• 您好!欢迎光临中天计量器具检定有限公司,我们竭诚为您服务!
  • 中天检测公司

    服务咨询热线:

    151-1866-9465

    核电计量校准检测工作实践与思考

    • 发表时间:2021-04-27
    • 来源:本站
    • 人气:46

    2014 年,国务院先后颁布了《国务院关于加快发展生产性服务业促进产业结构调整升级的指导意见》和《国务院关于加快科技服务业发展的若干意见》2 个文件,均对计量校准工作提出明确要求。在国务院重要文件精神和任务目标指导下,尽快制定出符合我国核电战略发展形势要求的计量工作发展规划,为核电发展提供强有力的计量基础支撑和技术保障,无疑对于核电在“十四五”期间快速健康地发展具有积极的意义。

    本文对核电厂计量管理存在的主要问题进行整理和分析,结合当前的应对措施和国家计量发展规划,研究核电计量发展趋势和方向,通过建立和持续推进核电计量体系,为核电发展提供全方位的计量基础保障和技术支撑。

    一、核电厂计量管理现存主要问题分析
    通过核电内部计量组织,收集各类核电厂近几年计量经验反馈典型案例共 236 例,归纳为外部证书验证问题、测量过程问题、设备计量问题、人员技能等四大类问题,具体如图1所示。

    图1 经验反馈信息汇总
    图1 经验反馈信息汇总

    1. 外部证书验证发现典型问题归纳
    ◆ 计量校准项目 / 技术参数不符合核电特殊要求由于核电行业特殊性,某些设备的计量要求相较于市场同类型设备存在校准项目差异、校准参数要求不一致等情况。
    ◆ 计量证书伪造外部计量证书审核,发现送审计量校准证书的检定规程与实物不符,校准项目缺失,检定单位基本信息不完整等问题,查验判定为伪造证书等。

    2. 测量过程发现典型问题归纳
    ◆ 测量需求与计量特性不匹配
    现场人员没有准确提出测量需求的意识。如,部分工作使用红外测温仪所测的现场实际温度低于现行计量校准工作所选的最低计量校准点50℃的情况,对50℃以下测量结果的可靠性缺乏有效性评价。
    ◆ 特殊测量需求不能得到满足针对一定特殊测量需求,没有有效的测量手段和装置,等。

    3. 设备计量发现典型问题归纳:
    ◆ 专用设备计量无法溯源
    特殊参数外部机构存在无法溯源或溯源精度不足等情况。
    ◆ 定制计量器具的制造工艺水平不满足核电要求
    关键部件和设备制造工艺缺乏计量控制。如,流量孔板的外径、孔径及厚度的设计实测数据与系统设计手册不符。
    ◆ 特殊计量器具检定周期不满足核电要求
    部分计量器具应优先满足核电行业要求。例如:BOSS头焊接现场所用接触式测温仪检定周期为12月,不满足RCCM规范要求。RCCM(2000)S7433要 求:“ 对设置电参数和检验焊接参数的测量仪进行校验属强制性要求,前后两次校验的间隔时间不得超过6个月”等。

    4. 人员技能发现典型问题归纳
    ◆ 缺乏计量基础知识
    部分工作人员不清楚精度等级/ 不确定度等基础知识含义,对计量器具分类管理与校准证书的使用存在知识缺陷。
    ◆ 操作技能不足
    部分工作人员对例如游标卡尺/力矩扳手等计量器具的读数,操作顺序,使用维护存在技能不足等问题,等。

    二、典型案例分析及现有应对措施
    针对计量现存的主要问题,结合核电计量产业的发展趋势,在对进口设备管理、全溯源链构建、以及核电特殊计量器具的研制等方面进行计量管理提升。典型案例举例如下:

    1. 进口设备计量管理问题
    目前,核电厂对进口计量器具的管理均采用与国内计量器具相同的管理模式,对其存在的差异性无完整有效的管控。以无损检测设备为例,存在如下几个问题:
    ◆ 计量标准
    部分进口设备采用欧标设计,计量项目与国标存在差异,计量校准项目 / 参数需结合实际工作确认。
    ◆ 计量机构检测能力
    单个计量校准机构无法覆盖所有探伤仪设备,计量校准机构之间的校准能力范围区别较大。
    ◆ 产品种类
    产品类型众多,涉及国标 /行标多种检定规程和计量校准规范,多功能设备需计量确认。
    针对进口设备采用欧标设计与国标计量校准项目冲突,外部校准参数和校准能力不一致等问题,成立无损检测量值溯源专项组,对该领域的计量溯源性进行全面梳理,并制定具体行动措施,如图 2 所示。

    图2 无损检测设备溯源管理提升
    图2 无损检测设备溯源管理提升

    按照全溯源链管理思路,做好深入研究和标准化应用,解决设备量值溯源无序,计量验证难等问题。本次专项工作对后续核电其他计量校准领域的量值溯源链的建立起到了良好的示范作用。

    2. 制造工艺问题
    核电厂主给水流量控制系统(ARE)中使用孔板测量流量数据,该数据直接影响核电厂反应堆热功率的计算。流量孔板的制造流程 / 标准工艺 / 检测方法直接关系核电厂的安全性及经济性。目前,对流量孔板制造和检测的现状如下:
    ◆ 质量控制
    孔板的生产制造已基本实现国产化,但生产的孔板质量不稳定,如图 3 所示。

    图3 孔板检测典型案例
    图3 孔板检测典型案例

    ◆ 标准要求
    孔板参照通用性标准规范,且要求较为宽泛,尚无法实现精准控制和测量实际流量值。
    ◆ 检测方案
    安装于在运机组的孔板需定期拆卸检测,各家机构的检测方案不同,造成检测结果存在差异。
    结合核电厂主给水流量控制系统的实际需求,对流量孔板的制造工艺进行量化、优化和固化,最终实现工艺标准化,是保障核电厂测量数据准确可靠的有效手段。

    保障数据准确可靠,其关键技术包含制造和检测两个阶段。在孔板的制造工艺环节中,对工件材质、热处理加工、机械加工等环节制定标准化流程,实现对标准参数固化。在检测阶段,对孔板尺寸、流量系数、变化趋势跟踪测试,比对标准参数,实现孔板最终功能准确可靠。如图 4 所示。

    图4 标准控制流程
    图4 标准控制流程

    随着核电技术不断向前发展,对计量校准技术的要求不仅仅局限于检测领域。通过核电产业链上下游企业相互协作,组织包括在工艺制造、计量测试、生产运营等领域开展技术交流,将计量测试嵌入到产品研发、制造、质量提升、全过程工艺控制中,实现关键参数准确测量。

    3. 特殊计量器具溯源问题
    随着核电快速发展,设备国产化成为核电发展的重要一环。在二代机组改造,三代机组建设中大量的特殊设备需要计量溯源。例如:三代机组大尺寸螺纹千分尺校准难题。
    反应堆压力容器系统(PRV)的压力容器筒体和顶盖由52个螺栓来连接密封。主螺栓中径尺寸设计尺寸为(205.244~205.404)mm,使用(200~225)mm 的螺纹千分尺进行测量。我国关于《 螺纹千分尺检定规程》出版于2004年, 规程中适用范围仅覆盖了(0~200)mm。
    面对规程无法覆盖, 外 部计量机构无法有效溯源的局面,需要核电自身想办法解决实际困难。经过参考大量国内外文献,结合核电实际需要,自主研发设计一套大尺寸螺纹千分尺全自动计量校准系统,成功通过专家组评审,满足溯源要求,填补了国内关于螺纹千分尺超检定规程范围的校准方法空白。

    三、核电计量工作重心
    核电厂计量工作必须围绕核电中心工作开展,为核电的安全性、可靠性和经济性保驾护航。以下就核电计量的一些重点工作例举分析。

    1. 核电运营维护领域研究方向
    ◆ 核电放射性专项测试研究
    核岛内部是放射性环境条件,需要对设备系统状态、环境辐射、人员辐照等进行控制,为了保证控制手段的有效性,同时降低辐照的影响,常规实验室无法满足需求,需要针对性的建设核电放射性专项测试技术。
    ◆ 核电特殊专用测试研究
    核电始终秉承“安全第一、质量第一、追求卓越”的基本原则,核电特殊的计量和测量需求,包括参数要求、试验要求、特殊仪器等,需要通过科研及创新解决核电自我需求。
    ◆ 重大设备系统测试研究
    核电厂常规运营寿期超过 40年,凭借后续技术能力的发展,寿期将会继续延长,这对核电重大设备和系统的运行状态提出了更高的要求, 需要通过计量测试或检测手段来为其提供技术保障和支撑。
    通过联合产业链上下游相关单位,加强产业链相关计量测试技术研究,优化核电厂重要试验的技术方案,研制核电专项计量测试或计量校准装置,解决产业难题。同时围绕安全性、可靠性、经济性三个方面,实现核电产业与计量测试服务协同发展,推动核电计量技术创新,提升核电行业经济发展的能力。

    2. 核电厂大修计量工作
    核电大修是集中体现维修技术水平的窗口,核电厂大修计量工作包括以下方面。
    ◆ 大修计量应急检定
    大修期间 , 计量24h应急待命,对影响大修进度的关键计量工作,制定相关应急预案,建立应急计量校准能力,缩短大修工期,降本增效。积极响应现场重要设备试验前后计量器具性能复核工作,保障大修进度。
    ◆ 大修计量监督
    大修期间,对现场工作实施计量巡检。监督项目包含测量仪器使用、标识规范、性能保障、测量过程记录等,提高了现场测量工作抗失效风险能力。同时实施承包商自带计量器具申报制度,加强对承包商自带计量器具的监管力度,保障自带计量器具性能可靠,预防计量、测量失效事件的发生,形成计量器具管理的有效闭环。
    ◆ 大修计量培训
    针对新员工和首次参加大修的合作伙伴,开展《大修计量管理及常用计量器具的使用、维护》培训。结合以往大修发生的计量相关异常情况,让参培人员了解电站计量管理的相关规定,同时掌握常用计量器具的使用方法、注意事项及维护保养知识。在人员技能上,降低计量人因失误概率,保障大修工作安全有效执行。

    四、核电计量体系研究、建设
    为了实现国家核电产业计量测试中心的目标与规划,需要建立并持续推进核电计量体系,如图5所示。该体系需要融入国家计量体系、核电发展战略、致力于计量性顶层设计,兼顾计量技术、计量管理 / 监督、计量培训3个维度。

    图5 核电计量校准体系研究
    图5 核电计量校准体系研究

    在计量校准技术方面,着重于核电关键参数测量,建立量值传递体系,对特殊计量器具进行专用设备研发,通过对核电计量标准化的研究,构建以计量前沿科研为主体、计量科研创新发展为手段、服务产业技术创新为重点的“检学研”相结合的计量技术创新体系。
    在计量管理/监督方面,加强对核电重点计量器具的监督,完善特殊计量器具的全溯源管理。加强核电关键参数的量传溯源所需技术和方法研究,提升数据准确性,保障量值准确可靠。
    在计量培训方面,加强核电计量文化建设,提升现场测量人员技术水平。加强人员计量管理意识,完善计量培训授权制度,培养高层次核电计量领军人才。

    五、结束语 
    《计量发展规划(2013-2020年)》为核电企业计量工作的发展指明了方向,而制订出符合实际发展需求的核电计量发展规划只能依靠自身的努力。本文对核电计量工作的发展现状、趋势做了一定程度的分析和探讨,不够全面、准确,希望引发更多的思考和重视,为计量校准工作的改进、提升并更好地服务于核电发展提供宝贵的意见、建议和支持。
    来源:《产业计量专刊》  作者:苏州热工研究院有限公司(国家核电运营产业计量测试中心) 杨哲 曾维山

    在线客服
    服务热线

    服务热线

    151-1866-9465

    微信咨询
    仪器校验二维码
    返回顶部