NB/Z 20250-2013
基本信息
标准号： NB/Z 20250-2013
中文名称：核电厂安全重要仪表和控制系统的更新改造决策指南
标准类别：能源标准(NB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
下载格式：.zip .pdf
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
NB/Z 20250-2013.Guidance for the decision on modernization for instrumentation and control system important to safety in nuclear power plants.
1范围
NB/Z 20250性技术文件为核电厂进行仪表和控制(I&C)系统全部或部分更新改造的决策制定和筹备提供指导，内容包括:
一I&C系统更新改造的动因;
一I&C 系统不同更新改造方案的主要取舍考虑:
一制定 I&C长期策略的技术性和经济性原则;
一技术可 行性研究需要关注的主要方面。
本指导性技术文件适用于核电厂I&C系统全部或部分的更新或改造，重点关注反应堆安全性能的提高和人机接口的改进，不规定I&C系统的设计要求。
2规范性引用文件
下列是本文件应用必不可少的文件。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
EJ/T529用于核电厂安全重要系统数字计算机(EJ/T 529- 1990， IEC 60987:1989, eqv)
EJ/T 1143核电厂控制室设计功能分 析与分配(EJ/T 1143-2002, -IEC 61839:2000, MOD)
GB/T 11684 核仪器电磁环境条件与试验方法(GB/T 1 1684-2003, IEC 61000系列，NEQ)
3术语和定义
3.1可用性availability
如获得所需的外部资源，某物项在规定条件下在规定时刻或规定时段内执行其规定功能的能力。注:某物项的可用性取决于该物项的可靠性、可维护性和维护保障性等综合因素的影响。
1范围
NB/Z 20250性技术文件为核电厂进行仪表和控制(I&C)系统全部或部分更新改造的决策制定和筹备提供指导，内容包括:
一I&C系统更新改造的动因;
一I&C 系统不同更新改造方案的主要取舍考虑:
一制定 I&C长期策略的技术性和经济性原则;
一技术可 行性研究需要关注的主要方面。
本指导性技术文件适用于核电厂I&C系统全部或部分的更新或改造，重点关注反应堆安全性能的提高和人机接口的改进，不规定I&C系统的设计要求。
2规范性引用文件
下列是本文件应用必不可少的文件。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
EJ/T529用于核电厂安全重要系统数字计算机(EJ/T 529- 1990， IEC 60987:1989, eqv)
EJ/T 1143核电厂控制室设计功能分 析与分配(EJ/T 1143-2002, -IEC 61839:2000, MOD)
GB/T 11684 核仪器电磁环境条件与试验方法(GB/T 1 1684-2003, IEC 61000系列，NEQ)
3术语和定义
3.1可用性availability
如获得所需的外部资源，某物项在规定条件下在规定时刻或规定时段内执行其规定功能的能力。注:某物项的可用性取决于该物项的可靠性、可维护性和维护保障性等综合因素的影响。
标准图片预览
标准内容
ICS27.120.20
备案号：41481-2013
中华人民共和国能源行业标准
NB/Z20250-2013
核电厂安全重要仪表和控制系统的更新改造决策指南
Guidance for the decision on modernization for instrumentation and controlsystemimportantto safetyinnuclearpowerplants2013-06-08发布
国家能源局
2013-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
5更新改造动因
5.1总则.
5.2经济性动因
5.3安全性动因。
5.4更新改造动因总结报告
更新改造决策.
更新改造I&C生命周期。
6.2I&C长期策略
6.3可行性研究。
系统招标规格书和采购.
更新改造的考虑事项
技术考患.
经济考虑。
法规和标准.
企业政策和设计标准
更新改造要求。
I&C系统可靠性
风险与收益研究.
安全分级.，
设备鉴定要求
软件鉴定要求.
物理约束.
设备可用性(交付与支持)
纵深防御与多样性分析
对火灾和水灾的隔离和防护
不确定度和设定值计算
响应时间分析
测试规程。
NB/Z20250—2013
NB/Z20250—2013
文档管理
核电厂技术文件更新
培训和员工资质
项目组织
配置管理
与其他现有系统的接口
标准化
更新改造的实施
目标结构。
8.3升级步骤次序
参考文献
本指导性技术文件按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。NB/Z20250—2013
本指导性技术文件使用重新起草法修改采用IEC/TR62096:2009《核电厂安全重要仪表和控制现代化改造决策指南》。
本指导性技术文件与IEC/TR62096:2009相比存在文本结构的调整，主要体现在第3章中，由于删除了3.9的条款，因此原来的3.10和3.11调整为3.9和3.10。本指导性技术文件与IEC/TR62096:2009的技术性差异及其原因如下：删除了图1及相关描述以满足我国标准的编写要求：关于规范性引用文件，本指导性技术文件做了具有技术性差异的调整，以适应我国的标准编写要求和技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下：o
用修改采用国际标准的EJ/T1143代替了EC61839（见第7章）：用等同采用国际标准的NB/T20026代替了IEC61513（见6.4.2）：用等同采用国际标准的NB/T20027代替了IEC62241（见7.14）：用修改采用国际标准的NB/T20054代替了IEC60880（见6.4.2）：用修改采用国际标准的NB/T20060代替了IEC60709（见第6章和第7章）：用修改采用国际标准的NB/T20072代替了61888（见7.17）：增加引用了EJ/T529（见6.4.2）：增加引用了GB/T11684（见6.4.2）：增加引用了GB/12727（见6.4.2）：增加引用了GB/T13625（见6.4.2）：删除了对IEC60050-191:1990,IEC60300-3-3:2004,IAEA-TECDOC-1066:1999,IAEA:2007的引用；
一删除了“3.9核安全”的术语及其定义，以满足我国标准的编写要求。本指导性技术文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：-EJ/T529用于核电厂安全重要系统数字计算机（EJ/T529—1990,IEC60987:1989eqv）EJ/7992006核电厂安全系统仪表触发整定值的确定和保持（IEC61888:2002，EQV）EJ/1143—2002核电厂控制室设计功能分析与分配（IEC61839:2000,MOD）核仪器电磁环境条件与试验方法(GB/T11684一2003EC61000系列NEQ）GB/T11684
核电厂安全系统电气设备质量鉴定（GB/T12727-2002，IEC60780，MOD）HGB/T12727
核电厂安全系统电气设备抗震鉴定（GB/T13625—1992IEC60980:1989，eqv)GB/T13625
NB/T20026—2010核电厂安全重要仪表和控制系统总体要求（EC61513:2001,IDT）-NB/T200272010核电厂主控制室的报警功能与显示（IEC62241:2004，IDT）NB/T200542011核电厂安全重要仪表和控制系统执行A类功能的计算机软件（IEC60880:2006，MOD)
本指导性技术文件由能源行业核电标准化技术委员会提出。本指导性技术文件由核工业标准化研究所归口。本指导性技术文件起草单位：中广核工程有限公司、深圳中广核工程设计有限公司、中国核动力研究设计院。
-iiikAoNiKAca
NB/Z202502013
本指导性技术文件主要起草人：孙永滨、谷鹏飞、江辉、张建波、田亚杰、张继伟、李爽IV
HiiKAoNiKAca
NB/Z20250-2013Www.bzxZ.net
核电厂安全重要仪表和控制系统的更新改造决策指南1范围
本指导性技术文件为核电厂进行仪表和控制（I&C）系统全部或部分更新改造的决策制定和筹备提供指导，内容包括：
-I&C系统更新改造的动因：
—I&C系统不同更新改造方案的主要取舍考患：一制定I&C长期策略的技术性和经济性原则：技术可行性研究需要关注的主要方面。本指导性技术文件适用于核电厂I&C系统全部或部分的更新或改造，重点关注反应堆安全性能的提高和人机接口的改进，不规定I&C系统的设计要求。2规范性引用文件
下列是本文件应用必不可少的文件。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。EJ/T529用于核电厂安全重要系统数字计算机（EJ/T529—1990，IEC60987:1989,eqV）EJ/1143核电厂控制室设计功能分析与分配（EJT1143一2002，IEC61839:2000,MOD）GB/T11684核仪器电磁环境条件与试验方法（GB/T11684一2003，IEC61000系列，NEQ）GB/T12727核电厂安全系统电气设备质量鉴定（GB/T12727-2002,IEC60780，MOD）GB/13625核电厂安全系统电气设备抗震鉴定（GB/T13625一1992,IEC60980:1989,eqv)NB/T20027
核电厂主控制室的报警功能与显示（NB/T20027一2010，IEC62241:2004，IDT）NB/T20054核电厂安全重要仪表和控制系统执行A类功能的计算机软件（NB/T20054一2011IEC60880:2006MOD)
NB/T20060核电厂安全重要仪表和控制系统隔离准则（NB20060—2012，IEC60709:2004，MOD)
NB/T20072村
核电厂安全系统仪表触发整定值的确定和保持（NB/T20072一2012，IEC61888:2002，MOD)
IEC60964:2009核电厂控制室设计（Nuclearpowerplants-Controlroom-Design）IAEA-TECDOC1147:2000核电厂仪控设备的老化管理（ManagementofagingofI&Cequipmentinnuclearpowerplants（onlyavailableinEnglish）)3术语和定义
可用性availability
如获得所需的外部资源，某物项在规定条件下在规定时刻或规定时段内执行其规定功能的能力。注：某物项的可用性取决于该物项的可靠性、可维护性和维护保障性等综合因素的影响。HiiKAoNiKAca
NB/Z202502013
配置管理 configuration management确定并记录设施的结构、系统和部件（包括计算机系统和软件）的特性，并确保对这些特性进行的变更得到了恰当的描述，评价、核准、发布、执行、验证、记录并纳入该设施文档的过程。3.3
人机接口humanmachineinterface操作人员与电站的I&C系统和计算机系统间进行信息交互的界面，包括显示器、控制器和操纵员支持系统接口。
I&C系统I&Csystem
基于电气，电子，可编程电子技术的系统，执行I&C功能及与系统自身运行有关的服务和监测功能注：该术语用作包括系统所有部件（例如内部电源、传感器、其他输入设备、数据总线和其他通讯链路、驱动器接口和其他输出设各）的总称。系统内的不同功能可以使用专用资源，也可以使用共享资源。3.5
生命周期lifeeycle
从产品的概念阶段开始至其废弃所历经的时段。3.6
生命周期费用lifecyclecost
产品在其整个生命周期中的累积费用。3.7
可维护性maintainability
对在规定使用条件下的物项，在规定的维护条件下，使用规定的程序和资源，在规定的时间内能够完成规定的有效维护活动的概率。3.8
更新改造modernization
采用新系统或新部件对原有系统或其部件进行更新或改造。更新是指不改变原有系统要求而进行的设备替换：改造是指增加功能要求或提高性能要求而进行的升级注1：替换和更新的含义相近，这两个术语可互换使用，可用于单个部件乃至完整的I&C系统。注2：升级和改造的含义相近，这两个术语可互换使用，可用于单个部件乃至完整的I&C系统。3.9
要求requirements
文件内容中关于应满足的准则的表述，如果要求依据该文件执行，则不允许与此有任何偏差。[ISO/IEC导则第2部分，2004，3.12.1]注：要求分为以下几种：
a）安全要求，由核安全监管部门依据核电厂在其寿期内对公众、社会和环境的影响强制规定的要求：b）功能和性能要求，功能要求规定系统对特定的信号或条件所必须执行的响应动作：性能要求规定系统的特性，如响应时间、精度等：
c）运行要求，业主对电厂运行容量和运行能力提出的强制要求：d）核电厂设计要求，为满足核电厂安全要求和运行要求而对核电厂总体设计提出的技术要求：e）系统设计要求，为满足核电厂设计要求而对构成整个核电厂的各个系统提出的设计要求f）设备要求，为满足系统设计要求而对各个设备提出的要求。3.10
技术规格书 specification
iiiKAoNiKAca
NB/Z20250—2013
以完整、准确、可验证的方式对系统或部件的要求、设计、性能及其他特性作出规定的文件。通带，该文件还规定相应的规程以确定这些条款是否得到满足。4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CAD：计算机辅助设计（ComputerAidedDesign）CDF：堆芯损坏概率（CoreDamageFrequency）CMF：共模故障（CommonModeFailure）DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem）或数字化控制系统（DigitalControlSystem）EMC：电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility）EMl：电磁干扰（ElectromagneticInterference）FAT：工厂验收试验（FactoryAcceptanceTests）HMI：人机接口（HumanMachineInterface）VO：输入/输出（Input/Output）I&C：仪表和控制（Instrumentation&Control）LOCA：丧失冷却剂事故（LossOfCoolantAccident）PAM：事故后监测（PostAccidentMonitoring）PLC：可编程逻辑控制器（ProgramableLogicController）PSA：概率安全评价（ProbabilisticSafetyAssessment）SAT：现场验收试验（SiteAcceptanceTests）SCC：电站控制计算机（StationControlComputer）V&V：验证与确认（Verfication&Validation）VDU：视频显示装置（VisualDisplayUnit）3D：纵深防御与多样性（Defence-in-DepthandDiversity）5更新改造动因
5.1总则
更新改造的动因主要出于经济性和安全性两个方面的好处考患。用更先进的设备替代原有I&C设备，通常可增加系统的功能和改进系统的性能，但多数情况下，进行设备升级的主要原因是由于旧设备存在问题而不是出于新设备可带来的收益。5.2经济性动因
5.2.1概述
优化经济收益宜采用生命周期成本法，不仅要考患降低成本，而且要考患增加产出。5.2.2降低成本
可以在以下方面降低成本：
运行费用：通过更新改造可提高效率，来节省燃料、降低能耗、节约耗材或减少人力需求，从a)
而可以降低运行费用：
iiiKAoNiKAca
NB/Z20250—2013
b）维护费用：通过更新改造可延长维护周期和（或）缩短维修时间和减少维护工作量，从而可以降低维护费用：可提高设备可靠性，从而可以减少维修费用，并降低备品备件库存：也可以通过更新改造使用统一的系统平台，达到减少设备种类，从而降低备品备件库存的目的。在某些情况下，多重允余设计可以充许在正常运行期间进行预防性维修：c）管理费用：通过更新改造改进信息的收集、处理、存储和显示方式，可以降低管理费用。在考忠成本降低时，应采用生命周期成本法，侧重于使系统在其预期生命周期内的总费用最小化。比如说，选择昂贵的、但高可靠性的设备实现更新改造，可能会增加购置成本，但可以降低长期的维持费用，整个生命周期内的费用有可能是最低的。5.2.3增加收益
可以在以下方面增加收益：
a）提高发电功率，通过更新改造改进监测和保护系统，可以提供更可信的核电厂状态，从而可以在不降低核电厂安全水平的前提下，减小安全裕度，提高输出功率：提高可用性，通过更新改造缩短因维修、定期维护和装料所需的停堆时间，降低误停堆发生概b)
率，可以提高电厂利用率，这可以通过提高系统的可靠性和稳定性、采用具有自检、自诊断和自校准能力的*智能”系统，以及借助人机接口（HMI）和I&C功能来改善操纵员支持等方式来实现：对陈旧设备进行升级改造，可以降低因缺乏备品备件而造成停堆时间延长的可能性：延长核电厂寿期，如果核电厂运行可延长超过其计划的经济寿期，收益不再被资本支出抵扣，c)
赢利会是相当可观的：当设备或系统预计的剩余寿命不足以支持计划的核电厂延寿时，有必要更新改造这些设备或部件。
5.2.4引起经济性动因的因素
为提高经济性而进行的更新改造可能是由以下一个或多个因素引起的：技术淘汰：一种产品到了生命周期的末期，将出现设备技术淘汰的问题：如果制造商不再生产a）
设备的某个物项，则其提供的服务水平会降低，备件及消耗品将无法供应或变得异常昂贵：电子元器件的生命周期只有儿年，因此电子元器件也有技术淘汰的问题：技术淘然的初期影响是维护和维修时间和费用的增加，最终设备将因缺少备件而不可用：b）人才缺乏：与技术淘汰相关的一个问题是具有适当技能的维修人员减少，由于技术教育和培训课程往往集中在数字技术方面，新培养出的人员不具备维修模拟电路的能力：e
设备老化：电子元器件和电子部件老化会造成噪声，漂移、响应时间、EMI敏感度等恶化的问题，总的说来会导致可靠性降低：因老化造成性能降低的因素包括：氧化或腐蚀等化学效应，将导致连接器、开关和焊点的接触电阻加大：D
电解电容干枯：
因表面污染（特别是对于高压设备）使绝缘性能下降：含有机材料的电缆或其他部件因暴露在高温、辐射、氧气等环境下而老化（如脆化）：4）
磨损、咬死和弹簧张力丧失等机械效应，会最终导致开关、连接器、继电器等机械装置5)
失效。
d）兼容性问题：有时因其他设备的变更，而有必要对I&C设备进行升级，兼容性问题的实例如：因反应堆或工艺设备变更，引起对I&C的要求有了变化；D
2）因其他I&C设备变更，采用了新的接口方式或新的接口协议。e）运行问题：因运行要求的变化，如由“基本负荷”变为“负荷跟踪”，可能必须对I&C进行改造。5.3安全性动因
NB/Z202502013
为满足法规要求，有时可能需要对I&C进行改造，以提高安全性。这一类改造可能需要投入大量费用，却不会明显提高经济效益。然而，最终的决策仍然是一个经济性问题，电厂业主宜将I&C改造所投入的费用与电厂运行受到限制所造成的损失做出比较。为提高安全性而进行的改造可能是由以下一个或多个原因引起的：a)安全审查建议；
许可证要求的变更；
事故或（向安全监管部门）报告事件所暴露的缺陷：c
调试中所暴露的缺陷。
5.4更新改造动因总结报告
宜编制报告，对更新改造的各个方面进行归纳总结，以备在对未来的更新改造行动做决策时使用。在可能的情况下，报告应包括投资效益分析，其中对各个因素尽可能量化。编制报告时可根据第7章逐项考虑更新改造所应关注的各个重要方面。在对一项更新改造进行调查研究和规划时，宜遵循第6章描述的I&C生命周期。
6更新改造决策
6.1更新改造I&C生命周期
宜对I&C更新改造项目建立一个参考的生命周期，建议的生命周期如表1所示。这是一个关于更新改造I&C项目的完整生命周期，本指导性技术文件仅针对需要由电站业主开展具体活动的那些生命周期阶段，包括：
a）I&C长期策略（见6.2）：
可行性研究（见6.3）：
分系统招标规格书和采购（见6.4）。表1更新改造I&C生命周期各阶段I&C生命周期各阶段
更新改造的总体策略
1为满足电厂运行需要的I&C长期策略2可行性研究
相关行动、结果和计划
I&C系统现状评估
更新/改造的优先优先次序
预算限制条件
不同的更新改造方案
A.总体可行性研究
电厂有关的先决条件和目标：
取证：
初步预算费用：
实施策略：
I&C架构：
更新改造的实施步骤。
NB/Z202502013
2可行性研究
表1更新改造I&C生命周期各阶段（续）B
技术可行性研究
分系统更新改造阶段
原系统工文件的评估：
基本需求规格书：
功能分配：
HMI的功能和任务分析：
数据搜集和设计目标。
相关行动
更新改造I&C总体说明书
3I&C分系统或整个I&C的招标规格书及采购4I&C分系统说明书
5系统实现
I&C分系统详细设计
制造和系统集成
6工厂验收试验（FAT）
7分系统安装和调试
8培训和合同文件
9现场验收试验(SAT)和电厂调试10运行和维护
11退役
6.2I&C长期策略
6.2.1概述
需求规格书
供应商投标书
与供应商签订供货合同
经确认的说明书和计划，包括：系统确认（FAT和SAT）说明书和计划系统运行和维护说明书和计划
人员培训说明书和计划
详细的制造和安装文件
运行和维护手册
系统测试准备就绪
系统发货准备就绪
工厂验收试验（FAT）报告
核电厂有关的各阶段
开始编制系统状态报告
提供所有合同文件
系统运行准备就绪
现场验收试验(SAT)报告
持续编制系统状态报告
定期试验报告
模拟机升级
操纵员培训
退役计划
更新策略
系统处置
I&C长期策略确保为电厂运行所需的所有I&C功能的长期维护做好规划。电厂业主的总体策略、目标，财务情况和经营计划将影响更新改造的规划。这些策略因素将影响具体的初步评估工作，并确定了具体的可行性研究工作的目标。初步评估宜适当地确认这些因素。6.2.2I&C系统现状和未来要求的初步评估6
NB/Z20250——2013
宜对更新改造的可能性进行初步评估。评估中宜包括需要进行更新改造的基本理由，更新改造的目标、预期对运行、安全和效率的主要影响、预期的收益和预算费用。进行评估所需要的输入资料可从各个I&C系统的长期运行和维护历史中得出，包括：a）失效记录提供特定的失效模式，特定的故障等级和定量的失效率的详细资料：I&C故障及其对发电的潜在影响的经验：b)
维护和修理工作的年度人-时记录及备品备件和替代配件的年度采购记录共同形成成本基线，c)
同时也记录了过时备作的采购、过时C系统的故障修理难度不断上开的趋势电厂人员和供货商对现有I&C系统处置能力的衰退。d
综合考虑上述情况，并结合电厂进一步运行的计划，构成了确定I&C系统的改造范用，以及不同I&C系统改造的优先次序的依据。
此外，应考思到，如果是安全或安全有关的I&C系统发生故障，即使这些故并未直接或间接导致安全威或危害，核安全监管部门也要求电厂业主提供专项报告。应对I&C进行与当前的安全要求和预计未来的安全要求符合性的评审。对于未来的安全要求，宜由高层机构做出战略性的或规划性的决策。这些安全要求和对本电厂或同类堆型相似电厂的安全审评结论应作为初步评估的输入。
宜从提纵员的角度和运行管理的角度对&C的功能进行评估。在评估总结报告中宜对需要的改进做出说明。
因为任何一个更新改造项目的费用只有通过询价和投标过程才能适当地确定，并需要与项目的预算框架（由电厂经济状况确定）作比较，因此，从一开始就要认识到，对一定范围的更新改造做出明确决策需要一个反复的过程。
6.2.3I&C系统更新改造的优先次序对I&C系统的状态评估也给出了各个I&C系统更新或改造优先次序要考忠的第一因素。通常对考忠要进行更新改造的I&C系统按优先次序（即在未来几年哪些I&C系统“必须”、“宜”或“可以\进行更新或改造）进行分组，以此作为总体可行性研究的重要输入。这些&C系统的具体更新改造次序由技术可行性研究结果确定，技术可行性研究结果是！a）产生更新改造I&C系统安装、调试和运行的技术性计划：b）产生系统初步配置，使其能够满足电厂运行要求，并可以通过许可取证审评：c）使初步考患的系统或接口的费用降至最低。关于实施更新改造的必要性的更详细考虑在第7章描述，第8章具体描述更新改造次序的优化问题。6.2.4预算限制条件
I&C更新改造预算框架的确定可从以下方面考患：预期的电厂未来运行的时间范围：a
高优先级（\必须\系统）更新改造的I&C系统范围：b)
现有I&C系统的年维护费用。
6.2.5不同更新改造方案的评估
如果计划进行的更新改造不仅包括“必须”系统，也包括宜”系统或可以”系统，宜对这些系统更新改造的最低费用和由更新改造带来的额外收益综合考虑后做出决策。在前述评估的基础上，宜确定用于实现更新改造的不同I&C结构和技术的选择可能性，内容可能是I&C结构、平台结构、分布式系统或数字、模拟和继电器混合技术。7
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中华人民共和国能源行业标准
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核电厂安全重要仪表和控制系统的更新改造决策指南
Guidance for the decision on modernization for instrumentation and controlsystemimportantto safetyinnuclearpowerplants2013-06-08发布
国家能源局
2013-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
5更新改造动因
5.1总则.
5.2经济性动因
5.3安全性动因。
5.4更新改造动因总结报告
更新改造决策.
更新改造I&C生命周期。
6.2I&C长期策略
6.3可行性研究。
系统招标规格书和采购.
更新改造的考虑事项
技术考患.
经济考虑。
法规和标准.
企业政策和设计标准
更新改造要求。
I&C系统可靠性
风险与收益研究.
安全分级.，
设备鉴定要求
软件鉴定要求.
物理约束.
设备可用性(交付与支持)
纵深防御与多样性分析
对火灾和水灾的隔离和防护
不确定度和设定值计算
响应时间分析
测试规程。
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核电厂技术文件更新
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与其他现有系统的接口
标准化
更新改造的实施
目标结构。
8.3升级步骤次序
参考文献
本指导性技术文件按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。NB/Z20250—2013
本指导性技术文件使用重新起草法修改采用IEC/TR62096:2009《核电厂安全重要仪表和控制现代化改造决策指南》。
本指导性技术文件与IEC/TR62096:2009相比存在文本结构的调整，主要体现在第3章中，由于删除了3.9的条款，因此原来的3.10和3.11调整为3.9和3.10。本指导性技术文件与IEC/TR62096:2009的技术性差异及其原因如下：删除了图1及相关描述以满足我国标准的编写要求：关于规范性引用文件，本指导性技术文件做了具有技术性差异的调整，以适应我国的标准编写要求和技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下：o
用修改采用国际标准的EJ/T1143代替了EC61839（见第7章）：用等同采用国际标准的NB/T20026代替了IEC61513（见6.4.2）：用等同采用国际标准的NB/T20027代替了IEC62241（见7.14）：用修改采用国际标准的NB/T20054代替了IEC60880（见6.4.2）：用修改采用国际标准的NB/T20060代替了IEC60709（见第6章和第7章）：用修改采用国际标准的NB/T20072代替了61888（见7.17）：增加引用了EJ/T529（见6.4.2）：增加引用了GB/T11684（见6.4.2）：增加引用了GB/12727（见6.4.2）：增加引用了GB/T13625（见6.4.2）：删除了对IEC60050-191:1990,IEC60300-3-3:2004,IAEA-TECDOC-1066:1999,IAEA:2007的引用；
一删除了“3.9核安全”的术语及其定义，以满足我国标准的编写要求。本指导性技术文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：-EJ/T529用于核电厂安全重要系统数字计算机（EJ/T529—1990,IEC60987:1989eqv）EJ/7992006核电厂安全系统仪表触发整定值的确定和保持（IEC61888:2002，EQV）EJ/1143—2002核电厂控制室设计功能分析与分配（IEC61839:2000,MOD）核仪器电磁环境条件与试验方法(GB/T11684一2003EC61000系列NEQ）GB/T11684
核电厂安全系统电气设备质量鉴定（GB/T12727-2002，IEC60780，MOD）HGB/T12727
核电厂安全系统电气设备抗震鉴定（GB/T13625—1992IEC60980:1989，eqv)GB/T13625
NB/T20026—2010核电厂安全重要仪表和控制系统总体要求（EC61513:2001,IDT）-NB/T200272010核电厂主控制室的报警功能与显示（IEC62241:2004，IDT）NB/T200542011核电厂安全重要仪表和控制系统执行A类功能的计算机软件（IEC60880:2006，MOD)
本指导性技术文件由能源行业核电标准化技术委员会提出。本指导性技术文件由核工业标准化研究所归口。本指导性技术文件起草单位：中广核工程有限公司、深圳中广核工程设计有限公司、中国核动力研究设计院。
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NB/Z202502013
本指导性技术文件主要起草人：孙永滨、谷鹏飞、江辉、张建波、田亚杰、张继伟、李爽IV
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核电厂安全重要仪表和控制系统的更新改造决策指南1范围
本指导性技术文件为核电厂进行仪表和控制（I&C）系统全部或部分更新改造的决策制定和筹备提供指导，内容包括：
-I&C系统更新改造的动因：
—I&C系统不同更新改造方案的主要取舍考患：一制定I&C长期策略的技术性和经济性原则：技术可行性研究需要关注的主要方面。本指导性技术文件适用于核电厂I&C系统全部或部分的更新或改造，重点关注反应堆安全性能的提高和人机接口的改进，不规定I&C系统的设计要求。2规范性引用文件
下列是本文件应用必不可少的文件。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。EJ/T529用于核电厂安全重要系统数字计算机（EJ/T529—1990，IEC60987:1989,eqV）EJ/1143核电厂控制室设计功能分析与分配（EJT1143一2002，IEC61839:2000,MOD）GB/T11684核仪器电磁环境条件与试验方法（GB/T11684一2003，IEC61000系列，NEQ）GB/T12727核电厂安全系统电气设备质量鉴定（GB/T12727-2002,IEC60780，MOD）GB/13625核电厂安全系统电气设备抗震鉴定（GB/T13625一1992,IEC60980:1989,eqv)NB/T20027
核电厂主控制室的报警功能与显示（NB/T20027一2010，IEC62241:2004，IDT）NB/T20054核电厂安全重要仪表和控制系统执行A类功能的计算机软件（NB/T20054一2011IEC60880:2006MOD)
NB/T20060核电厂安全重要仪表和控制系统隔离准则（NB20060—2012，IEC60709:2004，MOD)
NB/T20072村
核电厂安全系统仪表触发整定值的确定和保持（NB/T20072一2012，IEC61888:2002，MOD)
IEC60964:2009核电厂控制室设计（Nuclearpowerplants-Controlroom-Design）IAEA-TECDOC1147:2000核电厂仪控设备的老化管理（ManagementofagingofI&Cequipmentinnuclearpowerplants（onlyavailableinEnglish）)3术语和定义
可用性availability
如获得所需的外部资源，某物项在规定条件下在规定时刻或规定时段内执行其规定功能的能力。注：某物项的可用性取决于该物项的可靠性、可维护性和维护保障性等综合因素的影响。HiiKAoNiKAca
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配置管理 configuration management确定并记录设施的结构、系统和部件（包括计算机系统和软件）的特性，并确保对这些特性进行的变更得到了恰当的描述，评价、核准、发布、执行、验证、记录并纳入该设施文档的过程。3.3
人机接口humanmachineinterface操作人员与电站的I&C系统和计算机系统间进行信息交互的界面，包括显示器、控制器和操纵员支持系统接口。
I&C系统I&Csystem
基于电气，电子，可编程电子技术的系统，执行I&C功能及与系统自身运行有关的服务和监测功能注：该术语用作包括系统所有部件（例如内部电源、传感器、其他输入设备、数据总线和其他通讯链路、驱动器接口和其他输出设各）的总称。系统内的不同功能可以使用专用资源，也可以使用共享资源。3.5
生命周期lifeeycle
从产品的概念阶段开始至其废弃所历经的时段。3.6
生命周期费用lifecyclecost
产品在其整个生命周期中的累积费用。3.7
可维护性maintainability
对在规定使用条件下的物项，在规定的维护条件下，使用规定的程序和资源，在规定的时间内能够完成规定的有效维护活动的概率。3.8
更新改造modernization
采用新系统或新部件对原有系统或其部件进行更新或改造。更新是指不改变原有系统要求而进行的设备替换：改造是指增加功能要求或提高性能要求而进行的升级注1：替换和更新的含义相近，这两个术语可互换使用，可用于单个部件乃至完整的I&C系统。注2：升级和改造的含义相近，这两个术语可互换使用，可用于单个部件乃至完整的I&C系统。3.9
要求requirements
文件内容中关于应满足的准则的表述，如果要求依据该文件执行，则不允许与此有任何偏差。[ISO/IEC导则第2部分，2004，3.12.1]注：要求分为以下几种：
a）安全要求，由核安全监管部门依据核电厂在其寿期内对公众、社会和环境的影响强制规定的要求：b）功能和性能要求，功能要求规定系统对特定的信号或条件所必须执行的响应动作：性能要求规定系统的特性，如响应时间、精度等：
c）运行要求，业主对电厂运行容量和运行能力提出的强制要求：d）核电厂设计要求，为满足核电厂安全要求和运行要求而对核电厂总体设计提出的技术要求：e）系统设计要求，为满足核电厂设计要求而对构成整个核电厂的各个系统提出的设计要求f）设备要求，为满足系统设计要求而对各个设备提出的要求。3.10
技术规格书 specification
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以完整、准确、可验证的方式对系统或部件的要求、设计、性能及其他特性作出规定的文件。通带，该文件还规定相应的规程以确定这些条款是否得到满足。4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CAD：计算机辅助设计（ComputerAidedDesign）CDF：堆芯损坏概率（CoreDamageFrequency）CMF：共模故障（CommonModeFailure）DCS：分布式控制系统（DistributedControlSystem）或数字化控制系统（DigitalControlSystem）EMC：电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility）EMl：电磁干扰（ElectromagneticInterference）FAT：工厂验收试验（FactoryAcceptanceTests）HMI：人机接口（HumanMachineInterface）VO：输入/输出（Input/Output）I&C：仪表和控制（Instrumentation&Control）LOCA：丧失冷却剂事故（LossOfCoolantAccident）PAM：事故后监测（PostAccidentMonitoring）PLC：可编程逻辑控制器（ProgramableLogicController）PSA：概率安全评价（ProbabilisticSafetyAssessment）SAT：现场验收试验（SiteAcceptanceTests）SCC：电站控制计算机（StationControlComputer）V&V：验证与确认（Verfication&Validation）VDU：视频显示装置（VisualDisplayUnit）3D：纵深防御与多样性（Defence-in-DepthandDiversity）5更新改造动因
5.1总则
更新改造的动因主要出于经济性和安全性两个方面的好处考患。用更先进的设备替代原有I&C设备，通常可增加系统的功能和改进系统的性能，但多数情况下，进行设备升级的主要原因是由于旧设备存在问题而不是出于新设备可带来的收益。5.2经济性动因
5.2.1概述
优化经济收益宜采用生命周期成本法，不仅要考患降低成本，而且要考患增加产出。5.2.2降低成本
可以在以下方面降低成本：
运行费用：通过更新改造可提高效率，来节省燃料、降低能耗、节约耗材或减少人力需求，从a)
而可以降低运行费用：
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b）维护费用：通过更新改造可延长维护周期和（或）缩短维修时间和减少维护工作量，从而可以降低维护费用：可提高设备可靠性，从而可以减少维修费用，并降低备品备件库存：也可以通过更新改造使用统一的系统平台，达到减少设备种类，从而降低备品备件库存的目的。在某些情况下，多重允余设计可以充许在正常运行期间进行预防性维修：c）管理费用：通过更新改造改进信息的收集、处理、存储和显示方式，可以降低管理费用。在考忠成本降低时，应采用生命周期成本法，侧重于使系统在其预期生命周期内的总费用最小化。比如说，选择昂贵的、但高可靠性的设备实现更新改造，可能会增加购置成本，但可以降低长期的维持费用，整个生命周期内的费用有可能是最低的。5.2.3增加收益
可以在以下方面增加收益：
a）提高发电功率，通过更新改造改进监测和保护系统，可以提供更可信的核电厂状态，从而可以在不降低核电厂安全水平的前提下，减小安全裕度，提高输出功率：提高可用性，通过更新改造缩短因维修、定期维护和装料所需的停堆时间，降低误停堆发生概b)
率，可以提高电厂利用率，这可以通过提高系统的可靠性和稳定性、采用具有自检、自诊断和自校准能力的*智能”系统，以及借助人机接口（HMI）和I&C功能来改善操纵员支持等方式来实现：对陈旧设备进行升级改造，可以降低因缺乏备品备件而造成停堆时间延长的可能性：延长核电厂寿期，如果核电厂运行可延长超过其计划的经济寿期，收益不再被资本支出抵扣，c)
赢利会是相当可观的：当设备或系统预计的剩余寿命不足以支持计划的核电厂延寿时，有必要更新改造这些设备或部件。
5.2.4引起经济性动因的因素
为提高经济性而进行的更新改造可能是由以下一个或多个因素引起的：技术淘汰：一种产品到了生命周期的末期，将出现设备技术淘汰的问题：如果制造商不再生产a）
设备的某个物项，则其提供的服务水平会降低，备件及消耗品将无法供应或变得异常昂贵：电子元器件的生命周期只有儿年，因此电子元器件也有技术淘汰的问题：技术淘然的初期影响是维护和维修时间和费用的增加，最终设备将因缺少备件而不可用：b）人才缺乏：与技术淘汰相关的一个问题是具有适当技能的维修人员减少，由于技术教育和培训课程往往集中在数字技术方面，新培养出的人员不具备维修模拟电路的能力：e
设备老化：电子元器件和电子部件老化会造成噪声，漂移、响应时间、EMI敏感度等恶化的问题，总的说来会导致可靠性降低：因老化造成性能降低的因素包括：氧化或腐蚀等化学效应，将导致连接器、开关和焊点的接触电阻加大：D
电解电容干枯：
因表面污染（特别是对于高压设备）使绝缘性能下降：含有机材料的电缆或其他部件因暴露在高温、辐射、氧气等环境下而老化（如脆化）：4）
磨损、咬死和弹簧张力丧失等机械效应，会最终导致开关、连接器、继电器等机械装置5)
失效。
d）兼容性问题：有时因其他设备的变更，而有必要对I&C设备进行升级，兼容性问题的实例如：因反应堆或工艺设备变更，引起对I&C的要求有了变化；D
2）因其他I&C设备变更，采用了新的接口方式或新的接口协议。e）运行问题：因运行要求的变化，如由“基本负荷”变为“负荷跟踪”，可能必须对I&C进行改造。5.3安全性动因
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为满足法规要求，有时可能需要对I&C进行改造，以提高安全性。这一类改造可能需要投入大量费用，却不会明显提高经济效益。然而，最终的决策仍然是一个经济性问题，电厂业主宜将I&C改造所投入的费用与电厂运行受到限制所造成的损失做出比较。为提高安全性而进行的改造可能是由以下一个或多个原因引起的：a)安全审查建议；
许可证要求的变更；
事故或（向安全监管部门）报告事件所暴露的缺陷：c
调试中所暴露的缺陷。
5.4更新改造动因总结报告
宜编制报告，对更新改造的各个方面进行归纳总结，以备在对未来的更新改造行动做决策时使用。在可能的情况下，报告应包括投资效益分析，其中对各个因素尽可能量化。编制报告时可根据第7章逐项考虑更新改造所应关注的各个重要方面。在对一项更新改造进行调查研究和规划时，宜遵循第6章描述的I&C生命周期。
6更新改造决策
6.1更新改造I&C生命周期
宜对I&C更新改造项目建立一个参考的生命周期，建议的生命周期如表1所示。这是一个关于更新改造I&C项目的完整生命周期，本指导性技术文件仅针对需要由电站业主开展具体活动的那些生命周期阶段，包括：
a）I&C长期策略（见6.2）：
可行性研究（见6.3）：
分系统招标规格书和采购（见6.4）。表1更新改造I&C生命周期各阶段I&C生命周期各阶段
更新改造的总体策略
1为满足电厂运行需要的I&C长期策略2可行性研究
相关行动、结果和计划
I&C系统现状评估
更新/改造的优先优先次序
预算限制条件
不同的更新改造方案
A.总体可行性研究
电厂有关的先决条件和目标：
取证：
初步预算费用：
实施策略：
I&C架构：
更新改造的实施步骤。
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2可行性研究
表1更新改造I&C生命周期各阶段（续）B
技术可行性研究
分系统更新改造阶段
原系统工文件的评估：
基本需求规格书：
功能分配：
HMI的功能和任务分析：
数据搜集和设计目标。
相关行动
更新改造I&C总体说明书
3I&C分系统或整个I&C的招标规格书及采购4I&C分系统说明书
5系统实现
I&C分系统详细设计
制造和系统集成
6工厂验收试验（FAT）
7分系统安装和调试
8培训和合同文件
9现场验收试验(SAT)和电厂调试10运行和维护
11退役
6.2I&C长期策略
6.2.1概述
需求规格书
供应商投标书
与供应商签订供货合同
经确认的说明书和计划，包括：系统确认（FAT和SAT）说明书和计划系统运行和维护说明书和计划
人员培训说明书和计划
详细的制造和安装文件
运行和维护手册
系统测试准备就绪
系统发货准备就绪
工厂验收试验（FAT）报告
核电厂有关的各阶段
开始编制系统状态报告
提供所有合同文件
系统运行准备就绪
现场验收试验(SAT)报告
持续编制系统状态报告
定期试验报告
模拟机升级
操纵员培训
退役计划
更新策略
系统处置
I&C长期策略确保为电厂运行所需的所有I&C功能的长期维护做好规划。电厂业主的总体策略、目标，财务情况和经营计划将影响更新改造的规划。这些策略因素将影响具体的初步评估工作，并确定了具体的可行性研究工作的目标。初步评估宜适当地确认这些因素。6.2.2I&C系统现状和未来要求的初步评估6
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宜对更新改造的可能性进行初步评估。评估中宜包括需要进行更新改造的基本理由，更新改造的目标、预期对运行、安全和效率的主要影响、预期的收益和预算费用。进行评估所需要的输入资料可从各个I&C系统的长期运行和维护历史中得出，包括：a）失效记录提供特定的失效模式，特定的故障等级和定量的失效率的详细资料：I&C故障及其对发电的潜在影响的经验：b)
维护和修理工作的年度人-时记录及备品备件和替代配件的年度采购记录共同形成成本基线，c)
同时也记录了过时备作的采购、过时C系统的故障修理难度不断上开的趋势电厂人员和供货商对现有I&C系统处置能力的衰退。d
综合考虑上述情况，并结合电厂进一步运行的计划，构成了确定I&C系统的改造范用，以及不同I&C系统改造的优先次序的依据。
此外，应考思到，如果是安全或安全有关的I&C系统发生故障，即使这些故并未直接或间接导致安全威或危害，核安全监管部门也要求电厂业主提供专项报告。应对I&C进行与当前的安全要求和预计未来的安全要求符合性的评审。对于未来的安全要求，宜由高层机构做出战略性的或规划性的决策。这些安全要求和对本电厂或同类堆型相似电厂的安全审评结论应作为初步评估的输入。
宜从提纵员的角度和运行管理的角度对&C的功能进行评估。在评估总结报告中宜对需要的改进做出说明。
因为任何一个更新改造项目的费用只有通过询价和投标过程才能适当地确定，并需要与项目的预算框架（由电厂经济状况确定）作比较，因此，从一开始就要认识到，对一定范围的更新改造做出明确决策需要一个反复的过程。
6.2.3I&C系统更新改造的优先次序对I&C系统的状态评估也给出了各个I&C系统更新或改造优先次序要考忠的第一因素。通常对考忠要进行更新改造的I&C系统按优先次序（即在未来几年哪些I&C系统“必须”、“宜”或“可以\进行更新或改造）进行分组，以此作为总体可行性研究的重要输入。这些&C系统的具体更新改造次序由技术可行性研究结果确定，技术可行性研究结果是！a）产生更新改造I&C系统安装、调试和运行的技术性计划：b）产生系统初步配置，使其能够满足电厂运行要求，并可以通过许可取证审评：c）使初步考患的系统或接口的费用降至最低。关于实施更新改造的必要性的更详细考虑在第7章描述，第8章具体描述更新改造次序的优化问题。6.2.4预算限制条件
I&C更新改造预算框架的确定可从以下方面考患：预期的电厂未来运行的时间范围：a
高优先级（\必须\系统）更新改造的I&C系统范围：b)
现有I&C系统的年维护费用。
6.2.5不同更新改造方案的评估
如果计划进行的更新改造不仅包括“必须”系统，也包括宜”系统或可以”系统，宜对这些系统更新改造的最低费用和由更新改造带来的额外收益综合考虑后做出决策。在前述评估的基础上，宜确定用于实现更新改造的不同I&C结构和技术的选择可能性，内容可能是I&C结构、平台结构、分布式系统或数字、模拟和继电器混合技术。7
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