核电厂在役检查管理信息平台设计与实现

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【摘 要】核电厂役前/在役检查工作是保证核电厂设备、系统和构筑物安全运行的重要环节。该项工作的专业性强、涉及面广、责任重大。通过IT技术，建立一套核电厂在役检查管理信息化工作平台，实现役检资料、数据的电子化存储与查阅，规范核电厂的役检工作相关业务数据/流程，提高役检工作效率，降低役检成本。

【关键词】核电厂；在役检查；信息化；群堆化；HTML5；虚拟现实

0 前言

核电厂在役检查主要依据检验规范、检查大纲和检验程序等的要求，对核电厂的核安全设备、部件和焊缝实施以无损检测方法为基础的定期检验，旨在发现被检部位中产生的超过记录标准缺陷，确保核电厂设备、系统和构筑物的安全运行。

目前，国内核电厂在在役检查工作实施过程中，役检工作的管理总体上依赖于人工计划和控制，工作效率难有较大的提高，而且随着投运机组运行时间的增长，以及在建/筹建机组的投产，在役检查工作量和数据量将会急剧增加，旧的管理模式已经满足不了新的需求，进一步优化、改进和规范在役检查工作流程的管理，显得十分迫切和必要。而研究、开发和使用依托于信息化技术，对在役检查流程实施电子化管理则是解决这一问题的可行途径。

1 核电厂役检工作流程梳理

核电厂在役检查工作主要涉及到以下几个方面：与役检相关文件、资料的管理、检查计划制定、检查计划实施、检查结果分析、处理与归档以及日常管理等。一次完整的在役检查活动一般分为以下五个阶段进行：

（1）编制计划：以十年滚动计划为依据，编制年度检查计划；根据日常检修需要制定临时检修计划。

（2）检查计划准备：根据制定的检查计划准备工作包，整理各检查项目需要的工作票、图纸、检验规程、专用计划、质量计划等。

（3）检查计划实施：由检查计划实施方根据工作票展开现场检查，反馈各检验项目的执行情况，并根据反馈结果对后期的检查计划进行调整。

（4）检查结果数据整理存储：将换料大修的检查结果报告整理存储。

（5）显示/缺陷处理：若检查过程中发现超标显示/缺陷，则根据实际情况进行处理，编写QDR报告、NCR报告，并根据处理意见对后续检查计划进行调整。

2 平台结构设计及功能分析

由国内核电厂役检工作业务逻辑和业务数据特点可知，在役检查管理信息平台（以下简称“IMS”）至少应包括4个信息资料库。首先建立核电厂役检部件信息库，并在此基础上建立技术文件信息库、检查计划数据信息库、检查结果数据信息库。使核电厂役检工作的管理者、参与者可以方便快捷地制定检查计划、解读检查规范/标准、查询技术文件、管理检查结果数据，从而实现了核电厂役检工作的信息化。

2.1 系统软件架构

IMS平台采用SOA理念开发，针对核心役检业务对象进行模块化设计，基于MVC框架，完成配置型役检信息化平台搭建，实现多电厂、多机组（多堆型）的群堆化管理。依据具体电厂、机组实际业务特点，对核心业务模块基础数据进行手动配置，如图1所示，快速搭建目标电厂、机组的专用役检信息化管理平台。

IMS平台采用三层体系结构：Web服务，应用服务和数据库服务分层部署，采用负载均衡技术进行集群处理保证系统运行性能，实现上层功能和中层平台沟通、中层功能和底层功能的沟通，用户访问系统全部采用B/S结构管理方式，避免了客户端程序的安装维护等问题，系统各模块具有可重复利用性，整个系统具有较强的扩展性。在系统中增加页面、修改图形、重新组态时，无须用户编写程序代码就可以利用标准的组件、组态工具或生成工具来完成。

2.2 系统业务逻辑架构

以计划为核心，将“计划管理”的思想贯穿IMS平台开发始终。检查部件、检查规范/标准和在役检查大纲为本数据库的根本IMS平台的基础，通过检查规范标准和在役检查大纲来指导十年滚动计划的编制与升版，通过十年滚动计划自动生成年度计划，然后按照年度计划执行检查，录入检查结果，最后对检查结果的分析统计，并手动调节下一个年度计划。具体流程如图2示：

2.3 平台功能分析

以核电厂役检工作内容为基础，同时结合国内多家核电厂的役检业务特点，对核电厂在役检查基本工作流程进行了梳理。并在此基础上展开功能分析与设计。IMS平台由役检部件管理、技术文件管理、检查计划管理、检查结果管理、特殊部件管理、日常检验项目管理、大修管理、工器具&试块管理、检验人员管理、任务管理和系统维护十一个模块组成，同时考虑了与核电厂其他系统的接口关系。

2.3.1 役检部件管理模块

对核电厂在役检查活动中涉及到的设备、部件、最终被检部位/焊缝进行管理。根据核电厂业务系统、设备、部件、被检部位/焊缝的物理逻辑层次结构，构建一颗设备树，根据核电厂在役检查大纲各检验项目的划分规则构建一颗大纲树，通过这两种树结构，对设备/部件及其关系进科学的管理。

利用基于HTML5的图形技术将系统流程图、管道模拟图、等轴图与被检部件有机结合，实现在役检查图纸的便捷查阅：在图纸中快速的找到所需被检部位/焊缝或跳转到下一张相关图纸，同时通过图纸热点颜色的变化实时反映图中各受检部件的健康状态信息，并可即时获取图中任意受检部件的检查计划信息和历史检查结果信息，如图3所示。

通过虚拟现实技术，构建反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主泵及与主设备相连主管道的三维模型，模型包含主设备内部结构且针对每个受检部件/部位建立单体模型，采用GPU实例化、延迟着色技术降低内存需求，提升渲染性能，实现了三维模型在浏览器的流畅展现，建立各单体模型与被检部位/焊缝的关联关系。

2.3.2 z查计划管理模块

对核电厂的各种检查大纲、检查计划进行管理，包括各类十年计划、年度检查计划、临时检查计划。将各类计划信息数据化存储，并建立各类计划间的逻辑关系，进而实现年度检查计划的自动生成和手动调节，如图4所示，提高核电厂在役检查计划编制工作的效率与准确性。

为了提高计划数据的存取速度，将每个检验项目的计划信息以一个VARCHAR类型字段来存储，不同大修下的检查计划信息以“_”隔开，通过P、PF、F等字符来标记不同大修下各检验项目的状态。如图5所示。对计划数据的调整，后台均通过字符串操作来完成。

为保障计划数据的准确性和可追溯性，IMS平台建立了计划调整自动记录日志机制，当用舳允年滚动计划的数据进行调整后，系统会自动形成调整明细，调整明细以“A―>B”形式描述用户对某检验项目的调整过程。一条调整日志可包含多条调整明细，如图6所示。

2.3.3 检查结果管理模块

本模块实现对历次大修检查结果数据管理以及缺陷/显示的集中管理，在IMS平台中所有的检查结果数据均需与检查计划数据一一对应，从而保障从“计划―>结果―>计划”的闭环管理。

IMS平台中检查结果数据的管理包括两种模式，如图7所示。模式一：以汇总表形式对历次大修发现的缺陷/显示进行管理，汇总表与综合报告一一对应，每个汇总表中记录受检部件、检验时间、检验方法、综合报告编号、缺陷详细参数信息、不可达信息以及检验报告单页码，需查看缺陷/显示详细结果信息时可通过检验报告单页码查看对应的检验报告单页附件。该模式主要用于对早期检查结果数据的管理。模式二：以检验报告单形式对每个受检部件的结果进行管理，检验报告单与检查计划中的检验项目一一对应，针对不同的检验方法、受检对象设计不同的检验报告单模板，检验报告单中详细记录检验结果全部信息，包括：受检部件信息、检验技术条件信息、缺陷报告单信息、不可达信息等。该模式实现了检验报告单的在线编、审、批以及业主认可，主要用于新产生的检验结果数据的管理。

按上述两种模式录入的检查结果数据审批生效后，缺陷/显示记录会自动导入缺陷/显示集中管理模块。在该模块内可对缺陷/显示数据进行多角度、多方位统计、分析，如图8所示，详细记录每个缺陷/显示的处理过程信息，同时可根据需要对相应受检部件的检查计划频度进行调整。

IMS平台针对法规标准中验收条款，结合役检缺陷/显示分析、判定流程，设计各检验方法以及典型受检部件的检查结果自动分析算法，实现了缺陷/显示是否达记录阈值或超标，是否存在明显扩展的自动判断，提高了核电厂役检结果录入/分析的客观性、准确性。

3 结束语

本文在梳理、总结传统核电站在役检查管理工作内容和业务流程的基础上，提出了核电厂在役检查信息化管理平台建设方案，对平台的设计与实现进行了论述。该平台涵盖了核电厂在役检查活动涉及的业务数据，为核电厂在役检查领域群堆化管理提供了有效、完善的信息化工具，有效的解决了传统管理模式下的诸多问题，如：资料查阅不便、信息交换困难、数据处理工作量大出错率高等，提高了役检工作效率、优化了役检资源、降低了役检成本。后续可基于IMS平台可建立国内在役检查数据仓库/中心，为各核电厂、核设施提供数据智能分析、评定及辅助决策等高附加值服务，以便更好的为核电厂的在役检查工作服务。

【参考文献】

[1]聂勇.核电站在役检查现状和探讨[R].中国核学会核能动力学会二七年学术年会，2008.

[2]王春阳，张学粮.核电站在役检查大纲体系[R].全国电力企业信息化大会，2011.

[3]张学粮，范岩成，等.核电站在役检查信息化管理平台研究及应用[J].电信科学，2014，30（2）：160-164.

[4]周国正，颜安和，等.虚拟现实技术在核电站在役检查管理系统中的应用[J]. 应用科技，2013（3）：54-57.

[5]夏俊超，孙茂荣，等.核电站支吊架及阻尼器在役检查管理信息平台的设计与实现[J].计算机与现代化，2012（4）：119-122.