診斷與決策技能的介紹及其運(yùn)用

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2107-5640-2756

摘? 要：核電站系統(tǒng)的復(fù)雜性要求電站操作人員必須掌握一套系統(tǒng)的診斷技術(shù)知識(shí)和技能，以應(yīng)對(duì)和處理各種復(fù)雜的異常工況，只有這樣才能保證核電廠持續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文將從診斷與決策的含義、重要性、使用方法等方面全面介紹診斷與決策技能，并利用多年的模擬機(jī)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以電站除氧器液位異常為例，重點(diǎn)闡述操縱員在電站系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)利用這一技能進(jìn)行處理的方法。這種處理問(wèn)題的思路和方法能夠?qū)Σ僮魅藛T初始培訓(xùn)中診斷和決策技能的提升起到一定的指導(dǎo)和借鑒作用，同時(shí)也能為機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)類似問(wèn)題后操作人員的處理提供具有價(jià)值的參考意義。

關(guān)鍵詞：診斷與決策? 監(jiān)視? 判讀? 干預(yù)? 除氧器? 控制閥

中圖分類號(hào)：TM623? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2021）06（b）-0013-04

The Introduction and Application of Diagnostic and Action skill

Lu Xiuxiang

（CNNP Nuclear Power Operations Management Co.， Ltd.，? Jiaxing， Zhejiang Province， 314300? China）

Abstract： The complexity of nuclear power plant system requires that power plant operators must master a set of systematic diagnostic technical knowledge and skills to deal with and handle various complex abnormal conditions. Only in this way can we ensure the continuous， safe and stable operation of nuclear power plant. This paper will comprehensively introduce the diagnosis and decision-making skills from the meaning， importance and application methods of diagnosis and decision-making， and use many years of simulator teaching experience to take the abnormal liquid level of deaerator in power station as an example， focusing on the method for operators to use this technology to deal with the abnormal system of power station. This idea and method of dealing with problems can not only guide and reference the improvement of diagnosis and decision-making skills in the initial training of operators， but also provide valuable reference for operators to deal with similar problems in the process of unit operation.

Key Words： Diagnose and decision-making; Monitor; Determine; Intervene; Deaerator; Control valve

1? 診斷與決策的含義及其重要性

1.1 診斷與決策的含義

診斷就是分析故障/事件引發(fā)的原因和特性，診斷是對(duì)分析結(jié)果的描述。通過(guò)使用自我檢查的方式發(fā)現(xiàn)異常，并利用所掌握的知識(shí)對(duì)異常情況進(jìn)行診斷，診斷的最終結(jié)果是對(duì)異常狀況的解釋和定義。有時(shí)由于規(guī)程自身的局限性，操作人員還必須對(duì)規(guī)程中未作描述的事件或工況進(jìn)行診斷[1]。

1.2 診斷與決策的重要性

診斷和決策的目的在于考查學(xué)員發(fā)現(xiàn)異常工況、獨(dú)立診斷故障、選用相關(guān)運(yùn)行規(guī)程的能力，以及在沒(méi)有相關(guān)規(guī)程時(shí)能夠決定或建議合適的操作路徑的能力。操作人員經(jīng)常需要利用監(jiān)控技巧、專業(yè)技術(shù)知識(shí)和規(guī)程完成這項(xiàng)活動(dòng)。另外，一個(gè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)化的診斷方式，將技術(shù)知識(shí)與技能有機(jī)結(jié)合的能力對(duì)其持續(xù)順利的操作也是非常有必要的。在診斷練習(xí)中培養(yǎng)或提高的知識(shí)和技能可以大大提高運(yùn)行人員處理各類故障和異常的熟練度，以便更高效地執(zhí)行正常或瞬態(tài)工況下的運(yùn)行操作。診斷培訓(xùn)的目的是培養(yǎng)并提高學(xué)員在監(jiān)控、解釋故障發(fā)生原因和干預(yù)方面的基本技巧。如果沒(méi)有基本的診斷技巧，那么操作人員可能并不能有效地處理故障和異常[2]。

2? 診斷與決策的基本技能

2.1 診斷與決策的基礎(chǔ)

診斷與決策技能屬于操作人員在處理電站事件或事故的基本方法，然而作為一名操作人員，必須滿足以下基本要求，才能更好地使用該項(xiàng)技能準(zhǔn)確迅速地判斷和處理電站的異常工況，才能盡早將電廠置于一個(gè)安全穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.1.1 嚴(yán)密的監(jiān)視

機(jī)組出現(xiàn)任何異常時(shí)，操作人員首先必須對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)是否異常，還應(yīng)全面檢查電站出現(xiàn)的任何報(bào)警信息，因?yàn)橹匾獔?bào)警信息往往能夠輔助操作人員盡快診斷出問(wèn)題的癥結(jié)所在。

2.1.2 知識(shí)

操作人員必須具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和系統(tǒng)知識(shí)，并且對(duì)電廠的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)間的相互影響做到了如指掌，只有這樣才能在出現(xiàn)異常時(shí)保持沉著冷靜，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地診斷出機(jī)組的異常，并采取相應(yīng)的處理措施。

2.1.3 技能

熟練的操作技巧，可以讓操作人員在診斷異常時(shí)更加自信，也可以使整個(gè)故障處理過(guò)程更加及時(shí)和順暢。了解當(dāng)前機(jī)組的工況、設(shè)備或系統(tǒng)的狀態(tài)，以各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的正常范圍，發(fā)現(xiàn)異常后能夠預(yù)示該參數(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，并且明確參數(shù)達(dá)到相應(yīng)定值后會(huì)出現(xiàn)的自動(dòng)動(dòng)作等，這些對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

2.1.4 經(jīng)驗(yàn)

經(jīng)驗(yàn)的積累需要操作人員平時(shí)工作過(guò)程中注意總結(jié)，還應(yīng)及時(shí)學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外事件的經(jīng)驗(yàn)反饋，并且從這些事件中吸取教訓(xùn)。

2.2 診斷與決策的方法及注意事項(xiàng)

2.2.1 診斷與決策的方法

診斷與決策技能的使用可以通過(guò)以下3個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（1）監(jiān)視。電站和系統(tǒng)的異常運(yùn)行工況往往通過(guò)電站報(bào)警或系統(tǒng)的某個(gè)運(yùn)行參數(shù)表現(xiàn)出來(lái)，因此密切關(guān)注電站各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和嚴(yán)密監(jiān)視電站報(bào)警，已經(jīng)成為電站操作人員必須具備的基本技能之一。同時(shí)，也只有對(duì)電站系統(tǒng)各個(gè)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)做全面的監(jiān)視，才能準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)系統(tǒng)的故障點(diǎn)進(jìn)行定位，才能第一時(shí)間做出正確的干預(yù)行動(dòng)，以避免系統(tǒng)狀態(tài)的進(jìn)一步惡化或是往更壞的方向發(fā)展。在監(jiān)測(cè)方面，要求操作人員具備如下的各項(xiàng)能力。

①能持續(xù)了解電廠工況和設(shè)備、系統(tǒng)狀態(tài)。

②能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備性能參數(shù)變化。

③能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備即將發(fā)生故障的跡象。

④能預(yù)測(cè)其他人不能正確完成工作或任務(wù)的后果。

⑤能不借助報(bào)警功能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備接近不安全工況。

⑥能識(shí)別運(yùn)行期間電廠參數(shù)的趨勢(shì)，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題預(yù)兆。

⑦能在各種操作情況下應(yīng)用電廠理論預(yù)測(cè)電廠響應(yīng)，并識(shí)別意外響應(yīng)。

⑧能發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)成員的操作錯(cuò)誤，并采取行動(dòng)減輕錯(cuò)誤影響。

（2）判讀。監(jiān)視活動(dòng)期間獲得的信息對(duì)控制室人員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。獲得信息后，操作人員必須對(duì)所獲得的信息加以分析和處理，從而確定電廠系統(tǒng)狀態(tài)和故障位置。控制室人員分析所獲信息的邏輯過(guò)程嚴(yán)重依賴其技術(shù)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和判讀技能。技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)學(xué)員可以通過(guò)自主學(xué)習(xí)和值班經(jīng)歷獲得并強(qiáng)化。但是判讀技能則需要通過(guò)模擬機(jī)培訓(xùn)來(lái)發(fā)展和強(qiáng)化，操作人員掌握了一套系統(tǒng)的判讀技能后，將能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電廠異常的潛在原因，并指出最可能的原因和程序路徑，通過(guò)此過(guò)程可找到問(wèn)題根源并加以解決。良好的判讀技能需要操作人員具備如下各種能力。

①能分析已有的信息，分辨電廠的各種問(wèn)題和情況。

②能采用位置、嚴(yán)重程度和趨勢(shì)情況精確描述問(wèn)題。

③能找出可用的信息資源幫助確定可能的原因。

④能分析潛在原因，確定最可能的原因。

⑤能綜合當(dāng)前的信息，修正判讀結(jié)果。

⑥能認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)成員在確定事件原因過(guò)程中的角色。

（3）干預(yù)。通過(guò)監(jiān)視掌握系統(tǒng)或電站的各項(xiàng)參數(shù)的變化情況，再根據(jù)這些參數(shù)評(píng)估和分析問(wèn)題所在，然而要想使電站和系統(tǒng)恢復(fù)到正常的運(yùn)行工況，則必須根據(jù)已經(jīng)做出的評(píng)估結(jié)果采取有效的響應(yīng)行動(dòng)。因此，一旦操作人員發(fā)現(xiàn)電廠問(wèn)題并確定最可能的原因，則應(yīng)立即采取糾正行動(dòng)。實(shí)際操作中，操作人員應(yīng)按照事件發(fā)生的先后順序進(jìn)行干預(yù)，從而獲得有利的結(jié)果，并且操作人員在干預(yù)措施之前必須考慮干預(yù)動(dòng)作給系統(tǒng)帶來(lái)的所有可能的后果，只有充分考慮到了所有的這些后果，才能第一時(shí)間確定干預(yù)的措施是否有效或者至少不會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)面的影響，干預(yù)能力對(duì)于電站操作人員在所有工況下順利完成工作至關(guān)重要。在這一方面操作人員應(yīng)滿足以下要求。

①能根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)確定是否需要干預(yù)或者是否需要立即干預(yù)。

②若有多種干預(yù)措施可以選擇時(shí)，能準(zhǔn)確選取最優(yōu)的干預(yù)方式。

③能根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)參數(shù)的重要性確定干預(yù)行動(dòng)的的先后順序。

④能應(yīng)用診斷過(guò)程評(píng)估干預(yù)活動(dòng)的結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果第一時(shí)間確定干預(yù)行動(dòng)是否有效。

⑤與其他人員有效互動(dòng)，以選擇并實(shí)施正確的干預(yù)活動(dòng)。

2.2.2 注意事項(xiàng)

在診斷和決策過(guò)程中，除了使用以上的方法之外，還應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注如下問(wèn)題。

（1）及時(shí)調(diào)用可用的信息來(lái)源（包括人員和資料），以幫助查找可能系統(tǒng)故障的原因。

（2）分析可能的原因時(shí)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)視的結(jié)果確定可能性最大的原因。

（3）多個(gè)事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，決策行動(dòng)前應(yīng)根據(jù)重要性判斷優(yōu)先級(jí)。

（4）根據(jù)已往的經(jīng)驗(yàn)和其他信息，思考可能性，但是不要條件反射式的假定或胡亂猜測(cè)。

（5）不要自我合理化，應(yīng)該多問(wèn)自己：還有可能是什么別的原因。

3? 診斷和決策技能在除氧器液位下降工況當(dāng)中的運(yùn)用

3.1 除氧器液位下降的原因分析

如圖1所示，除氧器在電站整個(gè)二回路凝結(jié)水和主給水系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，再加上其本身液位控制較為復(fù)雜，故實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中引起除氧器液位下降的原因有很多[3]，如主凝泵再循環(huán)閥異常開(kāi)啟、除氧器液位控制閥異常關(guān)閉、高加到除氧器的疏水閥故障關(guān)閉、主凝泵出口至除氧器上水閥之間管線漏水。

3.2 診斷和決策技能在除氧器液位下降工況當(dāng)中的運(yùn)用

主凝結(jié)水泵有一條至凝汽器的最小流量循環(huán)管道，確保凝泵運(yùn)行期間有一個(gè)最小的安全流量通過(guò)泵和軸封冷卻器，保護(hù)泵的安全運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，假若再循環(huán)閥意外開(kāi)啟，則凝結(jié)水泵出口的部分水將無(wú)法送往除氧器，最終導(dǎo)致除氧器液位下降。以主凝泵再循環(huán)閥異常開(kāi)啟的故障來(lái)說(shuō)明操作人員應(yīng)如何使用診斷和決策三步法處理這一異常，以進(jìn)一步提高操作人員的診斷和決策技能[4]。

3.2.1 監(jiān)視

密切地監(jiān)視電站各個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)已經(jīng)成為操作人員基本功之一，要求操作人員既要在正常運(yùn)行期間對(duì)電站重要參數(shù)保持持續(xù)密切的監(jiān)視和跟蹤，在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生異常時(shí)，更是要必須立即全面檢查和監(jiān)視與該系統(tǒng)相關(guān)的所有參數(shù)。

除氧器的液位是整個(gè)電站二回路熱阱裝量的重要參數(shù)，作為操作人員，要求運(yùn)行期間密切監(jiān)視除氧器的液位。當(dāng)凝泵再循環(huán)閥異常開(kāi)啟時(shí)，由于凝泵出口部分流量直接通過(guò)再循環(huán)管線回到凝汽器，故除氧器上水流量就會(huì)減少，從而導(dǎo)致除氧器液位下降。當(dāng)發(fā)現(xiàn)液位下降后，在不明白原因的情況下，操作人員應(yīng)盡量多收集一切與該液位相關(guān)的參數(shù)是否存在異常，比如除氧器上水流量、凝泵出口流量、凝泵出口壓力、凝汽器的液位、高加疏水到除氧器的流量等。只有收集齊了這些參數(shù)并結(jié)合所掌握的系統(tǒng)知識(shí)，才能準(zhǔn)確地診斷出故障點(diǎn)所在的位置，為及時(shí)采取正確的措施打好基礎(chǔ)[5]。

3.2.2 判讀

有了全面的監(jiān)視作為基礎(chǔ)，掌握了多個(gè)運(yùn)行參數(shù)的變化情況，就可以將這些參數(shù)聯(lián)系起來(lái)一起分析和判斷到底故障點(diǎn)發(fā)生在哪里。此例中凝結(jié)水泵再循環(huán)閥開(kāi)啟，勢(shì)必引起除氧器上水流量下降、凝泵出口總流量明顯大于除氧器上水流量（由于分流的效果），而此時(shí)由于除氧器液位同步下降，除氧器上水閥開(kāi)度也會(huì)增加，導(dǎo)致凝結(jié)水泵出口總流量增加，必然會(huì)導(dǎo)致主凝泵出口壓力下降，另外由于一部分凝結(jié)水從再循環(huán)閥管線返回凝汽器，故此時(shí)凝汽器的液位也會(huì)上升，通過(guò)以上參數(shù)的對(duì)比和診斷，就可以判斷除氧器液位的下降是由于主凝泵再循環(huán)閥異常開(kāi)啟導(dǎo)致的。同時(shí)可以排除另外3個(gè)原因：（1）除氧器液位控制閥異常關(guān)閉（若僅僅是控制閥異常，則除氧器上水流量和凝結(jié)水泵出口流量不會(huì)出現(xiàn)大的偏差，并且由于凝泵出口堵塞，凝泵出口壓力也會(huì)上升）;（2）高加到除氧器的疏水閥故障關(guān)閉（若疏水閥關(guān)閉，則疏水流量會(huì)大幅下降）;（3）主凝泵 出口至除氧器上水閥之間管線漏水（若是出現(xiàn)管線漏水，則凝汽器液位會(huì)由于裝量損失而下降，而凝泵出口壓力也會(huì)下降）[]。

3.2.3 干預(yù)

診斷為凝泵再循環(huán)閥異常開(kāi)啟之后，操作人員必須根據(jù)診斷結(jié)果及時(shí)的采取必要的干預(yù)行動(dòng)。那么，干預(yù)的時(shí)間點(diǎn)是何時(shí)，采用何種方式干預(yù)，有多種干預(yù)方法的情況先使用哪種方法？這些問(wèn)題操作人員必須在采取行動(dòng)之前進(jìn)行認(rèn)真的分析和評(píng)價(jià)。對(duì)于主凝泵再循環(huán)閥開(kāi)的故障，顯然，設(shè)法關(guān)閉再循環(huán)閥、啟動(dòng)備用的凝結(jié)水泵這兩種方法均能夠緩解和消除該故障對(duì)系統(tǒng)的影響。并且通過(guò)結(jié)合上圖可知，關(guān)閉再循環(huán)閥顯然是最優(yōu)的干預(yù)方法，如果能在控制室迅速的將故障的閥門(mén)關(guān)閉，則除氧器液位很快就會(huì)得到緩解。但如果故障閥門(mén)不能第一時(shí)間關(guān)閉，就必須考慮第二種干預(yù)方式，因?yàn)橥ㄟ^(guò)再循環(huán)閥的流量比較大，再循環(huán)閥開(kāi)后運(yùn)行的凝泵出口壓力會(huì)快速下降，導(dǎo)致主凝泵過(guò)負(fù)荷跳泵，備用凝泵啟動(dòng)后也會(huì)跳泵。所以此時(shí)應(yīng)結(jié)合監(jiān)視到的凝泵出口壓力下降情況及時(shí)啟動(dòng)第二臺(tái)主凝泵，保持兩臺(tái)凝泵運(yùn)行。這樣做一方面可以防止一臺(tái)凝泵過(guò)負(fù)荷跳閘，另一方面使兩臺(tái)主凝泵啟動(dòng)后也可以盡快恢復(fù)除氧器的液位，當(dāng)除氧器液位逐漸回升至正常值以后，再隔離主凝泵再循環(huán)閥，然后停運(yùn)一臺(tái)主凝泵。需要注意的是，操作人員采取的干預(yù)行動(dòng)是基于操作人員對(duì)系統(tǒng)故障的初步診斷結(jié)果而做出的響應(yīng)，不能保證每一次的診斷都是準(zhǔn)確無(wú)誤，也不能保證操作人員采取的行動(dòng)措施都是行之有效的。因此在干預(yù)動(dòng)作完成之后，還應(yīng)密切監(jiān)視相應(yīng)參數(shù)的變化情況，若得不到緩解，則有可能是前期的診斷結(jié)果是錯(cuò)誤的，或者是采取的干預(yù)行動(dòng)無(wú)效，此時(shí)操作人員應(yīng)該重新全面檢查系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，再做綜合的診斷，并且根據(jù)新的診斷結(jié)果采取相應(yīng)的干預(yù)措施，直到電站參數(shù)不再惡化為止[-8]。

4? 結(jié)語(yǔ)

嚴(yán)密的監(jiān)視電站參數(shù)，準(zhǔn)確的診斷系統(tǒng)故障并及時(shí)采取切實(shí)可行的干預(yù)措施是操作人員培訓(xùn)過(guò)程中必須掌握的基本技能，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)操作人員應(yīng)第一時(shí)間從主控室對(duì)和此參數(shù)相關(guān)聯(lián)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行全面的檢查，并且綜合所有監(jiān)視到的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)故障做出盡量準(zhǔn)確的診斷，只有診斷結(jié)果無(wú)誤才能保證接下來(lái)的干預(yù)措施的正確性和有效性，如果僅僅依賴一個(gè)參數(shù)就對(duì)系統(tǒng)故障做出魯莽的診斷，那么采取的干預(yù)措施有可能對(duì)電站系統(tǒng)參數(shù)的惡化起不到任何作用，甚至可能加速電站系統(tǒng)參數(shù)的惡化速度，對(duì)電廠運(yùn)行帶來(lái)負(fù)面的影響。

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