蔡鹏义
福建福清核电有限公司 福建 福清 350318
摘要：随着我国核电的发展以及数字仪器和控制系统和设备的引入，对核电厂安全性和可靠性的风险受到了广泛关注。目前，国内外核电厂数字化IC系统的状态监控仅针对单个设备，存在一定的局限性。它忽略了设备之间的可靠性相关性和设备可靠性趋势对整个系统可靠性的影响。提出了一种核电厂数字IC系统状态监测与可靠性预测方法。以高压安全注射系统为例，通过监视多台相关设备的状态信息，分析其内部可靠性相关性，得出设备当前的可靠性趋势。基于整个系统可靠性状态的影响，建立了系统可靠性模型。该模型通过状态信息的更新实时监控整个系统的可靠性状态，为核电站系统和设备提供更全面的预测和可靠性状态监控，并为系统管理，设备管理以及运维提供指导核电厂。
关键词：核电厂；仪表和控制；问题；措施
介绍
在此阶段，http：//4263.cn/核电站IC系统已开始逐步应用全数字IC系统。在数字IC系统中，通信网络系统占据重要位置。控制站之间数据交换的质量提供了重要的基础。在核电厂IC系统中，有两种类型的系统：安全级别和非安全级别。前者需要具有核安全功能，例如反应堆紧急关闭和隔离。因此，IC系统的性能以及IC设备的安全性和可靠性至关重要。更高的要求。作为数字IC系统的核心，通信网络系统在安全级数字IC系统中起着重要作用。因此，确保通信网络设计具有功能冗余，独立性和多样性，并满足单个故障准则和故障安全准则等，是保证通信网络安全性和可靠性的设计原则。
1核电厂仪表设备的可靠性和老化机理
1.1老化机制
仪器控制设备的寿命与所有内部组件的老化和退化有关。最短寿命组件通常决定了仪器控制设备的寿命。组件的“老化”本质上是材料或设备特性随时间的变化。在大多数情况下，由于绝缘材料的老化，绝缘材料的老化会限制电子元器件的寿命。另外，电子元件的参数会随时间而变化，例如泄漏电流或直流增益的增加将加速这些元件的老化。许多物理压力会导致组件老化。内部或工作应力（例如电流，电压或电阻发热）是电子组件固有的现象；外部应力（例如环境温度，辐射，振动，冲击或其他机械和化学应力）将加速组件的老化。在设备从正常状态变为降级状态的过程中，存在一定的能量屏障。如果以热能的形式提供能量以使其超过能垒，则会加速劣化过程。例如，材料的劣化主要是化学变化，并且当温度升高时通常促进化学反应。因此，当温度高时，材料的失效频率增加并且寿命缩短。湿度因素对仪表控制设备的影响主要包括设备或低湿度环境中的静电，这会影响或损坏电路。在高湿度下，设备表面会形成一层水分子膜，并同时扩散到内部，这可能导致材料电阻，介电常数或机械性能发生变化；当温度和湿度急剧变化时，将发生凝结，其后果类似于将设备浸入水中。
1.2识别短寿命组件和短寿命设备
根据国内外经验对电子元器件老化机理的反馈和分析研究，结合核电厂多年老化数据的收集与分析，部分元器件的寿命短于整体设备的设计寿命。它们会导致过早老化和整个设备的故障。根据对部件老化效果和老化机理的认识以及设备现场经验，短寿命部件主要包括保险丝，电解电容器，光耦合器，高热电阻，晶闸管，电位计，DC/DC电源模块，齐纳二极管，功率加热元件，继电器，开关，连接器，端子，存储介质，电池等。根据对仪表控制设备的老化效果和老化机理的认识，以及设备现场使用经验，短寿命设备主要包括电源，电磁阀，变压器，变送器，温度探头，开关一次元件，核测量一次元件以及电缆，冷却风扇，键盘，鼠标，显示器等。
2核电厂仪控设备的可靠性及老化管理措施
2.1RPR弹性分组环网
RPR弹性分组环网是一种使用环型拓扑的城域网技术。它基于IEEE802.17标准中的规范，并且具有很高的可靠性。
目前，在我国宁德市Hongyanhe和其他核电厂中，使用了由日本三菱公司开发和设计的MELTAC安全等级系统。使用的通信网络主要包括RPR灵活分组环网和点对点通信。技术。其中，点对点通信技术主要用于内部通信。具有安全性高，抗干扰能力强，点对点通信故障影响小，故障排除方便的优点。同时，它还具有需要更多生产线和设备的缺点。另外，RPR弹性分组环网是在环网技术上开发的。在环形网络技术中，只要将电缆添加到总线型网络，就可以形成通信链路的冗余结构，并且可以提高通信网络的可靠性。 RPR的灵活的分组环网由于其较高的环路自愈能力和强大的鲁棒性，可以在持续发展的过程中成为应用最广泛的环网技术。 RPR的灵活分组环网络采用简化的OSI（开放系统互连，开放系统互连）结构，并发挥其MAC（MediaAccessControl）媒体访问控制层功能，从而提高了数据传输速度。使用媒体访问层控制功能，当传输不同级别的数据内容时，它不仅指定链接所占用的带宽，而且还指定它仅占用发送节点和接收节点之间的链接，从而改善了顺序。数据传输降低了链路的占用率，从而提高了通信网络的整体利用率，实现了网络通信的实时性。同时，在链路或站点发生故障的情况下，环路可以实现快速的网络切换，从而确保单个节点的故障不会影响设备的整体运行，符合以下单个故障原理：通信网络设计。
2.2建立仪器控制设备分级管理原则
核电厂拥有大量各种类型的仪器和控制设备。这些IC器件对老化的敏感性变化很大。评估和量化每个IC器件的退化既不可行，也没有必要。在这方面，应采取系统的方法，将资源集中在对发电厂安全运行有重大影响并且容易老化和退化的仪表和控制设备上。老化管理人员应使用基于安全性的方法来筛选仪器和控制设备。具体过程如下。列出所有系统和设备，并确定对安全和设备有重要影响的仪器和控制设备，这将影响设备的可用性。根据上述内容，分析直接或间接降低或丧失安全功能或影响设备可用性的组件，并在组件中识别重要的安全组件。从重要的安全组件列表中识别可能由于老化和退化而导致组件故障的组件，并确定易于老化和退化的短寿命组件。根据大亚湾核电站仪器仪表和控制设备的核安全和单位可用性要求，以及该设备是否使用短寿命组件，仪器仪表和控制设备分为三个级别：A，B和C。用于管理。三级仪器和控制设备采用不同的减缓老化策略，以实现最佳的老化风险控制和成本控制收益。
2.3仪器和控制设备的测试
根据核电厂的设备管理过程和现场设备的可靠运行要求，集成电路设备的检查分类如下：1）备件验收测试：新设备的无损检测和无损检测（抽样）对IC设备备件进行检查，以确定备件是否合格； 2）烧烤机筛选测试：对将在现场使用的仪器控制设备的备件进行非破坏性测试，并通过关键参数测试以确保现场仪器控制设备合格。 3）现场仪器控制设备的定期检查：使用在线仪器将根据给定的时间对控制设备进行测试，以确定仪器控制设备的状态； 4）老化状态检测：根据仪表控制设备的定期检查结果，对已经使用多年的仪表控制设备进行了无损检测，并对仪表控制进行了综合分析。设备的老化状态，以评估现场IC设备的可靠性； 5）IC设备故障分析：应根据本规范检测出发生故障的IC设备，并进行根本原因分析。
结论
在核电站数字IC系统的通信网络中，采用双环型，双总线型以及两种网络拓扑的结合的通信网络可以实现良好的开放性和互连性，并且具有较高的网络自我修复能力。以及容错能力。执行功能诊断的能力。同时，其技术还比较成熟，符合相关技术标准和核安全法规。它具有较高的安全性和可靠性，并适合在核电站数字IC系统的通信网络中推广。已应用。
参考文献
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