基于运行事件分析的核电安全管理探讨

基于运行事件分析的核电安全管理探讨

刘占发 王晟

福建福清核电有限公司 福建 福清 350318

摘要：根据以往核电厂中事故的经验制定安全管理对策成为经验反馈，目前被广泛应用在核电行业的各个方面，针对我国2017年～2019年时间核电厂运行事件事故的相关因素进行分析，明确核电厂认为原因、设备管理问题等，找到提高安全管理对策，制定针对性的经验反馈措施，加强对设备健康状态的诊断，通过信息技术提高解决能力以促进行业的整体发展，推动核电厂的安全管理质量。

关键词：运行事件；核电厂；安全管理；应用效果

根据2020年6月的统计，我国运行中的核电机组有47天，装机4876万千瓦，1994年我国大陆一动态核电机组的应用，依然保持良好的稳定状态，未出现过1级以上的运行事件。随着后期越来越多机组的应用，运行事件的发生率不断增加，到2015年和2016年，一共有12台机组投入运行中，运行的总数也达到了顶峰，单堆运行事件的发生率呈逐年上涨的趋势，也说明了我国的核电机组管理制度、工作人员专业技能、设备的运行维护需要进一步加强，同时也说明了要推动行业经验反馈的应用。

1. 运行事件的统计

WANO运行经验大纲中对运行事件的各项要素进行了分类和分析，我国大多数核电厂都采用了这一分类办法，根据WANO运行经验大纲中的分类原则，针对我国2017年～2019年之间发生的运行事件进行分析，了解其发生原因、问题部位、问题发生时机组状态等。

1. 运行事件发生原因分析

先关原因可分为直接原因、根本原因和促成原因。直接原因就是指直接引发事故发生的故障、行为等；根本原因就是导致事故发生的最基本因素，若是原因可以被解决，就可以减少事故的重复发生；促成原因表示会导致事故朝着更加严重的方向发展，但并不是引发事故的原因。第一，统计运行事件原因。从图2中可以看出，有44起运行事件的直接原因为人为因素，主要因素包括操作疏忽、操作失误、违反规定。核电厂从工作计划规划、工作人员合理配置、经验反馈培训、加强行为规范等角度加强对人为因素的管理，减少了人为因素的影响。针对统计数据分析，人为疏忽是最主要的人为因素，工作人员在操作中注意力不集中、常规操作不谨慎都会造成疏忽的情况，同时环境、时间规划、工作人员自身身体状态等也是导致疏忽发生的相关因素，工作人员对自身熟悉的操作不够认真对待，放松了警惕，从而出现了失误。在管理过程中，可以通过大数据、三维可视化信息技术，从技术预防的角度加强对工作人员行为及作业流程的管理，从而规范工作人员的工作状态，还可以将技防屏障融入操作过程中，减少违规、疏忽等问题的发生^[1]。第二，针对根本原因进行分析。运行事件的根本原因多种多样，包括很多因子，因此单个因子的消除无法彻底避免运行事件的发生，不过针对原因因子进行有效的分析、纠正和经验反馈是有必要的，针对根本原因进行统计分析，主要可分为人为因子、设备因子和管理因子三个方面。针对运行事件的根本原因分布情况分析（见图2），2017年～2019年之间的运行事件中存在160多项根本原因因子，其中设备因子占比最高，其次为人为因子。我国核电站通过几十年发展形成了比较成熟的管理机制，管理问题导致的运行事件也得到了控制。设备和人为因素导致的运行事件较多，需要重点进行处理。设备因子的统计能够快速找到设备出现问题的原因，比如是在设计、制造、运输、安装、运行维护的哪个阶段发生问题可以被明确，从而对出现问题最多的环节加强监督管理，减少运行事件的发生。通过对设备因子的分析：（1）设备可靠性、在线监测等方面需要进一步加强。（2）仪控系统与DCS设备性能要得到更多的关注。（3）根据大数据技术加强对在线设备状态进行分析和预测，通过设备参数在线实施较差对比，体现判断设备可能出现的问题。

图1 直接原因因子分布情况

图2 根本原因分析

2. 运行事件设计的系统部件部分

通过对涉及系统部件分析后能够找到运行事件的相关系统分类，制定相应的管理改进措施，减少运行事件的发生率。针对2017年～2019年运行事件进行分析，涉及116个系统，根据占比从大到小排列包括仪控系统、一回路系统、反应堆辅助系统。近几年来，我国进行核电机组采用了DCS控制，与相匹配的仪表、通信设备、服务器也随之增加，仪控系统失效分布情况可知，电厂DCS控制导致的运行事件较多，能够发现DCS设备失效问题主要集中在网络交换机、服务器和通信卡件上，故障类型为功能切换失效^[2]。DCS设备的可靠性要重点提高，同时要加强对一回路系统等设备的识别和诊断，提高设备运行效果，减少故障的发生。

通过数据分析，阀门类机械部件失效的概率较高，要通过加强故障原因分析，提高监测及维修水平等方式提高阀门类设备的可靠性，将信息化技术、大数据技术在设备健康状态监测和故障诊断中的作用发挥出来。

3. 运行事件出现时机组状态和活动统计分析

核电机组状态包括稳定运行、升降功率、停堆换料等。核电机组能够长期处于稳定状态下运行，稳定功率运行中的运行事件发生率最高，通过对运行事件发生时机组状态分布分析（见图3），停堆以及机组升降功率运行的数量与稳定运行期间的数量相同，机组处于停堆、机组启停以及升降功率的时间相比稳定运行中的时间较短，因此在停堆、机组启停以及升降功率状态下要加强对机组状态的管理。

图3 事件发生时机组运行状态

2. 安全管理对策

通过对运行时间的分析，第一，要积极促进经验反馈体系的建设。经验反馈体系要落实在核电运行全过程中，与行业各单位连接，将现行的经验反馈系统为基础加强信息建设、数据共享，实现工程设计、制造、运行中的信息反馈，打通核电集团的信息壁垒，促进各大核电厂之间对问题的交流和总结。通过经验反馈能够定期对重要事件进行分析，有针对性的开展管理^[3]。第二，加强设备健康状态的管理。要重点增加仪控系统、阀门类部件的管理，重点对敏感设备的故障诊断能力、运行维护能力，根据机组设计特点以及经验反馈内容，确定敏感设备情况，实施针对性的运行管理，改善监督管理技术，提高重点设备运行状态监测的全面性、即时性。第三，重点实施人为因素管理。通过全面构建核电厂文化建设，促进工作人员形成安全意识，形成一个共同维护核电厂安全运行的工作氛围，通过加强人才团队建设，调动员工工作的积极性，养成自觉遵守规章制度的习惯。对于操作失误问题，可以通过培训、实验室演练等方式加强工作人员的意识。第四，合理应用信息技术。通过运行事件分析可知，设备健康诊断、实施健康、电子规程等技术的应用，有主意提高核电厂运行的安全性和稳定性，大数据、信息技术的与核电厂安全运行管理的结合，是未来持续提高核电厂管理水平的重要举措，智能化管理也是核电厂管理的未来发展方向。

3. 小结

随着以核电安全管理提升的活动为主要任务的行业管理活动的开展，针对一些典型的运行事件进行分析，制定了相关的指导意见，各单位持续加强对核电厂的安全管理，运行事件的在增长率得到了有效控制。针对运行事件进行分析，制定合理的改善对策，抑制不良事态的发展，才能提高核电厂整体安全性，推动核电行业朝着更好的未来发展。

参考文献：

[1] 修炳林,姜波,郭永阔. 基于运行事件分析的核电安全管理探讨[J]. 核科学与工程,2021,41(3):581-587.

[2] 刘时贤,吴彦农,邹象,等. 中国运行核电厂误碰运行事件分析与预防对策[J]. 核科学与工程,2021,41(4):764-770.

[3] 钟和平,杨树春,彭学明. 研究堆运行事件管理[J]. 核动力工程,2001,22(3):264-266,271.