引言
 
   “積極推進(jìn)核電建設(shè)”是我國電力發(fā)展的基本方針，“自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主建設(shè)、自主運(yùn)營”是我國核電發(fā)展的重大戰(zhàn)略目標(biāo)川。國家核電發(fā)展規(guī)劃為核電工程建設(shè)描繪了一幅宏偉的藍(lán)圖，我國核電現(xiàn)已進(jìn)入批量化和快速發(fā)展的階段。核電標(biāo)準(zhǔn)是人們?cè)诤穗姲l(fā)展歷程中對(duì)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，與我國工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)能力相適應(yīng)的核電標(biāo)準(zhǔn)體系則是我國核電自主化的具體體現(xiàn)。
 
   核電廠**重要儀表和控制系統(tǒng)是控制核電廠**運(yùn)行的神經(jīng)元，其標(biāo)準(zhǔn)體系是核電標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分。
 
一、我國核電發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)劃
 
1.1我國核電發(fā)展現(xiàn)狀
 
   一次能源的多元化是國家能源**戰(zhàn)略的重要保證。核電是一種**、清潔、可靠的能源。發(fā)展核電可以改善我國的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，保證能源的長期穩(wěn)定供應(yīng)，保障國家能源**和經(jīng)濟(jì)**。自1991年我國**座核電站―秦山一期并網(wǎng)發(fā)電以來，我國已有6座核電站共11臺(tái)機(jī)組(裝機(jī)容量達(dá)9.068x106萬kw)先后投人商業(yè)運(yùn)行，其中9臺(tái)機(jī)組的堆型為壓水堆，另外2臺(tái)機(jī)組的堆型為重水堆。我國已投人商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組情況如表1所示。
 

 
1.2我國核電發(fā)展規(guī)劃
 
    國務(wù)院于2007年11月初正式批復(fù)的 《 核電中長期發(fā)展規(guī)劃 》明確了我國核電發(fā)展的目標(biāo)。到2020年，核電運(yùn)行裝機(jī)容量爭取達(dá)到4000萬kw，占全部發(fā)電裝機(jī)容量的4％左右；核電年發(fā)電量達(dá)到2600-2800億kw時(shí)，占**總發(fā)電量的6％以上。同時(shí)，考慮到核電的后續(xù)發(fā)展，到2020年末，在建核電容量應(yīng)保持在1800萬kW左右。根據(jù)我國能源需求的實(shí)際情況和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，核電的發(fā)展目標(biāo)將做適當(dāng)上調(diào)。根據(jù)我國核電發(fā)展的規(guī)劃和總體部署，在今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)，積極發(fā)展核電將是我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化的主導(dǎo)思路之一。目前，我國已進(jìn)人批量化發(fā)展核電的階段。為統(tǒng)一和規(guī)范核電建設(shè)的相關(guān)工作，確保核電站各環(huán)節(jié)的**，提升我國相關(guān)工業(yè)的整體技術(shù)水平，迫切需要建立完整的、與我國工業(yè)體系和技術(shù)基礎(chǔ)相適應(yīng)并與國際接軌的核電標(biāo)準(zhǔn)體系。
 
二、我國核電標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
 
2.1核電標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程
 
   我國核電標(biāo)準(zhǔn)起步于20世紀(jì)80年代初期，在秦山一期、二期2個(gè)核電國產(chǎn)化工程項(xiàng)目以及后續(xù)的百萬千瓦級(jí)核電工程項(xiàng)目的推動(dòng)下，截至2008年，我國已編制440多項(xiàng)核電標(biāo)準(zhǔn)，其中20％為國家標(biāo)準(zhǔn)，80％為核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在這些標(biāo)準(zhǔn)中，絕大部分是與核島相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，而常規(guī)島和核電廠配套子項(xiàng)BoP(balanceofplant)方面主要采用常規(guī)電力標(biāo)準(zhǔn)以及其他一般工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)有的核電標(biāo)準(zhǔn)基本涵蓋(或涉及)了核電建設(shè)的各個(gè)方面，包括廠址選擇、建筑物設(shè)計(jì)施工、核電廠總體及系統(tǒng)設(shè)計(jì)、核電廠機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造、核電廠儀控電設(shè)備設(shè)計(jì)制造、輻射防護(hù)、核電廠消防/安裝/調(diào)試/在役檢查及應(yīng)急等。
 
2.2核電標(biāo)準(zhǔn)存在的問題
 
   雖然我國的核電標(biāo)準(zhǔn)化工作取得了一定的成績，并在核電自主化進(jìn)程中發(fā)揮了積極的作用，但由于過去較長時(shí)期內(nèi)核電建設(shè)在技術(shù)路線上有爭議、自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目不多，而引進(jìn)項(xiàng)目都是采用國外的標(biāo)準(zhǔn)，這給標(biāo)準(zhǔn)化工作帶來了很大的困難。為保證在建工程建設(shè)質(zhì)量，以往的核電標(biāo)準(zhǔn)工作全部采用“急用先編”的原則，由此導(dǎo)致了核電標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的不利狀況，如標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)缺乏統(tǒng)籌考慮、標(biāo)準(zhǔn)編制顯得零散、一些標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容出現(xiàn)交叉和重復(fù)、相關(guān)行業(yè)之間標(biāo)準(zhǔn)不太協(xié)調(diào)統(tǒng)一以及部分標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平滯后等。
 
2.3核電標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
 
   為了貫徹執(zhí)行“堅(jiān)持發(fā)展百萬千瓦級(jí)先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)路線”的核電發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)核電自主化建設(shè)進(jìn)程，在國家能源局的領(lǐng)導(dǎo)和組織下，由相關(guān)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的單位參與，分別對(duì)現(xiàn)行有效的440多項(xiàng)核電標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平、使用情況和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)性等方面進(jìn)行了分析研究，同時(shí)，跟蹤國際或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的更新，并結(jié)合我國十多年來在核電廠設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行方面積累的工程經(jīng)驗(yàn)，制定了《壓水堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)體系表 》(簡稱標(biāo)準(zhǔn)體系)。
 
   壓水堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)體系滿足二代改進(jìn)型壓水堆核電機(jī)組的需求，同時(shí)兼顧三代非能動(dòng)壓水堆核電機(jī)組的特殊要求。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系是核電廠的專用標(biāo)準(zhǔn)體系，它納人了對(duì)核電有特殊要求的標(biāo)準(zhǔn)，而適用于核電的常規(guī)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒有列人其中。圖1所示為壓水堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)體系框架結(jié)構(gòu)圖。
 

 
   由圖1可以看出，按照核電工程主要過程以及某些類標(biāo)準(zhǔn)的重要性，壓水堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)體系可分成通用和基礎(chǔ)(a)、核電前期工作(b)、工程設(shè)計(jì)(c)、設(shè)備(d)、建造(e)、調(diào)試(f)、運(yùn)行(g)和退役(h)8個(gè)領(lǐng)域(括號(hào)中的英文字母為體系代碼)。
 
三、核電廠**重要儀表和控制系統(tǒng)
 
3.1**重要儀表和控制系統(tǒng)概述
 
   核電廠**重要儀表和控制系統(tǒng)(簡稱儀控系統(tǒng))是指系統(tǒng)故障或誤動(dòng)作可能導(dǎo)致核電廠廠區(qū)人員或公眾經(jīng)受過量放射性照射以及防止預(yù)計(jì)運(yùn)行事件導(dǎo)致不可接受后果的儀控系統(tǒng)，包括**系統(tǒng)和**有關(guān)儀控系統(tǒng)。
 
   **系統(tǒng)是指**上重要的系統(tǒng)，它用于在任何工況下保證反應(yīng)堆**停堆、從堆芯排出余熱或限制預(yù)計(jì)運(yùn)行事件和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故后果；**有關(guān)儀控系統(tǒng)是指**上重要但不屬于**系統(tǒng)的儀控系統(tǒng)。
 
3.2核電廠**重要儀控系統(tǒng)功能
 
    核電廠**重要儀控系統(tǒng)涵蓋整個(gè)核島系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
 

 
   核電廠**重要儀控系統(tǒng)在核電廠正常運(yùn)行期間、預(yù)計(jì)運(yùn)行事件(事故)期間和(或)事故發(fā)生后需要實(shí)施其**重要功能，主要包括自動(dòng)保護(hù)、過程控制和自動(dòng)監(jiān)測功能。
 
   各功能具體說明如下：①自動(dòng)保護(hù)功能，即觸發(fā)反應(yīng)堆緊急停堆和啟動(dòng)專設(shè)**設(shè)施投入運(yùn)行；②過程控制功能，即將核電廠**重要變量維持在運(yùn)行限值內(nèi)；③自動(dòng)監(jiān)測功能，即對(duì)核電廠各種運(yùn)行工況下**重要系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)提供信息顯示、記錄和報(bào)警等功能，并對(duì)**重要系統(tǒng)在核電廠運(yùn)行期間的可運(yùn)行性實(shí)施監(jiān)督。
 
四、**重要儀控系統(tǒng)所需標(biāo)準(zhǔn)
 
   鑒于核電**重要儀控系統(tǒng)功能的多樣性和系統(tǒng)的復(fù)雜性，其設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行涉及系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和安裝、設(shè)備維護(hù)等一系列**相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
 
   在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，所需的標(biāo)準(zhǔn)有**重要儀控變量的確定及其相應(yīng)系統(tǒng)的配置、**重要儀控功能的分類(涵蓋技術(shù)要求和質(zhì)保要求)、功能系統(tǒng)(通道)的可靠性和可運(yùn)行性設(shè)計(jì)、主控制室的綜合設(shè)計(jì)、信息的處理和傳輸以及人因工程的應(yīng)用；在設(shè)備制造和安裝方面，所需的標(biāo)準(zhǔn)有(具有核電特殊要求的)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、鑒定以及系統(tǒng)的集成、安裝和調(diào)試；在設(shè)備維護(hù)方面，所需的標(biāo)準(zhǔn)主要有設(shè)備的定期監(jiān)督試驗(yàn)與檢查、老化管理和維修。
 
五、標(biāo)準(zhǔn)編制策略
 
   積極采用國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)或國外適用標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國已有的核電工程經(jīng)驗(yàn)編制適用于我國核電自主化建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)是核電廠**重要儀控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)編制的基本策略。國際上可供采用的核電廠**重要儀控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)主要有國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC標(biāo)準(zhǔn))和美國國家標(biāo)準(zhǔn)(如IEEE標(biāo)準(zhǔn)、ANS標(biāo)準(zhǔn)和ISA標(biāo)準(zhǔn)等)，另外還有一部分是其他國家標(biāo)準(zhǔn)，如聯(lián)邦德國標(biāo)準(zhǔn)(KTA)、法國電氣設(shè)備建造規(guī)則(RCC-E)等。我國現(xiàn)行的核電廠**重要儀控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)(包括國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))基本上由上述國際標(biāo)準(zhǔn)或國外標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化而來。下面僅對(duì)3個(gè)比較重要的核電廠**重要儀控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系展開分析。
 
5.1國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC標(biāo)準(zhǔn))
 
   自20世紀(jì)90年代以來，國際電工委員會(huì)(IEC)的分技術(shù)委員會(huì)SC45A依據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)的**標(biāo)準(zhǔn)IAEANS-R-1-2000《核電廠**設(shè)計(jì)要求 》 、IAEANS-G-1.3-2002《核電廠**重要儀表和控制系統(tǒng)》和IAEA50-C/SG-Q-2001《核電廠**質(zhì)量保證 》，結(jié)合核電廠**重要儀控系統(tǒng)**采用數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展方向，修制訂了一批標(biāo)準(zhǔn)，初步建立了壓水堆核電廠**重要儀控系統(tǒng)的新標(biāo)準(zhǔn)體系。
 
5.1.1標(biāo)準(zhǔn)體系的適用性
 
    IEC新標(biāo)準(zhǔn)體系適用于常規(guī)模擬量儀控系統(tǒng)、全數(shù)字化儀控系統(tǒng)或由模擬和數(shù)字集成的儀控系統(tǒng)。
 
   IEC標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平反映了當(dāng)今國際上核電工程建造的先進(jìn)水平，符合我國壓水堆核電廠工程建造的實(shí)際情況。
 
5.1.2標(biāo)準(zhǔn)體系范圍
 
   標(biāo)準(zhǔn)體系包括根據(jù)縱深防御**原理確定的核電廠**層次的所有**重要儀控系統(tǒng)(包括動(dòng)力源供給系統(tǒng))在設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行方面及**相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了核功率(中子注量率)監(jiān)控、工藝過程和設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控、輻射監(jiān)測這三大領(lǐng)域的**重要儀控系統(tǒng)。
 
5.1.3標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)
 
    IEC新標(biāo)準(zhǔn)體系分成以下4個(gè)層次。**層次(頂層)標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61513 2001核電廠**重要儀表和控制系統(tǒng)基本要求》。頂層標(biāo)準(zhǔn)**規(guī)定了**重要儀表和控制系統(tǒng)在核電工程整個(gè)壽期內(nèi)(包括設(shè)計(jì)階段、建造階段和運(yùn)行期間)各項(xiàng)活動(dòng)中的**準(zhǔn)則，為儀控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。該層標(biāo)準(zhǔn)的一些基本要求將由**層次的標(biāo)準(zhǔn)加以補(bǔ)充或直接相互引用。
 
   **層次標(biāo)準(zhǔn)包括核電廠**重要儀表和控制功能的確定及分類、系統(tǒng)的可靠性和可用性設(shè)計(jì)、功能通道和設(shè)備的設(shè)計(jì)、信息處理和傳輸、主控制室的設(shè)計(jì)以及設(shè)備鑒定等方面的標(biāo)準(zhǔn)。
 
   第三層次標(biāo)準(zhǔn)是有關(guān)設(shè)備(設(shè)計(jì)、制造和鑒定)、技術(shù)方法(如核電廠可靠性故障樹分析法)和一些特定活動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)。這一層次的標(biāo)準(zhǔn)與頂層標(biāo)準(zhǔn)沒有直接關(guān)聯(lián)，但根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容特征，它可與**層次的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)。
 
    第四層次“標(biāo)準(zhǔn)”僅是一些技術(shù)文件，不作為標(biāo)準(zhǔn)，但與上述三個(gè)層次的標(biāo)準(zhǔn)編制或修訂相關(guān)。
 
5.2美國國家標(biāo)準(zhǔn)
 
   美國是核電之母，有關(guān)核電標(biāo)準(zhǔn)是以聯(lián)邦法規(guī)(ROCFR)和管理導(dǎo)則(R.G)為依據(jù)，各技術(shù)學(xué)會(huì)(如電氣和電子工程學(xué)會(huì)IEEE、核學(xué)會(huì)ANS、儀表和自動(dòng)化學(xué)會(huì)ISA)編制本專業(yè)范圍的“行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)研究院認(rèn)可為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，美國核電標(biāo)準(zhǔn)體系是由各學(xué)會(huì)編制的標(biāo)準(zhǔn)集成的。
 
    IEEE 核**有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系是以IEEE 6O3《核電廠**系統(tǒng)準(zhǔn)則 》、IEEE308《核電廠IE級(jí)電力系統(tǒng)準(zhǔn)則》和IEEE323《核電廠lE級(jí)設(shè)備鑒定》為基本標(biāo)準(zhǔn)，連同其他相關(guān)子標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成滿足核電廠**準(zhǔn)則的**級(jí)電氣系統(tǒng)和設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)體系。三哩島事故發(fā)生后，IEEE將事故監(jiān)測儀表準(zhǔn)則、**系統(tǒng)可靠性分析、人因工程在**系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行中的應(yīng)用等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)充實(shí)到核電廠**系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系。隨著數(shù)字化儀控技術(shù)廣泛應(yīng)用于**系統(tǒng)，IEEE標(biāo)準(zhǔn)已做了相應(yīng)修訂。
 
    IEEE標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)美國核電工程的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及大量的研究、試驗(yàn)成果進(jìn)行編制和修訂的
 
   它反映了美國的工業(yè)水平和核電工程建造水平。基于美國國情，IEEE標(biāo)準(zhǔn)有準(zhǔn)則類、導(dǎo)則類和實(shí)施方法類3種類型。IEEE現(xiàn)行核電標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)已轉(zhuǎn)化成我國的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
 
5.3法國國家標(biāo)準(zhǔn)
 
    RCC-E《核島電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則》是法國依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC核電專用標(biāo)準(zhǔn)和IEC常規(guī)工業(yè)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn))、法國標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合法國核電工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編制的一套電氣設(shè)備和系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、建造方面的“技術(shù)規(guī)則”，用于核島系統(tǒng)**級(jí)電氣系統(tǒng)和設(shè)備(包括儀表、控制和供電系統(tǒng))的設(shè)計(jì)和建造。RCC-E給出了**級(jí)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造的“綱要”和必須遵守IEC或法國某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，它是在消化核島電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和建造標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上總結(jié)出的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和建造“要點(diǎn)”。
 
5.4采標(biāo)策略
 
   基于對(duì)上述國際或國外核電標(biāo)準(zhǔn)體系的研究和分析，并結(jié)合我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的修制訂情況，確定我國核電廠**重要儀控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)采用國際或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)(簡稱采標(biāo))的策略為：以國際標(biāo)準(zhǔn)(IEC標(biāo)準(zhǔn))為主，輔以IEEE標(biāo)準(zhǔn)、ISA標(biāo)準(zhǔn)和RCC-E。
 
六、標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)
 
   依據(jù)核電廠**重要儀控系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，在分析和研究國外標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)核電工程所累積的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的需求，將儀控系統(tǒng)所需標(biāo)準(zhǔn)分成4個(gè)層次：①**層次，有關(guān)核電廠**重要儀表和控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行各階段如何滿足核電廠設(shè)計(jì)**要求的標(biāo)準(zhǔn)，是儀控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系中的頂層標(biāo)準(zhǔn)；②**層次，有關(guān)**重要儀控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面的標(biāo)準(zhǔn)，是頂層標(biāo)準(zhǔn)中**要求的細(xì)化；③第三層次，與頂層標(biāo)準(zhǔn)不直接相關(guān)，但基于該層次標(biāo)準(zhǔn)自身的特點(diǎn)，可與**層次的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)或相協(xié)調(diào)；④第四層次，有關(guān)設(shè)備鑒定、安裝和維修規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)。
 
    國家能源局于2009年11月發(fā)布了((壓水堆核電廠標(biāo)準(zhǔn)體系 》，共計(jì)680項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。**重要儀表和控制系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)170項(xiàng)，其中現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)39項(xiàng)、正在修制訂的標(biāo)準(zhǔn)巧項(xiàng)、待修訂的標(biāo)準(zhǔn)46項(xiàng)、待制定的標(biāo)準(zhǔn)70項(xiàng)。
 
七、結(jié)束語
 
   核電廠**重要儀控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系以滿足二代改進(jìn)型核電機(jī)組的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行所需標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，是一種開放式的體系，需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)維護(hù)。隨著我國核電儀控技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著三代核電機(jī)組的國產(chǎn)化和模塊化建造的進(jìn)行，核電儀控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系將得到不斷的調(diào)整和完善。