2014 年，國務院先后頒布了《國務院關于加快發(fā)展生產(chǎn)性服務業(yè)促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整升級的指導意見》和《國務院關于加快科技服務業(yè)發(fā)展的若干意見》2 個文件，均對計量校準工作提出明確要求。在國務院重要文件精神和任務目標指導下，盡快制定出符合我國核電戰(zhàn)略發(fā)展形勢要求的計量工作發(fā)展規(guī)劃，為核電發(fā)展提供強有力的計量基礎支撐和技術保障，無疑對于核電在十四五期間快速健康地發(fā)展具有積極的意義。

       本文對核電廠計量管理存在的主要問題進行整理和分析，結(jié)合當前的應對措施和國家計量發(fā)展規(guī)劃，研究核電計量發(fā)展趨勢和方向，通過建立和持續(xù)推進核電計量體系，為核電發(fā)展提供全方位的計量基礎保障和技術支撐。

一、核電廠計量管理現(xiàn)存主要問題分析
       通過核電內(nèi)部計量組織，收集各類核電廠近幾年計量經(jīng)驗反饋典型案例共 236 例，歸納為外部證書驗證問題、測量過程問題、設備計量問題、人員技能等四大類問題，具體如圖1所示。

圖1 經(jīng)驗反饋信息匯總

1. 外部證書驗證發(fā)現(xiàn)典型問題歸納
◆ 計量校準項目 / 技術參數(shù)不符合核電特殊要求由于核電行業(yè)特殊性，某些設備的計量要求相較于市場同類型設備存在校準項目差異、校準參數(shù)要求不一致等情況。
◆ 計量證書偽造外部計量證書審核，發(fā)現(xiàn)送審計量校準證書的檢定規(guī)程與實物不符，校準項目缺失，檢定單位基本信息不完整等問題，查驗判定為偽造證書等。

2. 測量過程發(fā)現(xiàn)典型問題歸納
◆ 測量需求與計量特性不匹配
       現(xiàn)場人員沒有準確提出測量需求的意識。如，部分工作使用紅外測溫儀所測的現(xiàn)場實際溫度低于現(xiàn)行計量校準工作所選的最低計量校準點50℃的情況，對50℃以下測量結(jié)果的可靠性缺乏有效性評價。
◆ 特殊測量需求不能得到滿足針對一定特殊測量需求，沒有有效的測量手段和裝置，等。

3. 設備計量發(fā)現(xiàn)典型問題歸納：
◆ 專用設備計量無法溯源
       特殊參數(shù)外部機構存在無法溯源或溯源精度不足等情況。
◆ 定制計量器具的制造工藝水平不滿足核電要求
       關鍵部件和設備制造工藝缺乏計量控制。如，流量孔板的外徑、孔徑及厚度的設計實測數(shù)據(jù)與系統(tǒng)設計手冊不符。
◆ 特殊計量器具檢定周期不滿足核電要求
       部分計量器具應優(yōu)先滿足核電行業(yè)要求。例如：BOSS頭焊接現(xiàn)場所用接觸式測溫儀檢定周期為12月，不滿足RCCM規(guī)范要求。RCCM（2000）S7433要 求： 對設置電參數(shù)和檢驗焊接參數(shù)的測量儀進行校驗屬強制性要求，前后兩次校驗的間隔時間不得超過6個月等。

4. 人員技能發(fā)現(xiàn)典型問題歸納
◆ 缺乏計量基礎知識
       部分工作人員不清楚精度等級/ 不確定度等基礎知識含義，對計量器具分類管理與校準證書的使用存在知識缺陷。
◆ 操作技能不足
       部分工作人員對例如游標卡尺/力矩扳手等計量器具的讀數(shù)，操作順序，使用維護存在技能不足等問題，等。

二、典型案例分析及現(xiàn)有應對措施
       針對計量現(xiàn)存的主要問題，結(jié)合核電計量產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，在對進口設備管理、全溯源鏈構建、以及核電特殊計量器具的研制等方面進行計量管理提升。典型案例舉例如下：

1. 進口設備計量管理問題
       目前，核電廠對進口計量器具的管理均采用與國內(nèi)計量器具相同的管理模式，對其存在的差異性無完整有效的管控。以無損檢測設備為例，存在如下幾個問題：
◆ 計量標準
       部分進口設備采用歐標設計，計量項目與國標存在差異，計量校準項目 / 參數(shù)需結(jié)合實際工作確認。
◆ 計量機構檢測能力
       單個計量校準機構無法覆蓋所有探傷儀設備，計量校準機構之間的校準能力范圍區(qū)別較大。
◆ 產(chǎn)品種類
       產(chǎn)品類型眾多，涉及國標 /行標多種檢定規(guī)程和計量校準規(guī)范，多功能設備需計量確認。
針對進口設備采用歐標設計與國標計量校準項目沖突，外部校準參數(shù)和校準能力不一致等問題，成立無損檢測量值溯源專項組，對該領域的計量溯源性進行全面梳理，并制定具體行動措施，如圖 2 所示。

圖2 無損檢測設備溯源管理提升

       按照全溯源鏈管理思路，做好深入研究和標準化應用，解決設備量值溯源無序，計量驗證難等問題。本次專項工作對后續(xù)核電其他計量校準領域的量值溯源鏈的建立起到了良好的示范作用。

2. 制造工藝問題
       核電廠主給水流量控制系統(tǒng)（ARE）中使用孔板測量流量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)直接影響核電廠反應堆熱功率的計算。流量孔板的制造流程 / 標準工藝 / 檢測方法直接關系核電廠的安全性及經(jīng)濟性。目前，對流量孔板制造和檢測的現(xiàn)狀如下：
◆ 質(zhì)量控制
       孔板的生產(chǎn)制造已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，但生產(chǎn)的孔板質(zhì)量不穩(wěn)定，如圖 3 所示。

圖3 孔板檢測典型案例

◆ 標準要求
       孔板參照通用性標準規(guī)范，且要求較為寬泛，尚無法實現(xiàn)精準控制和測量實際流量值。
◆ 檢測方案
       安裝于在運機組的孔板需定期拆卸檢測，各家機構的檢測方案不同，造成檢測結(jié)果存在差異。
結(jié)合核電廠主給水流量控制系統(tǒng)的實際需求，對流量孔板的制造工藝進行量化、優(yōu)化和固化，最終實現(xiàn)工藝標準化，是保障核電廠測量數(shù)據(jù)準確可靠的有效手段。

       保障數(shù)據(jù)準確可靠，其關鍵技術包含制造和檢測兩個階段。在孔板的制造工藝環(huán)節(jié)中，對工件材質(zhì)、熱處理加工、機械加工等環(huán)節(jié)制定標準化流程，實現(xiàn)對標準參數(shù)固化。在檢測階段，對孔板尺寸、流量系數(shù)、變化趨勢跟蹤測試，比對標準參數(shù)，實現(xiàn)孔板最終功能準確可靠。如圖 4 所示。

圖4 標準控制流程

       隨著核電技術不斷向前發(fā)展，對計量校準技術的要求不僅僅局限于檢測領域。通過核電產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)相互協(xié)作，組織包括在工藝制造、計量測試、生產(chǎn)運營等領域開展技術交流，將計量測試嵌入到產(chǎn)品研發(fā)、制造、質(zhì)量提升、全過程工藝控制中，實現(xiàn)關鍵參數(shù)準確測量。

3. 特殊計量器具溯源問題
       隨著核電快速發(fā)展，設備國產(chǎn)化成為核電發(fā)展的重要一環(huán)。在二代機組改造，三代機組建設中大量的特殊設備需要計量溯源。例如：三代機組大尺寸螺紋千分尺校準難題。
反應堆壓力容器系統(tǒng)（PRV）的壓力容器筒體和頂蓋由52個螺栓來連接密封。主螺栓中徑尺寸設計尺寸為（205.244~205.404）mm，使用（200~225）mm 的螺紋千分尺進行測量。我國關于《 螺紋千分尺檢定規(guī)程》出版于2004年， 規(guī)程中適用范圍僅覆蓋了（0~200）mm。
面對規(guī)程無法覆蓋，外部計量機構無法有效溯源的局面，需要核電自身想辦法解決實際困難。經(jīng)過參考大量國內(nèi)外文獻，結(jié)合核電實際需要，自主研發(fā)設計一套大尺寸螺紋千分尺全自動計量校準系統(tǒng)，成功通過專家組評審，滿足溯源要求，填補了國內(nèi)關于螺紋千分尺超檢定規(guī)程范圍的校準方法空白。

三、核電計量工作重心
       核電廠計量工作必須圍繞核電中心工作開展，為核電的安全性、可靠性和經(jīng)濟性保駕護航。以下就核電計量的一些重點工作例舉分析。

1. 核電運營維護領域研究方向
◆ 核電放射性專項測試研究
       核島內(nèi)部是放射性環(huán)境條件，需要對設備系統(tǒng)狀態(tài)、環(huán)境輻射、人員輻照等進行控制，為了保證控制手段的有效性，同時降低輻照的影響，常規(guī)實驗室無法滿足需求，需要針對性的建設核電放射性專項測試技術。
◆ 核電特殊專用測試研究
       核電始終秉承安全第一、質(zhì)量第一、追求卓越的基本原則，核電特殊的計量和測量需求，包括參數(shù)要求、試驗要求、特殊儀器等，需要通過科研及創(chuàng)新解決核電自我需求。
◆ 重大設備系統(tǒng)測試研究
       核電廠常規(guī)運營壽期超過 40年，憑借后續(xù)技術能力的發(fā)展，壽期將會繼續(xù)延長，這對核電重大設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)提出了更高的要求， 需要通過計量測試或檢測手段來為其提供技術保障和支撐。
通過聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關單位，加強產(chǎn)業(yè)鏈相關計量測試技術研究，優(yōu)化核電廠重要試驗的技術方案，研制核電專項計量測試或計量校準裝置，解決產(chǎn)業(yè)難題。同時圍繞安全性、可靠性、經(jīng)濟性三個方面，實現(xiàn)核電產(chǎn)業(yè)與計量測試服務協(xié)同發(fā)展，推動核電計量技術創(chuàng)新，提升核電行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的能力。

2. 核電廠大修計量工作
       核電大修是集中體現(xiàn)維修技術水平的窗口，核電廠大修計量工作包括以下方面。
◆ 大修計量應急檢定
       大修期間 , 計量24h應急待命，對影響大修進度的關鍵計量工作，制定相關應急預案，建立應急計量校準能力，縮短大修工期，降本增效。積極響應現(xiàn)場重要設備試驗前后計量器具性能復核工作，保障大修進度。
◆ 大修計量監(jiān)督
       大修期間，對現(xiàn)場工作實施計量巡檢。監(jiān)督項目包含測量儀器使用、標識規(guī)范、性能保障、測量過程記錄等，提高了現(xiàn)場測量工作抗失效風險能力。同時實施承包商自帶計量器具申報制度，加強對承包商自帶計量器具的監(jiān)管力度，保障自帶計量器具性能可靠，預防計量、測量失效事件的發(fā)生，形成計量器具管理的有效閉環(huán)。
◆ 大修計量培訓
       針對新員工和首次參加大修的合作伙伴，開展《大修計量管理及常用計量器具的使用、維護》培訓。結(jié)合以往大修發(fā)生的計量相關異常情況，讓參培人員了解電站計量管理的相關規(guī)定，同時掌握常用計量器具的使用方法、注意事項及維護保養(yǎng)知識。在人員技能上，降低計量人因失誤概率，保障大修工作安全有效執(zhí)行。

四、核電計量體系研究、建設
       為了實現(xiàn)國家核電產(chǎn)業(yè)計量測試中心的目標與規(guī)劃，需要建立并持續(xù)推進核電計量體系，如圖5所示。該體系需要融入國家計量體系、核電發(fā)展戰(zhàn)略、致力于計量性頂層設計，兼顧計量技術、計量管理 / 監(jiān)督、計量培訓3個維度。

圖5 核電計量校準體系研究

       在計量校準技術方面，著重于核電關鍵參數(shù)測量，建立量值傳遞體系，對特殊計量器具進行專用設備研發(fā)，通過對核電計量標準化的研究，構建以計量前沿科研為主體、計量科研創(chuàng)新發(fā)展為手段、服務產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新為重點的檢學研相結(jié)合的計量技術創(chuàng)新體系。
       在計量管理/監(jiān)督方面，加強對核電重點計量器具的監(jiān)督，完善特殊計量器具的全溯源管理。加強核電關鍵參數(shù)的量傳溯源所需技術和方法研究，提升數(shù)據(jù)準確性，保障量值準確可靠。
       在計量培訓方面，加強核電計量文化建設，提升現(xiàn)場測量人員技術水平。加強人員計量管理意識，完善計量培訓授權制度，培養(yǎng)高層次核電計量領軍人才。

五、結(jié)束語 
       《計量發(fā)展規(guī)劃（2013-2020年）》為核電企業(yè)計量工作的發(fā)展指明了方向，而制訂出符合實際發(fā)展需求的核電計量發(fā)展規(guī)劃只能依靠自身的努力。本文對核電計量工作的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢做了一定程度的分析和探討，不夠全面、準確，希望引發(fā)更多的思考和重視，為計量校準工作的改進、提升并更好地服務于核電發(fā)展提供寶貴的意見、建議和支持。
來源：《產(chǎn)業(yè)計量?？?nbsp; 作者：蘇州熱工研究院有限公司（國家核電運營產(chǎn)業(yè)計量測試中心） 楊哲 曾維山