之内,最终发现泵的振动测量传感器规格不匹配。在这次故障排除的过程中,故障树分析法彰显了打破思维定式的优越性。根据需要,还可以利用故障树分析法建立更加全面的或系统级的甚至机组层面上的故障树模型。

3 结论与展望

故障樹分析法应用于核电机组系统和设备的故障排除,能够更加全面、清晰地表达出故障间的因果关系,提高调试人员的工作效率,缩短调试周期。随着调试机组的增多,核电机组调试阶段的系统或设备的故障树模型可以与故障管理工作相结合,建立数据库,使故障分析从定性分析转为定量分析,既降低了核电调试工作对人技术水平的依赖性,又可为调试人员提供技术指导。

参考文献

[1]刘冰.基于故障树的安注系统故障诊断专家系统研究[D].哈尔滨:哈尔滨大学,2009.

〔编辑:张思楠〕

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