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GB 5204-94 核電廠安全系統(tǒng)定期試驗與監(jiān)測
本標準是對GB／T13629《核電廠安全系統(tǒng)準則》和GB12788《核電廠安全電力系統(tǒng)準則》有關定期試驗的說明和補充。
1主題內(nèi)容與適用范圍
本標準規(guī)定了核電廠安全系統(tǒng)實施定期試驗與監(jiān)測的設計準則與試驗要求。
本標準適用于核電廠安全系統(tǒng)的定期試驗與監(jiān)測的設計。
本標準不適用于維修。
2引用標準
GB9232數(shù)字計算機在核反應堆儀表和控制中的應用
GB12788核電廠安全電力系統(tǒng)準則
GB／T13629核電廠安全系統(tǒng)準則
HAF0405核電廠調(diào)試和運行期間的質(zhì)量保證
3術語
3．1安全系統(tǒng)safetysystem
與安全有重要關系的系統(tǒng)，用于在任何工況下保證反應堆安全停堆、從堆芯排出熱量或限制預計運行事件和事故工況后果。安全系統(tǒng)包括保護系統(tǒng)、安全驅(qū)動系統(tǒng)和安全系統(tǒng)輔助設施。
3．2安全功能Safety function
安全系統(tǒng)的或其他對安全重要的物項的規(guī)定用途，例如停堆或余熱導出。每個假定始發(fā)事件都可能需要完成個或多個安全功能。
3．3安全組safety group
某具體假定始發(fā)事件發(fā)生時，完成所要求動作的全部設備，以保證不會超過設計基準對該事件的規(guī)定限值。
3．4定期試驗periodic test
為探測故障和檢查可運行性，按計劃的間隔時間所進行的試驗。
3．5交迭試驗overlap test
為了檢查整個通道、序列或負載組的功能，在通道、序列或負載組的不同部分或子系統(tǒng)上分段進行試驗，不同部分或子系統(tǒng)的試驗要覆蓋毗連的部件。
3．6負載組load group
在個序列之內(nèi)，由個公用電源饋電的母線、變壓器、配電裝置和負載的組合體。
3．7功能試驗function test
確定部件或系統(tǒng)執(zhí)行預期功能的試驗。
3．8監(jiān)測monitoring
用來連續(xù)指示系統(tǒng)(或子系統(tǒng))的狀態(tài)或條件的手段。
3．9試驗持續(xù)時間test duration
從試驗開始到試驗結束所經(jīng)歷的時間間隔。
3．10試驗間隔時間test intervaI
在同個設備或系統(tǒng)上進行同種試驗時，兩次試驗開始時刻之間所經(jīng)歷的時間。
3．11試驗旁通testby pass
種試驗方式，在電廠功率運行期間，將被試驗的安全組設置成允許任個通道或負載組能試驗、校準或維護，而不啟動安全組的保護動作。
3．12通道檢查channel check
為確定通道的全部元件是否正處在它們指定的限值之內(nèi)，按規(guī)定的間隔時間所進行的性能定性評估。
3．13通道校準channel calibration
調(diào)整通道的輸出，使之對該通道所測的參數(shù)和性能具有可接受的準確度和量程。
3．14運行限制條件limiting condition for operation(LCO)
電廠安全運行所要求的設備低功能能力或性能水平。
4總則
4．1安全系統(tǒng)的定期試驗與監(jiān)測是為了實現(xiàn)預期的系統(tǒng)可用性。應注意探測設備的運行狀態(tài)是否處在規(guī)定的限值之內(nèi)。規(guī)定的限值是低的性能要求，例如響應時間、整定值準確度，以及設計基準規(guī)定的其他性能要求。
4．2安全系統(tǒng)必須設計成在電廠運行期間以及電廠停運期間是可試驗的。這種可試驗性必須允許單試驗各冗余通道和負載組，同時保持系統(tǒng)對真實信號的響應能力、或者必要時觸發(fā)被試驗通道的輸出、或者按安全要求和運行限制條件旁通某個設備。
5設計要求
5．1安全系統(tǒng)的定期試驗應盡可能實際地模擬其所要求的安全功能，能證明被試驗的物項在正常環(huán)境條件下具有執(zhí)行其功能的能力。設計質(zhì)量鑒定已證明所選設備滿足異常環(huán)境條件(例如地震、極端的溫度、壓力和濕度等)下運行的要求，因此，設備對極端環(huán)境的試驗不屬定期試驗范圍。
5．2試驗裝置及其接口不得使冗余通道之間和冗余負載組之間喪失立性。在確定系統(tǒng)的可用性時，必須考慮為試驗目的而設置在安全系統(tǒng)中的設備。
5．3在安全系統(tǒng)的設計中，應考慮試驗對電廠可用性、可維修性、運行、運行方式和運行限制條件的影響。為此在必要的場合可提供具有符合邏輯的冗余設備。
5．4在選擇安全系統(tǒng)的所有部件時，必須考慮可試驗性。敏感元件應是可接近的?？尚械脑?，安裝在可以就地校準的地方。在選擇驅(qū)動裝置時，必須考慮它們的狀態(tài)指示能力。
5．5設計必須使安全系統(tǒng)具有進行功能試驗的能力。功能試驗好采用從敏感元件到被驅(qū)動設備同時試驗的方法。在不能實現(xiàn)上述方法的地方，可以采用分段交迭試驗的方法。
5．6觸發(fā)保護動作是定期試驗程序中的部分。在不允許觸發(fā)保護動作的地方，系統(tǒng)的設計必須按下述方法處理。
5．6．1所有驅(qū)動裝置和被驅(qū)動設備可以單地試驗，或合理地分成幾個組進行試驗。例如，安全殼噴淋泵的驅(qū)動裝置與安全殼噴淋閥的驅(qū)動裝置分別進行試驗。
5．6．2在試驗某設備的驅(qū)動裝置時，制止該設備運轉(zhuǎn)。例如，當應急冷卻泵電機的斷路器轉(zhuǎn)到試驗位置時，在試驗斷路器閉合期間，切斷泵電機的電源。
5．6．3被驅(qū)動設備的運行需要個以上的驅(qū)動裝置的(符合)動作時，分別對其進行試驗。例如，提供給隔離閥的壓縮空氣由兩個電磁閥符合動作來控制，這兩個電磁閥可分別進行試驗。
5．6．4按照5．6．2或5．6．3條所做的設計必須有文件證明：在電廠運行期間，未經(jīng)試驗的被驅(qū)動設備的故障概率是可以接受的，而且在電廠停運時，可對被驅(qū)動設備進行例行試驗。
5.7系統(tǒng)設計應考慮在試驗活動的各個階段中系統(tǒng)、部件和人因之間的相互關系。測試點和相關的試驗裝置應設置在便于實施定期試驗的位置。
5．8試驗人員和控制室之間必須設有通信手段，以確?？刂剖也倏v員和試驗人員均知道在試驗之中的那些系統(tǒng)的狀態(tài)。此外，在試驗人員之間也必須設有通信工具，以便他們能充分地聯(lián)絡。
5．9在選擇試驗系統(tǒng)的類型時，應考慮自動試驗裝置。試驗裝置可以是外接式的，也可以設置在安全系統(tǒng)內(nèi)。為監(jiān)督安全系統(tǒng)的狀態(tài)，對有關的變量(速度、壓力、電源電壓等)可實行連續(xù)監(jiān)測。如果在定期試驗中采用了可編程數(shù)字計算機，不管是內(nèi)置式的還是外接式的自動試驗裝置，都要遵守本標準和GB9232的規(guī)定。
5．10為試驗安全系統(tǒng)的電源、儀表和控制部分所作的設計考慮必須與相連的機械和流體系統(tǒng)的試驗條款協(xié)調(diào)致。
5．11為檢驗每個保護通道的整個脫扣動作，使用擾動被測的或替代的過程變量的方法先于使用模擬的信號。如果擾動被測變量或替代量不能實現(xiàn)時，其他的試驗方法必須有文件證明是正確的。
5．12如有可能，試驗裝置(例如試驗板)可與安全系統(tǒng)裝在起，以便進行定期試驗而不要加設或拆除導線，但這些試驗裝置不得干擾部件或系統(tǒng)的可運行性或安全功能。
5．13設計中應采取措施，以防止試驗期間同時旁通冗余通道或負載組。
5．14在單個的通道或負載組之中使用了冗余部件的地方，設計應允許單地試驗每個部件。
5．15系統(tǒng)應設計成取出熔斷器或斷開斷路器，只是為了試驗通道或負載組的邏輯驅(qū)動。例如，用取出通道的電源熔斷器來模擬通道失去電源的驅(qū)動動作。
5．16如果安全系統(tǒng)的某部分不運行或被旁通，在控制室內(nèi)應提供指示。
6試驗大綱要求
6．1基本要求
安全系統(tǒng)定期試驗的范圍可包括功能試驗和檢查、正確校準的驗證和響應時間試驗。試驗大綱必須寫明試驗類型、試驗條件、試驗步驟及試驗間隔時間。大綱的設計與實施必須滿足以下要求。
6．1．1必須分別檢驗安全系統(tǒng)每個冗余部分的可運行性。如果這種試驗在反應堆運行期間不能實現(xiàn)，在電廠停適時必須試驗可運行性。
6．1．2在反應堆運行期間的可運行性的試驗，應盡可能多地包括通道和負載組，并包括敏感元件和驅(qū)動器，而不危及電廠的連續(xù)正常運行。
6．1．3試驗程序必須能證實試驗完成之后被試驗的設備已恢復到它的正常運行方式。
6．1．4只要有可能，試驗應在真實的或相似的運行條件下完成，包括運行的順序。例如，柴油發(fā)電機的加載順序。
6．1．5試驗必須按成文的并經(jīng)批準的試驗程序進行。
6．1．6試驗大綱必須定期修訂，以便確定它的整體有效性。
6．1．7不能用次簡單的重復試驗的成功來否定失敗的試驗結果。成功的重復試驗之前必須作出書面的評價，或進行糾正活動(例如：維護、修理或改變程序)。如有可能，應確定故障的根本原因。
6，1．8試驗大綱必須按邏輯順序編制，以便在試驗過程中能及時評價系統(tǒng)的所有工況，并可確定需要進步試驗的單個部件。
6.1．9每個安全系統(tǒng)的試驗大綱必須設計成對有關的運行通道、系統(tǒng)或部件的干擾減到小。
6．1．10每個安全系統(tǒng)的試驗大綱必須設計成能產(chǎn)生為客觀評價系統(tǒng)的性能與可用性所需的數(shù)據(jù)；若可能，提供趨勢數(shù)據(jù)，確定性能退化并提供故障征兆指示。
6．1．11行政管理與質(zhì)量保證的要求必須符合HAF0405或等效文件的要求。
6．1．12連續(xù)性檢查可以補充功能試驗，但不能代替功能試驗。
6．2大綱的目標
定期試驗大綱必須包括完成下列目標的程序和報告。
6．2．1便于行政管理與監(jiān)查。
6．2．2鑒別高故障率。
6．2．3通過試驗活動的正確協(xié)調(diào)，使之對整個電廠運行的干擾和安全的影響減到小。
6．2．4保證冗余的保護通道和負載組不同時進行試驗。
6．2．5提供個計劃表，它包括個完整的基本試驗循環(huán)和進行試驗的狀態(tài)。
6．2．6標識被試驗的系統(tǒng)、通道和負載組。
6．2．7試驗盡可能真實地模擬正常的運行條件，在試驗過程中可要求系統(tǒng)運行。
6．2．8試驗間隔時間的變更應符合本標準6．5條的規(guī)定。
6．2，9制定定期試驗大綱考慮以下因素：
a.系統(tǒng)故障模式與影響；
h．部件故障模式；
c．適用的可靠性與可用性分析;
d．故障報告分析與其他歷史數(shù)據(jù)；
e．邏輯結構；
f．電廠運行計劃；
g.設備質(zhì)量鑒定文件，例如合格壽命的文件。
6．3試驗類型
6．3．1通道檢查
配有指示器的通道可用種或多種方法檢驗其可運行性。
6．3．1．1對監(jiān)測同變量的備通道讀數(shù)進行比較(例如，功率通道1與冗余的功率通道2和3進行比較)，以辨別異常通道。
6．3．1．2對監(jiān)測同變量、彼此具有已知關系的各通道讀數(shù)進行比較(例如，在啟堆和停堆期間，源區(qū)段和中間區(qū)段中子監(jiān)測裝置都處于測量范圍時，對它們的讀數(shù)進行比較)。
6．3．1．3對監(jiān)測不同變量、而變量之間具有已知關系的各通道讀數(shù)進行比較(例如，反應堆功率和回路冷卻劑出口溫度或蒸汽壓力)。
選擇比較的通道時，必須考慮共因故障(例如，液位測量，儀表共用個公共的參考管)。
6．3．2功能試驗
功能試驗必須確保被試設備能執(zhí)行其設計功能。
6．3．2．1設備(系統(tǒng)部件)的功能試驗必須包括如下個或多個試驗。
6．3．2．1．1手動啟動設備(例如，電機、泵、壓縮機、汽輪機或發(fā)動機)并觀察其運行(例如，壓力、流量、溫度、電壓或速度)。試驗持續(xù)時間必須足以達到其穩(wěn)定運行狀態(tài)。在不允許啟動泵或其他設備的地方，可按5．6和5．15條的規(guī)定進行試驗。
6．3．2．1．2手動控制電動閥并記下它們的行程時間。當不能作閥的全行程試驗時，容許進行部分行程試驗(例如，主蒸汽截止閥、汽輪機截止閥或調(diào)節(jié)閥)或閥的控制系統(tǒng)試驗(例如，快速毒物注人閥的控制電路)。在電廠停運期間，應例行地實施全行程試驗。
6．3．2．1．3注入適當?shù)脑囼炐盘枺员憬o出個相應的指示(例如，“等效”脫扣輸出的數(shù)值)或觸發(fā)脫扣輸出，或上述兩者。若可能，必須試驗報警和脫扣功能。
6．2．2．2檢驗系統(tǒng)或子系統(tǒng)功能必須包括下述試驗。
6．3．2．2．1逐個觸發(fā)驅(qū)動裝置，并觀察負載組的運行(例如，使母線低電壓繼電器動作，觀察母線的瞬態(tài)、負載的切除、柴油發(fā)電機的啟動和順序加載)。
6．3．2．2．2檢驗手動啟動的安全功能。在電廠運行期間不能進行這種試驗時，可在反應堆停堆期間進行(例如，手動緊急停堆)，
6．3．2．2．3試驗旁通的狀態(tài)和可運行性、旁通與試驗的指示以及旁通與試驗的報警電路。
6．3．2．2．4改變個或多個參數(shù)的輸入信號水平，使之達到脫扣或計算的輸出變化，而其他變量的信號保持在正常預期值上。被改變的參數(shù)必須根據(jù)設計基準事件工況和預期的運行事件來選擇。
6．3．3通道校準的驗證
通道校準的驗證應證明：隨著已知的輸入，通；董給出所要求的模擬量或開關量的輸出。此外，在模擬量的通道中，可以檢查線性度和滯環(huán)值。如果達到所要求的輸出，試驗是合格的。如果達不到所要求的輸出(例如，在規(guī)定的整定值上沒有出現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)的翻轉(zhuǎn)或模擬輸出超過允差)，或觀察到飽和或彎曲，或要求調(diào)整增益、偏置、脫扣整定值等，這試驗不合格。(調(diào)整程序是維修活動，不屬本標準的范圍)。因此，試驗結果必須按HAF0405或等效文件的規(guī)定進行記錄。不符合項經(jīng)維修或適當?shù)奶幹弥?，必須重新驗證，
6．3．4響應時間的驗證
僅對安全系統(tǒng)或子系統(tǒng)進行響應時間試驗，以驗證響應時間在安全分析報告所給定的限值之內(nèi)。
6．3．4．1響應時間試驗包括從敏感元件到被驅(qū)動設備整個系統(tǒng)的試驗。若次試驗不能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的試驗時，必須測量該系統(tǒng)各分立部分的響應時間，并表明所響應時間之和處在整個系統(tǒng)要求的限值之內(nèi)。工藝過程到敏感元件和被驅(qū)動設備到工藝過程的響應時間試驗，不屬本標準的要求。
6．3．4．2在規(guī)定的試驗周期內(nèi)，安全系統(tǒng)的各分立部分已經(jīng)做過試驗，而且已驗證其響應時間在規(guī)定的限值之內(nèi)，則不再要求試驗。此外，在確定個系統(tǒng)的總響應時間時，可適當?shù)夭挥嫾澳切╉憫獣r間低于系統(tǒng)的響應時間個或個以上數(shù)量的部件。為驗證整個系統(tǒng)的響應，試驗必須提供足夠的交迭。
6．3．4．3若不能將敏感元件包括在單個的或系統(tǒng)的響應時間試驗之中，若可能，則敏感元件可定期地從其正常安裝位置上拆下來試驗。試驗裝置盡可能模擬實際安裝的環(huán)境和配置。
6．3．4．4如果由功能試驗、校準檢查或其他試驗驗證了安全系統(tǒng)設備的響應時間，即代替了響應時間試驗，則不要求對所有安全有關設備進行響應時間試驗。在例行的定期試驗期間，如果探測到性能變化伴隨的響應時間的變化超過合格的限值，不必再進行響應時間試驗。
6．3．4．5對于不包括敏感元件在內(nèi)的通道響應時間試驗，試驗設備必須模擬敏感元件在其所要求的整個功能范圍內(nèi)的輸出。為確定整個響應時間，必須同時記錄輸入和輸出狀態(tài)。試驗輸入必須跨越正常脫扣的整定值，以便通道在非脫扣條件下完全復原，在脫扣條件下保證完全脫扣。
6．3．4．6如果保護脫扣功能由兩個或兩個以上變量觸發(fā)動作(例如，脫扣點是由溫度、壓力和中子注量率信號計算的)，通道的響應時間必須用每個變量產(chǎn)生的脫扣動作來檢驗，在試驗中，其余變量的試驗信號必須設置在它們的預期運行范圍內(nèi)。這樣試驗將產(chǎn)生保守的試驗結果。
6．3．4．7如果在反應堆正常運行期間不能測量響應時間，應在反應堆停堆期間進行測量。
6．3．5邏輯系統(tǒng)功能試驗
邏輯系統(tǒng)功能試驗必須試驗從敏感元件到驅(qū)動裝置的全部邏輯部件。邏輯部件由繼電器、接觸器和固態(tài)邏輯電路組成。邏輯系統(tǒng)功能可以用系列時序的、交迭的或整個系統(tǒng)的試驗來檢驗。
6．4試驗方法
必須為每個系統(tǒng)制定個滿足本標準要求的專用試驗程序。
6．4．1試驗或試驗的組合必須全面檢查每個保護通道或負載組(例如，包括敏感元件和終的驅(qū)動或啟動裝置，直到連接的所有負載)。在試驗期間必須檢測冗余通道之間的相互作用。
6．4．2試驗合格的標志：
a．狀態(tài)變化有直觀而確切的指示，例如固態(tài)或機電裝置運行具有相應的信號(音響報警、燈光的亮或滅，觸點狀態(tài)的改變、儀表的指示、電機的啟動、閥或其他驅(qū)動器動作)；
b．在冗余通道中沒有觀察到任何異常結果。
6．4．3通道的輸入必須盡可能從靠近敏感元件的地點引入。這可以用不同方法實現(xiàn)，例如：
a．擾動被監(jiān)測的變量，例如改變壓力、溫度或功率水平；
b．將個與被監(jiān)測變量相同性質(zhì)的代用輸入量引入敏感元件，并適當?shù)刈兓?，例如，打開流量測量差壓計上的平衡閥，隔斷和排空到壓力測量裝置的輸入，將熱的或冷的流體注人到被測溫度的流體中。
6．4．4當包括敏感元件在內(nèi)的整體檢查不能實現(xiàn)時，可對個通道進行局部試驗，為此應適當?shù)匾雮€模擬的或數(shù)字的輸入，并改變試驗信號的幅值。試驗信號幅值的變化范圍必須證被監(jiān)測變量達到整定值時能產(chǎn)生保護動作。
6．4．5在了解被試通道的性能特征之后，應確定試驗信號變化的性質(zhì)。設備性能的退化或故障可能影響對上升時間、幅值或其他波形特性的響應。不同性質(zhì)的試驗信號有以下幾種類型。
6．4．5．1慢變化信號。如果這種類型的信號要求保護動作，而且通過觀測或根據(jù)設備的響應(其變化已趨于允差帶的限值)表明該設備可能對慢變化的信號不會產(chǎn)生保護動作，那么必須選用這種類型的信號。
6．4．5．2快變化信號。如果這種類型的信號要求保護動作，而且通過觀測或根據(jù)設備的響應(其變化已趨于允差帶的限值)表明該設備可能對快變化的信號不會產(chǎn)生保護動作，那么必須選用這種類型的信號；
6．4．5．3大變化信號。如果這種類型的信號要求保護動作，而且通過觀測或根據(jù)設備的響應(其變化已趨于允差帶的限值)表明該設備可能對從正常值的大偏差信號不會產(chǎn)生保護動作(例，出現(xiàn)了飽和或彎曲)，那么必須選用這種類型的信號。
6．4．6為了檢驗各種預期工況下通道的合格性能，對給定的通道或設備進行試驗，按實際需要可選用種類型的信號，也可采用幾種類型信號的組合。每個通道保護動作的動作值對標稱整定值的允許偏差必須按不同類型信號來確定。
6．4．7本標準的定期試驗程序應不要求臨時的試驗連接。為了試驗需要臨時的試驗連接、卸下熔斷器、斷開斷路器或用他方法斷開電路時,必須遵循現(xiàn)行的管理規(guī)程。試驗程序或管理必須
提供檢驗斷開的電路或臨時連接在試驗完成之后恢復到正常狀態(tài)的方法。
6．5試驗間隔時間
6．5．1初始試驗間隔時間
確定初始的試驗間隔時間必須恰當?shù)乜紤]以下因素。
6．5．1．1對于設備和系統(tǒng)應考慮：
a.管理規(guī)程的要求；
b．電廠計劃的運行循環(huán)周期；
c．對電廠安全的影響；
d．有效的人力使用；
e．電廠人員所受的放射性照射；
f．因試驗引起的設備性能退化。
6．5．1．2對于設備還應考慮：
a．制造廠的技術說明書或建議；
b．同類設備使用的歷史經(jīng)驗，例如：故障率數(shù)據(jù)(包括從可靠性數(shù)據(jù)庫獲得的資料)，運行前試驗，質(zhì)量資料；
c．設備質(zhì)量鑒定報告和分析；
d．故障數(shù)據(jù)：重要故障的模式、故障的機理、故障和修理的概率分布。這些分布是確定試驗間隔時間主要考慮的問題，它們用參數(shù)表征，例如：平均無故障時間(MTTF)、平均修復時間(MTTR)、故障概率和可變性(可從試驗結果獲得)、歷史數(shù)據(jù)和工程判斷力。
6．5．1．3系統(tǒng)或子系統(tǒng)試驗間隔時間還必須包括設計基準規(guī)定的試驗間隔時間，即與可用性目標聯(lián)系在起。
6．5．2試驗間隔時間的變更
為了確定所使用的試驗間隔時間能否保證設備有效運行，必須定期評價試驗間隔時間對所涉及的設備性能的影響，評價時必須考慮：
a．設備性能史、實際的故障率以及故障率的可能明顯增加：
b．與故障相關的校正行動；
c．在同類電廠或環(huán)境、或兩者中設備的性能；
d．與設備有關的電廠設計的變更；
e．故障率重大變化的探測。
試驗間隔時間可以改變，以適應電廠運行方式，但要證明這樣的改變對被試驗設備的預期性能無有害影響。不運行的或者已脫扣的系統(tǒng)或設備在再次投入運行以前必須進行試驗。若試驗間隔時間作了變更，還必須遵守6.5．1條的要求。
6.6程序的格式和文件
程序的格式和文件必須遵守HAF04053章或等效文件的規(guī)定。
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