浅析核电站安全级数字化仪控系统机柜盘台1设计制造及应用吕占龙叶婷（北京广利核系统工程有限公司，北京100094）%文中的机粗盘台并不包含机粗盘台内的其它电气及安装设备.即柜盘体木身的 机械结构件.摘要：数字化仪控系统（DCS）是核电站的神经中枢系统 木文以辽宁红沿河#3射CPR1000核电机组安全级DCS首次 使用国产化机柜盘台为背景，系统性总结并阐述了在安全级 DCS机柜盘台国产化进程中从设计、制造到应用过程的若干 匝要环节，供安全级DCS机柜盘台设计、采购及外协加工管 理、质最保证、质量控制、项H管理相关人员参考关键词：数字化仪控系统DCS安全级机柜盘台设计样 机鉴定量产1背景红沿河核电站为我国东北首个单机百力千瓦核电站，其 #3#4机组安全级DCS使用的机柜盘台由北京广利核系统工 程有限公司（CTEC）进行设计及制造单台机组的安全级机柜数量如下表：'系统数量（台）尺寸(W*D*H)用途RPC 1/11/III/IV18800*900*2300反应堆保护ESFAC Train A/B8800*900*2300安全专设SLC Train A/B21800*900*2300逻辑驱动SFOC Train A/B8800*900*2300操作显示RELAY Train A/B14800*900*2300继电器驱动CCMS Train A/B2800*900*2300堆芯监视SR Train A2800*900*2300安全相关RPCC2800*900*2300堆功率控制DAC1600*900*2300多样性驱动PDP76600*550*1900600*900*2300配电柜机柜数量总计89台（注：上述部分系统为非安全级，但由于为同 一类型机柜，故一并按安全级产品进行设计 生产）单台机组的安金级盘台数最如卜•表:系统数量用途BUP1套后备操作盘OWP1套核岛/常规岛/值长/安工操作台RSS1套远程停堆站安全级DCS的机柜盘台，是关键的制造设备，也是DCS 的关键路径。
其顺利制造完毕，可为项H后续的装配、测试 的顺利开展提供前提条件其从开始设计到最产，直到为核 电站供货，期间历时氏、质保要求严格、加工难度大、参与 接口众多，是个系统工程，最重要的是需要从整体上进行合 理规划2安全级DCS机柜盘台设计到量产中主要活动1） 取得民用核安全设备设计许可证；2） 设计研发最产立项及组织确认；3） 设计硏发质保大纲及质眾计划发布；4） 需求分析；5） 丁艺路线确认；6） 图纸设计及发布；7） 取得民用核安全设备制适许可证；8） 外协厂选择；9） 鉴定用样品制适；10） 鉴定试验及总体鉴定结论；11） 最产外协厂确定及合同签订前准备工作：12） 合同签订；13） 外协生产过程的质保大纲及质昴计划发布；14） 制造先决条件审查确认；15） 量产及进货检验3主要活动中的若干重要环节探讨3.1设计开始前的准备工作3.1.1熟悉我国核安全法律法规体系我国的核安全法律法规是一个庞大的体系，涉及内容较 多，山国家法律、国务院条例、核安全部门的部门规章等组 成，见下图：批准与发布我田法律注结构 A核安全领域法WiM全田人大常委会 批准主常令发布At • AttWtt污々防泊法国务洗批准 国务咬令发布-\民用桟设施安全监誇普理务例協电厂事故应条例 枝材料曾制*例民用枝安全设毎亞普甘玫*例放肘性同包累与射线装*放射防护条例/\ 核安全部门卸部仃規章各霞委批准/和发布 /\ 国务甦洌、 5求\…一\其附件/ • .其中2007年山国务院500号令发布的《民用核安全设 备监督管理条例》第二条中规定：本条例所称民用核安全设 备，是指在民用核设施中使用的执行•核安金功能的设备，包 括核安全机械设备和核安全电气设备"第十二条中规定：民 用核安全设备设计、制造、安装和无损检验单位应当依照木 条例规定申请领取许可证。
第十九条中规定：禁止无许可证 Ht自从申•或者不按许可证规定的活动种类和范围从爭民用 核安全设备设计、制造、安装和无损检验活动所以，在设计、制适前，必须分别取得民用核安全电气 设备设计、制造许可证山于取证时间较长，在整体进度规 划时要考虑3.1.2熟悉核质保体系，了解合同要求及相关标准法规核电厂质保保证安全规定（IIAI903）是要求涉核安全的 企业必须贯彻执行的质保法规体系，其比1S09001有更严格 的要求，且是以法规形式强制执行一般在取得设计、制造 许可证时企业就应该已经建立建全了相关质保（QA）体系核安全导则IIAD是指导性文件，但止I于其是经过实践总 结出來的良好方法，在过程中应注意严格执行导则内容需求、合同及相关标准法规中的规定，在设计之初要仔 细研读，避免有遗漏，必要时寻求专家支持同时也要注意核安全文化的培训和疏导，使团队建立一 种良好的核安全文化氛围3.1. 3质保大纲及质量（控制）计划设计研发立项后，根据HAF003及11AD003相关要求，要 及时发布项H质保大纲和质量控制计划，要得到核设施背 运单位审查同意，具体方法可参考相关IIAD003导则曲于质量计划有其他相关方的签点（R点、W点、II点） 或见证，发布前要充分沟通，比如哪些鉴定内容要用实际试 验验证，哪些鉴定内容可以用仿貞分析等，确保各方意见一 致。
3.1.4关键工艺及验收标准制定关键工艺是设计过程必须要亟点关注的，考虑的主要方 面有：1） 工艺简单且国内企业加工可行；2） 抗震、环境等鉴定要求的具体实现方式；3） 盘柜体材料的确定；4） 框架成型工艺的确认；5） 焊接变形如何控制；6） 防腐及表面处理丁艺；7） 关键工艺辨识；8） 关键尺寸辨识:9） 验收标准制定，尤其注意产品控制上下限值和规 格上下限（验收合格线）值的制定：10） 盘柜体运输（底座及吊梁安装拆除等）；11） 安装固定方式（焊接、螺装等）要遵循的故朿要原则是在满足性能需求的情况下如何 使丁艺故简化，这个矛盾处理的越好对后续鉴定、量产越有 利3.1.5图纸设计及发布应严格按照质量控制计划执行，图纸的质量一定要高， 注意避免图纸标注不淸晰、漏标、错谋等情况发生，QC人 员审查时一定也要给予重点关注发布前要进行一系列的仿真分析（比如抗震、散热等）, 只有仿真分析通过方可生产鉴定用样品对于抗震鉴定试验，特别注意不同厂址不同反应堆的设 计会适成核电站地震响应谱不同，对不同厂址核电站的地震 相应谱要综合考虑，且要有一定的裕最，避免日后进行二次 鉴定或者遁新设计的情况发生同时还要调研国内试验台能 否满足鉴定需要，比如地慮试验台的最大载朿，最大加速度 等因素。
3.1.6外协厂选择山于CTEC没有自己的板金加工厂，故在取得民用核安 全电气设备制适许可证之时，就选择了机械结构件外协（不 是外包）加工，即外协厂需要严格按照CTEC图纸及加工要 求迹行加工，并在加工过程中符合核质保体系的要求基于国内核行业及饭金加工业的现状，外协厂的选择要 重点关注以下几个方面：1） 外协厂的质最保证及质最控制体系是否完备；2） 实际加工能力及业绩；3） 外协厂领导对该项目的重视程度外协厂的选择是非常巫要的一环，甚至能直接决定项H的成败，建议选家符合要求的外协厂进行打样3.1. 7鉴定样品制造鉴定样品除了要完成鉴定外，还有以下几方面的意义， 也要值得关注：1) 外协厂充分了解核质保体系；2) 检验工艺可行性：3) 进行工艺验证(比如焊接丁艺评定、表面处理的 盐雾试验、百格试验等验证)：1) 检验验收标准的可执行性：5) 进行装配验证：6) 更好的了解外协厂并为量产外协厂确认提供判 断依据样品制造的过程中一定要严格按照核质保1IAF003体系 进行管理，尤其是对人、机、料、法、环整体管理，以及对 设计变更和不符合项进行控制，对制造期间形成的记录文件 要按照IIAF003的记录要求提前进行规划，故终形成毎台机 柜盘台可追溯性的完工报告。
期间对外协厂的培训、要 有规划，分阶段有步骤的实施必须指出，这个阶段是至关重要、承前启后的一步，无 论是设计方还是外协厂，包括双方领导和项冃团队，都必须 给予足够的且应有的匝视，否则故终可能会因此环节的匝视 不够，而造成量产的产品报废、返工或匝新评价等后果这个阶段，强烈建议主要设汁人员和品控人员要自始至 终驻厂，不满足K期驻厂条件的，也必须做到充分交流并按 质保要求进行样品制造对样品制造时期，在毎个外协厂中各个阶段出现的问题 都要认真分析、评估影响后进行改进并要有效记录样品完 成后要召开设计及品质控制的经验总结及改进会议3.1. 8鉴定试验及总体鉴定结论尽管在开发质量计划中已经和相关方充分沟通并规定 好应该做哪些鉴定试验，但具体执行时还要注意以下方面:1) 鉴定大纲、程序文件要经过相关方的认可；2) 鉴定试验的准备工作要充分：3) 鉴定设备要齐全，避免日后因为遗漏一两个还需 要重新鉴定事项发生：4) 试验时要去掉安装在盘柜上的起吊用具(比如吊 梁)：5) 要严格按照核级产品要求的工艺进行设备装配 以及底座安装固定；6) 要有总体鉴定结论及是否可以量产结论3.1.9量产外协厂确定合同签订前准备工作要和外协厂进行合同签订前的项目管理、质保体系、 技术、图纸的充分交流。
这一步相当于在正式生产前，对外 协厂在打样期间产生的各类问题进行归纳总结和改进，亦或 提出新的要求，为合同签订后能立即组织生产做好铺如同 时尤其要注匝质保成木的充分沟通，以避免合同签订后，山 于双方理解不一致而导致的一系列质量管理、项H管理、技 术及商务问题3.1.10合同签订对于安全级机柜盘台，在合同中除了一般条款外，主 要增加约朿的内容有：1) 质量保证协议；2) 与外协厂之间的通信规则：3) 制适过程变更控制流程；4) 不符合项(NCR)处理流程；5) 外协供应商制造文件确认；6) 验收标准和要求；7) 完工报告(E0MR)的内容及格式要求3.1.11外协加工制造的质保大纲和质量控制计划发布合同签订后，外协厂要正式组建项!■!团队，并发布质 保大纲和质量控制计划，且要得到核设施营运单位审查同 意同时双方要建立相应的接I」人员和团队，且项冃管理、 技术、质議人员要进行长期驻厂监造必须强调指出，外协 过程中的驻厂，尤其是在首批次中，技术及质量控制人员驻 厂是十分必要的3.1.12制造先决条件审查确认合同签订后，在正式开工前，要按合同中约定的要求 进行•审查，即制适先决条件的检查，主要内容有：1) 项目质保大纲及质量控制计划发布；2) 各类人员资质的检查和确认(尤其是特殊工艺， 比如焊接、焊接检验、喷涂等)；3) CTEC图纸可加工性确认：4) 外协厂工艺评定的检查和确认；5) 各种加工用到的机器、检验丁具的有效性检验；6) 材料的入厂检验和领用管理；7) 制造过程中的作业记录文件确认；8) 制适过程中的质最检验文件确认：9) 制适过程流程工艺卡的审查；10) 现场环境的检查；11) 核安全文化培训及考试记录：12) 外协厂子供应商考察确认：13) 外协厂子供应商工艺及人员资质确认。