核事故應(yīng)急演習情景設(shè)計合理性分析

李 靂，張 健

(環(huán)境保護部核與輻射安全中心，北京 100082)

核事故應(yīng)急演習情景設(shè)計合理性分析

李 靂，張 健

(環(huán)境保護部核與輻射安全中心，北京 100082)

說明了核事故應(yīng)急演習情景設(shè)計的重要性，論述了情景設(shè)計合理性分析要點。

核事故;應(yīng)急演習;情景設(shè)計

1 引言

核事故應(yīng)急演習是核設(shè)施營運單位應(yīng)急能力保持工作的重要組成部分。應(yīng)急演習能使應(yīng)急響應(yīng)人員保持警惕狀態(tài)，熟悉應(yīng)急設(shè)施、設(shè)備情況，熟練掌握應(yīng)急響應(yīng)程序，真正做到常備不懈。在核安全法規(guī)中對核設(shè)施營運單位不同規(guī)模的應(yīng)急演習也有明確要求［1］。

每次演習前都要事先制定演習方案，以明確演習目的、規(guī)模、情景設(shè)計及安全保證等方面的安排。情景設(shè)計需由非常了解機組狀況、安全特性、應(yīng)急規(guī)程及應(yīng)急計劃的專家 (組)來編制。單項演習涉及的專業(yè)、啟動的應(yīng)急組織范圍都較窄，情景設(shè)計也較簡單。對于較大規(guī)模的應(yīng)急演習，特別是營運單位每兩年一次的綜合演習和每五年一次的聯(lián)合演習，參演組織面較寬、參演人員也較多。為了使演習能順利進行，演習的組織者事先要編制一份詳細的情景設(shè)計，選定一個或多個事故/事件，預計其發(fā)生、發(fā)展及應(yīng)急處置過程。演習的監(jiān)控人員也將根據(jù)演習情景設(shè)計對演習過程進行監(jiān)控和督導，以保證達到演習效果?？梢姡瑧?yīng)急演習的情景設(shè)計對于檢驗應(yīng)急組織和人員的響應(yīng)能力，應(yīng)急設(shè)施、設(shè)備的可用性、充分性，應(yīng)急執(zhí)行程序的可操作性具有十分重要的意義。歷次應(yīng)急演習的經(jīng)驗也表明，事故/事件進程合理，選用應(yīng)急行動水平和響應(yīng)程序恰當?shù)那榫霸O(shè)計是確保演習有效性的基本條件。

核安全法規(guī)［1］中已明確，營運單位“綜合應(yīng)急演習計劃及其事故情景設(shè)計應(yīng)事先提交國家核安全部門”。演習前，核安全部門會就演習情景設(shè)計與營運單位進行一次認真的討論，充分交換意見，以確保演習達到預期效果。

現(xiàn)對核設(shè)施營運單位綜合應(yīng)急演習情景設(shè)計至少應(yīng)滿足的幾點合理性要求進行分析。

2 應(yīng)急演習情景設(shè)計要達到應(yīng)急計劃中所涉及的最高應(yīng)急狀態(tài)級別

兩年一次的綜合應(yīng)急演習，是對核設(shè)施營運單位應(yīng)急準備狀況的一次較大規(guī)模的檢驗演習過程中應(yīng)能全面地啟動營運單位的各級應(yīng)急組織。一般說來，在演習的事故/事件過程中應(yīng)能達到應(yīng)急計劃中所涉及的最高應(yīng)急狀態(tài)級別。例如，對應(yīng)急計劃中規(guī)定有場外應(yīng)急狀態(tài)的核電廠和某些大型核設(shè)施，其營運單位的場內(nèi)綜合應(yīng)急演習也應(yīng)達到場外應(yīng)急狀態(tài)。這樣才能較全面檢驗其應(yīng)急組織狀況和應(yīng)急響應(yīng)能力。有的營運單位為了在綜合應(yīng)急演習中不過多啟動場外應(yīng)急組織，將演習中的應(yīng)急狀態(tài)級別控制在場區(qū)應(yīng)急，在事故/事件的發(fā)生發(fā)展、處置過程中往往故意設(shè)置許多限制條件，降低了演習的真實性和檢驗效果。這種安排并不好。其實，可以在營運單位的綜合應(yīng)急演習方案中明確:雖達到場外應(yīng)急狀態(tài)，但演習中僅要求與場外組織進行信息交流，不安排場外過多實際應(yīng)急響應(yīng)行動。

3 情景設(shè)計要和演習的具體目標相適應(yīng)

每次演習都要有其具體目標，以便有針對性地檢驗應(yīng)急計劃和準備的某些方面。一次演習不可能全面檢驗應(yīng)急計劃中涉及的所有內(nèi)容，不可能驗證所有應(yīng)急人員的應(yīng)急響應(yīng)能力。每次演習必然有重點。在應(yīng)急演習計劃中要明確各次演習的的初始條件/始發(fā)事件，避免簡單重復。

在應(yīng)急計劃中一般將可能導致進入應(yīng)急狀態(tài)的初始條件及其應(yīng)急行動水平分為4類，即:

(1)放射性水平異常升高;

(2)放射性裂變產(chǎn)物屏障失效;

(3)系統(tǒng)故障;

(4)自然災害或其他外部事件。

對應(yīng)各種初始條件及應(yīng)急行動水平，要求的應(yīng)急響應(yīng)不同，因此涉及的應(yīng)急組織及執(zhí)行程序也不同。在應(yīng)急演習計劃中對此要有綜合考慮。在不同的演習中，關(guān)鍵人員的職責應(yīng)當輪流或改變，從而使他們獲得并加深所需的專業(yè)知識和經(jīng)驗［2］。通過幾次綜合演習，應(yīng)能使場內(nèi)所有的應(yīng)急專業(yè)組、所有應(yīng)急響應(yīng)人員都能在較短的時間內(nèi)參加過綜合演習并在其中擔任過較重要的角色。

從核電廠歷次演習情況來看，情景設(shè)計中采用系統(tǒng)故障及裂變產(chǎn)物屏障失效類事故較多。特別是較常采用一回路破口 (LOCA)或蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂 (SGTR)事故。長此以往，有些應(yīng)急專業(yè)組人員參加綜合演習并在其中擔任重要角色的機會就很少，這對全面培訓和鍛煉應(yīng)急隊伍不利。營運單位應(yīng)根據(jù)設(shè)施特點，在應(yīng)急計劃及事故分析的基礎(chǔ)上，合理確定每次綜合應(yīng)急演習的具體目標及事故/事件的初始條件及發(fā)展、處置過程，以達到更好、更全面的檢驗和培訓效果。

4 事故/事件的發(fā)展、處置過程要合理

在情景設(shè)計中給出了演習中擬采用的事故/事件序列，在演習中由監(jiān)控人員適時給出各關(guān)鍵點的發(fā)生事件、狀態(tài)變化或控制參數(shù)。在采用模擬機代替主控室的演習中，則由模擬機教員按情景設(shè)計給出關(guān)鍵參數(shù)、信號及重要動態(tài)過程，參演人員根據(jù)自己的判斷作出自由響應(yīng)。只有參演人員的操作有明顯不當甚至可能影響整個演習的正常進行時，監(jiān)控人員才適時干預，以使演習能在情景設(shè)計的框架內(nèi)正常進行。顯然，如果情景設(shè)計不合理、可操作性差，就會使應(yīng)急響應(yīng)人員無所適從，應(yīng)急指揮人員、應(yīng)急操作人員及監(jiān)控人員意見分歧，甚至使演習無法正常進行。歷次演習中這方面發(fā)生較多的情況有以下幾種:

(1)時間尺度控制不當

較普遍的情況是時間過分壓縮。真實的事故/事件發(fā)生、發(fā)展和處理過程可能很長，在應(yīng)急演習中通常都要對事故/事件過程做適當壓縮，以控制整個演習時間。但如果對關(guān)鍵現(xiàn)象、重要參數(shù)變化過程、應(yīng)急處置等都做過分壓縮和簡化，以至于事故判斷輕而易舉，應(yīng)急處置一蹴而就，往往就無法了解應(yīng)急響應(yīng)人員的判斷和響應(yīng)的根據(jù)和準確性。這要么是情景設(shè)計過于簡單，要么是參演人員事先知道情景設(shè)計。當然，這樣的應(yīng)急演習也就沒有檢驗性可言。

(2)應(yīng)用應(yīng)急行動水平 (EAL)不當

應(yīng)急行動水平是根據(jù)核設(shè)施特征、廠址條件等事先制定并經(jīng)過國家核安全監(jiān)管部門審評過的各級應(yīng)急狀態(tài)的判據(jù)。應(yīng)急響應(yīng)過程中，要根據(jù)應(yīng)急行動水平來確認和適時進入相應(yīng)應(yīng)急狀態(tài)。因此，在應(yīng)急演習過程中參演人員是否能正確應(yīng)用應(yīng)急行動水平是演習的重要內(nèi)容。歷次演習中，這方面反映出來的問題還是較多的。

例如，某壓水堆核電廠進行的一次場內(nèi)綜合應(yīng)急演習，以蒸汽發(fā)生器破管事故為主線展 開，其序列如圖1。

圖1 某核電廠一次場內(nèi)綜合應(yīng)急演習事故序列及應(yīng)急響應(yīng)過程

在這個序列的應(yīng)急響應(yīng)過程中，至少有兩處應(yīng)用應(yīng)急行動水平欠妥:

(1)發(fā)生蒸汽發(fā)生器破管事故且已達到高壓安注系統(tǒng)啟動，說明放射性裂變產(chǎn)物的一回路壓力邊界及安全殼兩道屏障均已失效。按“放射性裂變產(chǎn)物屏障失效”類應(yīng)用應(yīng)急行動水平，此時應(yīng)考慮進入場區(qū)應(yīng)急狀態(tài)，而演習中卻僅進入廠房應(yīng)急狀態(tài)。

(2)在主蒸汽管道釋放閥開啟后，回座失效，繼而由凝汽器放射性水平升高達到場區(qū)應(yīng)急狀態(tài)。這不太符合事故過程實際，此時故障蒸汽發(fā)生器應(yīng)已經(jīng)被隔離，完好的蒸汽發(fā)生器雖仍在運行，以便冷卻一回路，但該環(huán)路并無破管發(fā)生，由凝汽器放射性水平持續(xù)升高導致進入場區(qū)應(yīng)急狀態(tài)在技術(shù)上是不太合理的此時故障蒸汽發(fā)生器釋放閥不能回座，放射性物質(zhì)仍在對外直接排放，場區(qū)及周邊環(huán)境的放射性水平是更關(guān)鍵的監(jiān)測數(shù)據(jù)。而且，在發(fā)生蒸汽發(fā)生器破管事故時，必須密切關(guān)注有無燃料元件包殼破損情況［3］，以便考慮是否應(yīng)進入場外應(yīng)急狀態(tài)。

按這次演習的事故過程，應(yīng)能達到場外應(yīng)急狀態(tài)。但演習的組織者希望將演習控制在場區(qū)應(yīng)急狀態(tài)，不用場區(qū)放射性水平監(jiān)測值而是用凝汽器放射性水平升高來觸發(fā)場區(qū)應(yīng)急狀態(tài)，以致于出現(xiàn)技術(shù)上的不盡合理。

5 結(jié)語

綜上所述，應(yīng)急演習是檢驗應(yīng)急準備充分性的重要措施，也是一種有效的培訓方式。這種演習必須具備足夠的檢驗性。這一方面要求確保參演人員事先不知道演習情景設(shè)計，另一方面要保證情景設(shè)計的合理性。只有這樣，演習才能被認為是有效的，才能達到應(yīng)有的效果。

［1］國家核安全局.HAF002/01核電廠核事故應(yīng)急管理條例實施細則之一——核電廠營運單位的應(yīng)急準備和應(yīng)急響應(yīng).1998

［2］IAEA.Emergency Preparedness Exercises for Nuclear Facilities:Praparation，Conduct and Evaluation，Safety Series№73.IAEA，Vienna，1985

［3］U.S.Nuclear Energy Institute.Methodology for Development of Emergency Action Levels.NEI 99-01 Rev.5(NUMARC/ NESP-007).2008

Scenario Reasonableness Analysis for Nuc lear Em ergency Exercise

LILi，ZHANG Jian
(Nuclear and Radiation Safety Center，MEP，Beijing 100082，China)

The importance of the nuclear emergency exercise scenario is introduced and some key points about the scenario reasonableness analysis are discussed in this paper.

nuclear accident;emergency exercise; scenario