核电站1E级机柜集成要点.docx

第21卷 第5期 2014年10月仪器仪表用户instrumentationeic vol.21 2014 no.5核电站1e级机柜集成要点沈玉慧（上海福克斯波罗有限公司，上海 201401）摘 要：本文以英维思（invensys）公司为福清#1、#2、#3、#4机组，方家山#1、#2机组，昌江#1、#2机组设计的 tricon控制系统1e机柜为例，阐述了核电1e机柜在集成过程中，对人员、材料、工具、过程、检验等方面的特殊要 求。关键词：核电；1e；机柜集成中图分类号：tp23文献标识码：a文章编号：1671-1041(2014)05-0029-04discussion the key points of class 1e cabinet integrationshen yuhui（shanghai foxboro co.,ltd. no. 211, huan cheng road east, feng xian district, shanghai 201401, china）abstract:in this article, the tricon control system 1e cabinet which is designed by invensys company used in the power plant of fuqing #1, #2, #3, #4 unit, fangjiashan #1, #2 unit and changjiang #1,#2 unit is taken for a instance. a detailed description of special requirements about the personnel, materials, tools, process and so on is mentioned in the nuclear power plant 1e cabinet integrated process.key words:nuclear power;1e;cabinet integration0 引言能源紧张、全球变暖，两大因素日益加剧，世界各国 逐渐将目光投向高效、清洁的能源核电。由于资源消 耗少、环境影响小、供应能力强等优点，核电开始被越来 越多的国家所重视，逐渐成为与火电、水电并称的世界三 大电力供应支柱。2007年10月，国务院正式批准了国家发 展和改革委员会递交的核电中长期发展规划（20052020 年），规划指出我国核电的发展目标是：到2020年，核 电运行装机容量争取达到4000万千瓦，并有1800万千瓦在 建项目结转到2020年以后续建。核电占全部电力装机容量 的比重将从现在的不到2%提高到4%，核电年发电量达到 26002800亿千瓦时。政府部门加大了对核电发展和核能行 业的宏观调控与政策指导，核电行业进入快速发展、规模 发展、多元发展的新阶段1。1 安全级1e机柜简介核电厂安全级别的设备，通常称之为 1e 级设备，美国 电气与电子工程师协会（ieee-384），是这样描述的 ：执行 紧急停堆、安全壳隔离、紧急堆芯冷却、反应堆余热和建 筑物热量导出，以及防止放射性物质向周围环境释放等功 能的仪控电设备为 1e 核安全级设备 2。核电1e机架、机柜或机箱，是属于保证核电站安全 可靠运行的核安全电气设备，它们安装在核岛或者常规岛 内，在正常环境，甚至地震载荷环境，或者loca环境下，都必须能够正常运行，保证其原有的功能特性，完成对各 种仪表、电气设备的供电，信号的连接或扩展，接受来自 就地检测仪器的开关量、模拟量信号，并通过设备上的控 制模块，向执行机构发出控制信号，或者向报警装置发出 报警信号等。正在建设中的方家山核电站 #1、#2 机组、福建福清核 电站 #1#4 机组、海南昌江核电站 #1、#2 机组，这 3 个核 电项目共 8 套机组的 i&c 系统采用了数字化分散控制系统（简称 dcs 系统），该 dcs 系统选用了由英维思公司设计的 tricon 控制系统作为核安全级仪控系统。下面以该核安全 级仪控系统 tricon 系统的 tricon 柜、plm 柜和 isolator 柜的集成为例，阐述核电 1e 机柜在集成过程中，对人员、 材料、工具、过程、检验等方面的特殊要求。2 核电1e机柜集成要点2.1 核电项目参与人员的培训和资质认定程序文件规定，所有参与核电1e机架、机柜或机箱集 成的工作人员，包括：集成项目主管、集成项目工程师、 质量检验人员、结构安装人员、元器件安装人员、接线 员、力矩检验员等，在上岗工作之前，必须经过指导和培 训，并确保已拥有相关资质，才可以参与核电机架、机柜 和元器件的成套工作。各类人员至少需包含以下几个方面 的指导和培训，并获得必须的合格证书。1）ppm5.2,核电机架机柜集成手册。本手册为支持核 电项目集成的各类人员提供了机架、机柜，以及其他与安收稿日期：2014-07-16作者简介：沈玉慧（1975-）,女，江苏溧阳人，本科，工程师，从事自控系统的硬件设计和机柜集成工作。仪器仪表用户30instrumentation第21卷全有关的产品，从材料接受到装配集成所必需的步骤记 录。2）qms3.14.2, 根据美国联邦法规第10卷（title 10 of the us code of federal regulations, 10cfr*）第21部分编制， 是针对有缺陷和不符合项的报告。3）qpm12.0, 测量测试设备的校准。4）压接工具和剥线工具的掌握及熟练使用。5）福克斯波罗盘柜质量标 准，系列 5002，5003，5005，5007 和 5008，这是质量保证的主控点。6）ppm13.0，操作、储存和运输的第4.4节，防静电设 备的配置。7）若有必要，需由生产厂家提供与安全有关的设备的 安装或使用指导。程序文件工艺人员的资质证书一节规定：集成项目主 管在准备集成人员的资质、进行工作任务分配和必要指导 方面负有职责，对各类工种集成人员应该提供或者安排必 须的指导和培训，并详备指导和培训记录。在培训和指导 结束后，合格的人员才可被赋予资质，进行核电机架机柜 和元器件的集成工作。2.2 集成材料的接受和管理用于核电1e机柜集成的所有材料都必需被贴上标识， 且被隔离存放，以免被用于其他项目。标识上详细注明： sap号、pn号和序列号等。这样，通过查阅被采购的材料 的sap号，就可比较容易地追溯到它的采购订单。核电集 成工作人员可以在材料本身上、包装上，以及所附的图纸 或文件中找到这些标识内容。当材料到货时，核电项目经理指派一位有核电资质 的检验员对照采购合同、包装清单检查所有收到的采购材 料，核实材料的图号、描述、数量、一致性证明文件， 以及测试文件（如果有）等。当检验员完成了接受检查工作，他需签署接受检查表。然后，这些材料才可以被 分配到装配和集成工段。一旦发现不合格品，该不合格品必须被隔离到一个 清晰的标识区域，并添加特殊标识，以避免被不小心使 用。发现的任何不合格品，检验员应该开具不合格项报告（ncr）给项目经理，由项目经理决定能否使用或其他处 理方式。粘合剂材料和电池属于寿命材料，需被特殊标识，并 且在其包装外壳上注明使用期限。寿命材料一旦超过了使 用期限，就不能再被使用。另外，电池应仅在设备测试之 前安装在设备上，在设备运输之前必须取出。每只机柜内配有一份核电安全材料序列号清单 如表1 所示，当集成人员在安装结构件或装配元器件到机 柜时，需先检查被安装材料的标识，若有序列号或生产 批号，必须按表1要求逐一登记好被安装材料的pn号、描 述、生产厂家/供应商、安装位号、产品序列号等，然后再 进行装配。核电安全材料序列号清单将被保存于每只 机柜的文档资料中。2.3 测试设备和集成工具用于核电机柜安装和集成的工具、设备等必须受控， 需在指定的时间进行校验和调准，使设备保持在必须的精 度范围内。集成项目各阶段的测量设备和工具包括：十进 位箱、万用表、力矩扳手、压接工具和测量仪器等。大多 数的设备和工具在采购的时候，也同时包含了维修和校准 服务。这些设备的供应商将遵循美国国家标准和技术研究 所（nist）的要求，在文件中注明测试设备的校准的频率 和接受标准等。集成过程中使用到的所有工具和设备，以 及供应商校准报告的副本等，由核电项目支持人员保管， 并保持维护。当进行集成相关工作的时候，集成人员到核电项目支表1 核电安全材料序列号清单table 1 a nuclear safety material serial number list项目核电安全材料序列号清单页 码projecthn u2 1e nuclear safety material serialize list 2kcs119ar1page number:机柜名称 cabinet:2kcs119ar序 号图 号描 述制造商/位 号批/串号序列号备注/签名itemp/ndescription供应商tag/identbatch/lotserial no.remarks/initialmanf/vendorno.668p0931jk门装风扇fiter fan, 230vac,50/60hz英维思fan01004410-22-0021673p0931jn温控器dual thermostat英维思ts01386710931qw门控开关door-operated switch英维思ds0139349-002-00440685800tc- pth26r指示灯pilot light,dual input,220v ac,led red罗克韦尔almlt-138626-001-008427139967763enclosure - 800 x 900 x 2000, split door pnl威图rittal114121717mdr-7025旋转继电器rotary relay泰科tycorra238628-001-003187222866750直流电源quint power supply 5a (1ac/24dc/5)菲尼克斯ps340191-005-011587232954167固态继电器 solid state power relay (emg-17ov-60dc/60dc/3)菲尼克斯r526716818-27-380第5期沈玉慧 核电站1e级机柜集成要点31表2 测量测试设备工具表table 2 measuring tool table testing equipment工具名称工具型号工具序列号校验日期校验有效期验证人tool namemodel no.serial no.calibration datecalibration due dateverified by (initial)扭矩螺丝刀torgue screwdriver151nsm9104008972014.2.262015.2.25签名扭矩扳手torque wrenchbp2401ci306116045772013.8.182014.8.17签名扭矩扳手torque wrenchbp2401ci306116045442013.8.182014.8.17签名扭矩螺丝刀torgue screwdriver151nsm05089007942013.4.192014.4.18签名扭矩扳手torque wrenchbp2401ci306106039322013.4.192014.4.18签名扭矩螺丝刀torgue screwdriver151nsm09104008952014.2.262015.2.25签名扭矩螺丝刀torgue screwdriverma500-31211400902013.8.182014.8.17签名表3 机柜集成状态表 table 3 cabinet integration status table 2.4 集成过程机柜集成工作开始前，项目经理签署预生产确认文集成状态表integration status log项目project：hn2 plm机组unit：2件，释放机架机柜以及其他成套材料；核电项目支持人员 检查待发放的图纸和文件包，列出集成每只机柜所要完成日期 date时间 time集成工作记录 log entry 操作员name2013.12.2210:30 am安装机柜前后门上铭牌签名2013.12.2310:30 am拆除机柜侧板和顶盖签名2013.12.231:30 pm拆除前后两块安装板签名2013.12.252:00 pm安装板上划线完成签名2013.12.26完成2013.12.265:00 pm切割好din导轨、支撑导轨和金属线槽签名2013.12.2810:00 am将第一块安装板安装到机签名 柜上2013.12.2810:30 am对第一块安装丝进行力板的固定螺签名 矩检验5:00 pm安装板上钻孔和螺纹攻丝签名持人员处借取，而后归还该工具和设备，并在“设备登记 表”上签署姓名和借还日期。核电项目支持人员应该引导 借用者在借用设备和工具时签署姓名，填写用在哪一个核 电项目中，而且确保当收到归还设备时，该设备是被完整 放置好的。集成人员借到工具，应先检查一下黏贴于仪表 上的标签，确认是否在表明的校验有效范围内。当测试设 备和工具的某一项被怀疑有不正当的操作时，应当立即停 止使用，使用者应立即报告核电项目支持人员，然后换取 合适的替代品。在使用任何设备和工具的时候，使用者应 该确保该工具是被正确地使用的。任何用于核电项目机架机柜安装和成套的测试工具和 设备将被记录在相关的过程控制手册提供页中。核电项目 成套人员在使用标准的设备和工具之前，必须先检查过程 控制手册，将相关信息登记在测量测试设备工具表如 表2所示，每只机柜一份，详细记录工具的名称、型号、序 列号、校准起止时间和验证人员姓名。的工作，或者展示过程控制指导书上的条目；核电项目支 持人员将机柜图纸、文件包与机架机柜一起，交付给机柜 成套项目组，成套项目主管或者工程师将浏览图纸和文件 资料是否完善，并注意当前图纸的版本号。机柜集成工作开始了，机架机柜由合格的机柜集成人 员按照由项目组提供的被批准的技术规范系统图纸进行组 装和集成，并遵循福克斯波罗盘柜工作质量标准和其他核 电规范文件。核电项目成套人员从开始的每项工作开始， 必须严格按照作业指导书的要求，当某项工作结束时，在 如表3所示，登记此项活动作业的完成时间并注明完成人 员。当前使用的由项目组提供的图纸文件包，保存于每只 机柜中，供集成和测试时使用。但在后续的工作中，项目 组可能会不断更新图纸的版本，项目经理也会根据项目团 队的进展和需求，不断更新和补充文件包，成套团队的工 程师或相关人员要注意保管好资料文件，也需要注意防止 作废的图纸和文件被无意使用。当图纸进行工作拷贝的时候，图纸上带有“工作拷 贝”字样的标记，并且带有指定项目经理或工程师的署 名。系统图纸一旦有修改，集成将按照新的图纸要求重新 进行，过程控制指导书也会更新并记录文件的修改。总 之，整个集成过程，要以时间为顺序，详细记录下来，保 持集成过程的可追溯性。文件记录、机柜集成状态表以及 过程控制指导书等文件将一起将由机柜集成团队保管，直 到机柜成套工作完成，与机柜一起交付给项目组。2.5 检验2.5.1 力矩检验在机柜的安装集成过程中，当每个结构件、安装板、仪器仪表用户32instrumentation第21卷表4 力矩检验表table 4 torque test tableplm 机柜用于安装2”x2”金属线槽的螺丝 screw used to mount 2”x2”cabletray机柜 cabinet位置 location序号 item no.盘号 tray#螺丝1 screw1螺丝 2 screw2螺丝3 screw3参考力矩值 torque value技术员/日期 technician / date67616.987.077.006.8-9.0nm签名/日期67627.197.156.966.8-9.0nm签名/日期67637.027.287.436.8-9.0nm签名/日期67647.057.027.196.8-9.0nm签名/日期back panel67657.027.267.076.8-9.0nm签名/日期67667.197.157.196.8-9.0nm签名/日期67677.217.287.196.8-9.0nm签名/日期67687.347.307.176.8-9.0nm签名/日期2kcs 119ar后安装板参考文件ref. doc:cnap-1920-ax1e000 cfc_f质量qa:签名/日期校验工具calibration tool:06116045442013.8.182014.8.17注：从左到右、从上到下检验力矩。notes: torque from left to right, from top to bottom.din导轨、金属走线槽，或者元器件等安装到机柜中后， 力矩检验人员都需要对其相应的安装螺丝进行力矩检验， 并填写好每份元器件的力矩检验表如表4所示；当所有 的接线工作完成后，同样也需要对每只连接导线到接线端 子的固定螺丝进行力矩检验；力矩检验表中，需要完 整填写以下信息：力矩扳手的序列号和校准起止时间、螺 钉力矩值、两名力矩检验人员的签名和日期。力矩检验 表是根据被安装的设备或元器件而单独制定的，被安装 设备不同，或被安装的紧固件不同，就会有不相同的力 矩检验表，例如：表4是机柜后面安装板上8根2”x2”金 属线槽的力矩检验表，每根金属线槽有3只螺丝固定，参考 力矩值：6.8nm9.0nm。力矩检验人员根据力矩检验表， 用力矩扳手逐一检验机柜内所有的紧固件，一方面可以确 保紧固件无缺漏，另外还可保证紧固件的扭矩到位。2.5.2 接线过程检验在开始进行每个新的项目前，机柜集成团队主管需要对接线人员安排如下的培训和指导，并检验制作的导线符 合规范：先演示压接和剥线工