海南核電Risk-Informed體系的開發(fā)規(guī)劃

張雄王靜

（海南核電有限公司 海南昌江）

一、前言

核安全是核電企業(yè)的生命線，而利潤是核電企業(yè)的生存保障，離開了安全談利潤，核電企業(yè)無法生存；離開了利潤談安全，企業(yè)則失去了生存的意義。從工程技術角度來看，風險多被定義為特定事件發(fā)生頻率和事件后果大小的乘積，核電企業(yè)面臨客觀存在的各種風險，包括核安全風險、核燃料供應風險、核電運營風險、技術選擇風險、電價政策風險、電網(wǎng)規(guī)劃風險等。其中核安全風險因核的放射性本質(zhì)決定了核安全是核電企業(yè)的首要風險，即使發(fā)生的概率非常小，一旦發(fā)生將產(chǎn)生顛覆性的影響。

風險具有“屬人性”，既風險和人類的意識直接相關。而對于核電廠的風險而言，由于其具有核安全的屬性，為降低風險進行的投入一方面可以穩(wěn)定機組運行狀態(tài)，提高發(fā)電時間，避免不必要的停堆，另一方面會增加額外的安全成本，降低利潤。在機組日常運行過程中，為了確保設備的可靠性，降低風險，會進行定期試驗、預防性維修等活動，但是在試驗或維修的過程中，機組的安全性以及系統(tǒng)的安全性會降低。核電廠采取的降低風險的措施具有不確定性及兩面性，為提高安全與利潤，必須對核電廠進行風險管理。

二、Risk-Informed概述

核電廠的Risk-Informed是一個管理過程，包括對風險的定義、測量、評估和發(fā)展因應對風險的策略。目的是將可避免的風險、成本及損失最小化。理想的風險管理，事先已排定優(yōu)先次序，可以優(yōu)先處理引發(fā)最大損失及發(fā)生機率最高的事件，其次再處理風險相對較低的事件。實際狀況中，因為風險與發(fā)生機率通常不一致，所以難以決定處理順序。故須衡量兩者比重，做出最合適的決定；因為牽涉到機會成本（opportunity cost），風險管理同時也要面對如何運用有效資源的難題，把資源用于風險管理可能會減少運用在其他具有潛在收益活動的資源；理想的風險管理希望以最少的資源化解最大的危機。

1.核電廠風險對策研究

（1）避免。排除特定風險往往靠排除風險源，雖不可能排除所有風險，但特定的風險事件往往是可以排除的。

（2）減緩。減少風險發(fā)生的概率。

（3）吸納、接受一切后果。這種接受可以是積極的（如制定預防性計劃來防備風險事件的發(fā)生），也可以是消極的（如因設備或人因失誤導致的反應堆緊急停堆）。風險對策實施控制包括實施風險管理方案以便對風險事件做出回應。當事件發(fā)生時，需要重復進行風險識別，風險量化以及風險對策研究一整套基本措施。

2.核電廠風險管理原則

全面分析評估風險因素，制定有效的管理方案是風險管理工作的成敗的關鍵，它直接決定管理的效率和效果。因此，詳實、全面、有效成為方案的基本要求，其內(nèi)容應包括風險管理方案的制定原則和框架、風險管理的措施、風險管理的工作程序等。

（1）可行、適用、有效性原則。首先應針對已識別的風險源，制定具有可操作的管理措施，適用有效的管理措施能大大提高管理的效率和效果。

（2）經(jīng)濟、合理、先進性原則。管理方案涉及的多項工作和措施應力求管理成本的節(jié)約，管理信息流暢、方式簡捷、手段先進才能顯示出高超的風險管理水平。

（3）主動、及時、全過程原則。核電廠整個壽期分為前期準備階段（可行性研究階段、廠址選擇階段）、施工及保修階段、調(diào)試階段、生產(chǎn)運營期。對于風險管理，仍應遵循主動控制、事先控制的管理思想，根據(jù)不斷發(fā)展變化的環(huán)境條件和不斷出現(xiàn)的新情況、新問題，及時采取應對措施，調(diào)整管理方案，并將這一原則貫徹核電廠整個壽期，才能充分體現(xiàn)風險管理的特點和優(yōu)勢。

（4）綜合、系統(tǒng)、全方位原則。風險管理是一項系統(tǒng)性、綜合性極強的工作，風險產(chǎn)生的原因復雜，后果影響面廣，所需處理措施綜合性強，因此，要全面徹底的降低乃至消除風險因素的影響，必須采取綜合治理原則，科學分配風險責任，建立風險利益的共同體和項目全方位風險管理體系，才能將風險管理的工作落到實處。

3.采用概率安全分析方法（PSA）進行風險管理

隨著概率安全分析（PSA）的成熟與發(fā)展，建議結合確定論安全分析和PSA評價分析方法（Risk-Informed）的優(yōu)勢，對我廠進行風險管理。

Risk-Informed管理理念強調(diào)將確定論安全分析和PSA評價緊密結合，辯證的對事故風險加以分析研究，確定論安全分析是PSA的重要基礎和重要分析依據(jù)，PSA是對整個事故進程及事故后果、以及整個操縱員對事故干預過程的完整分析；在確定論的安全評價方法中，利用機理性程序研究核電站在故障工況下的物理過程。在做這種事故分析時，人們假定安全系統(tǒng)至多只會出現(xiàn)單一故障，而且在出現(xiàn)這種故障時，系統(tǒng)不會喪失其功能，即滿足所謂單一故障準則，在確定論事故分析所考慮的故障工況，或多或少有人為假設的因素，并不考慮該故障發(fā)生的概率有多大，也不分析故障出現(xiàn)后操縱人員干預所造成的后果。這種方法往往以多年實際應用的經(jīng)驗和一些保守的假設為基礎，而許多假設又不太符合客觀實際，因而得出的結果往往過于保守。而PSA則是一種系統(tǒng)的安全評價技術。對核電站這樣復雜的系統(tǒng)作系統(tǒng)的分析思考，以嚴格的數(shù)理邏輯推理和概率論為理論基礎，提供一種綜合的結構化的處理方法，找出可信的事故序列，評價相應的發(fā)生概率和描繪造成的后果。PSA不僅能確定從各種不同始發(fā)事件所造成的事故序列，它還能夠系統(tǒng)地和現(xiàn)實地確定該事故的發(fā)生頻率和事故造成的后果。將確定論安全分析方法和PSA評價緊密結合，整體構成Risk-Informed核安全管理理念為指導思想而進行風險評價的核心內(nèi)容及以此制定核安全管理決策的重要依據(jù)。

4.采用PSA方法管理風險的實例

以AP1000為例，通過PSA對設計進行平衡，將60%的核安全相關設備降為非安全相關設備，通過對系統(tǒng)設備可靠性的評估，撤消了電廠中部分系統(tǒng)配置，減少大量不必要的安全余量，PSA通過對核電廠的設備、人員、系統(tǒng)的可靠性進行定量分析，客觀的反應電廠安全性，對過于保守的設計進行優(yōu)化，對設計薄弱環(huán)節(jié)進行提升，從而提高電廠的安全性與經(jīng)濟性，目前PSA在核電界最為成功的應用有：

（1）技術規(guī)范。設備退防時限（AOT）延長和監(jiān)督試驗周期（STI）延長。AOT延長使設備在功率運行下進行在線維修稱為可能，能夠縮短大修工期，減少不必要的停堆。STI的延長使設備可避免過于頻繁的試驗帶來的損壞，提高設備可靠性并減輕電廠負擔。

（2）管道在役檢查。以往的在役檢查大綱是以確定論的應力分析為基礎制定的。而Risk-Inform的役檢大綱則是把PSA的結論和傳統(tǒng)工程分析的結論加以綜合考慮而制定的。后者可以降低管道在役檢查總量的60%～80%。從而降低人員劑量，役檢成本。同時還能提高電廠安全性。

（3）構筑物、系統(tǒng)和部件（SSC）的分級和處理。按照PSA給出的信息，用風險指引的方法，按照SSC的安全重要度對SSC進行分級。可以降低安全相關，但重要度低的SSC的要求。同時提高非安全相關，但重要度高的SSC的要求。使SSC分級和響應的管理更加科學合理。經(jīng)過這樣分級處理后，絕大多數(shù)電廠高重要度的SSC都會大幅度減少。從而減少相應的監(jiān)督、管理、試驗、維修、備件管理的要求。

根據(jù)EPRI提供的關于在役檢查的數(shù)據(jù)，基于PSA的在役檢查RI-ISI較原來的在役檢查模式SXI的成本由2 034 900美元下降至613 000美元，而人員的輻照劑量也由84.0 REM下降至8.1 REM，而另一方面，采用概率安全分析方法對相關活動進行分析評價優(yōu)化后，近10年來發(fā)生各級事件、事故的頻率大幅降低。由此可見，PSA工作不僅有可觀的經(jīng)濟效益，通過PSA分析，在提高安全性，為大修優(yōu)化、定期試驗優(yōu)化、物料管理等項目提供支持的同時，還能給電廠帶來諸如減少員工工作量、輻照劑量，提高維修、監(jiān)督、備件管理的針對性等的隱性收益。

三、海南核電Risk-Informed體系設計

海南核電1、2號機組Risk-Informed體系構架如圖1所示。

圖1 Risk-Informed體系構架

1.電廠生產(chǎn)活動

核電廠生產(chǎn)活動主要包括維持電廠正常運行所需的運行、維修操作，定期試驗，在役檢查和預防性維修等。每一項工作單獨來看，其目的都是為了保證核電廠的安全穩(wěn)定運行。但是從電廠全局來看，如果相關的活動不能統(tǒng)籌規(guī)劃，根據(jù)PSA分析，錯誤的維修，試驗組合甚至會提高核風險的概率。

2.風險模型

核電廠的風險模型源于PSA模型，而核電核廠的PSA模型分為一級PSA，二級PSA，三級PSA。電廠的主要生產(chǎn)活動均可通過功率運行一級PSA將進行分析，功率運行一級PSA通過始發(fā)事件分析（ IE）、事件序列分析（ AS）、成功準則分析（ SC）、系統(tǒng)分析（SY）、數(shù)據(jù)分析（DA）、人員可靠性分析（HR）、定量化分析（QU）等方式將電廠日常活動對反應堆風險的提升進行量化。

3.價值模型

核電廠的價值模型源于對活動的成本和效益的評價（CBA），成本效益分析作為一種經(jīng)濟決策方法，將成本費用分析法運用于管理部門的計劃決策之中，以尋求在投資決策上如何以最小的成本獲得最大的收益。該方法的基本原理是：針對某項支出目標，提出若干實現(xiàn)該目標的方案，運用一定的技術方法，計算出每種方案的成本和收益，通過比較方法，并依據(jù)一定的原則，選擇出最優(yōu)的決策方案。美國核管會在1997年發(fā)布了NUREG/BR-0184，其中將單位劑量歸一到美元的價值模型可以作為一個有用的參考。

4.風險識別

利用PSA模型對核電廠各項生產(chǎn)活動帶來的風險進行評估識別，再利用CBA方法評估這些活動的費效比。這樣通過比較評估該活動對電廠的風險與收益，就可以確定先關活動的合理性必要性，將不適合當前機組狀態(tài)的活動剔除，從而節(jié)約成本。

5.風險整合

生產(chǎn)計劃人員根據(jù)概率安全分析人員評估的合理可行的生產(chǎn)活動以及可支配的勞動資源統(tǒng)籌安排，如對不同專業(yè)的定期試驗進行捆綁安排，減少設備停役時間；將相同類型的工作分開布置，避免勞動力不足；將高風險項目分開進行，避免執(zhí)行期間機組風險過大。

6.風險指導

排入計劃的活動，從計劃到實際開工，需要一定的時間（如提工作票，試驗準備等），而電站實際運行情況是不斷變化的。此時相關執(zhí)行人員一方面需要通過電站實施風險監(jiān)測系統(tǒng)了解當前的風險狀態(tài)，從而在開工前（工前會）決定工作是否可以開工；另一方面也可以從實時風險模型中得到當前機組的主要風險因素，提前介入，對風險想進行處理，達到預防為主的效果。

四、海南核電Risk-Informed體系的建設規(guī)劃

Risk-Informed體系的建立，需要大量的人員、精力的投入，需要各種模型的開發(fā)（功率運行以及PSA等）。因此，建議海南核電以電廠PSA應用為目標，采用分階段、分步驟的方式建立Risk-Informed體系。

（1）2017年在設計階段一級PSA模型的基礎上完成運行電廠PSA模型的開發(fā)，之后再逐步開展風險監(jiān)視器開發(fā)，在長期階段利用這些基礎模型開展具體的PSA應用研究，利用相關的PSA應用，開展風險整合和風險指導，建立風險決策體系的雛形。

（2）利用PSA模型及應用開展如定期試驗項目試驗計劃合理性評估等生產(chǎn)活動的風險評估管理，并根據(jù)機組運行數(shù)據(jù)對相關PSA模型進行迭代，更新。

（3）完善風險管理評估模型同時開展二級、三級PSA的研究與開發(fā)，進一步補充完善海南核電風險管理體系。

五、總結

采用概率安全分析手段進行風險管理的理念，從某種程度上說體現(xiàn)的是中國的“中庸之道”，是核安全管理的科學發(fā)展觀，“不墮極端，脫離二邊”，不貪圖短時的收益而忽視風險，也不畏畏縮縮因循守舊，可歸納為：以嚴格遵守核安全法規(guī)為基礎，采用概率安全分析（PSA）手段對核電廠設計以及日常活動安排進行分析，明確機組安全裕量，在確保機組運行安全的同時，節(jié)約風險管理成本，提高核電企業(yè)利潤。