關(guān)于Davis-Besse核電站事件的分析與認(rèn)識(shí)

欒景衛(wèi)（福建寧德核電有限公司，福建 寧德 355209）

關(guān)于Davis-Besse核電站事件的分析與認(rèn)識(shí)

欒景衛(wèi)
（福建寧德核電有限公司，福建 寧德 355209）

針對(duì)2002年Davis-Besse核電站反應(yīng)堆壓力容器（RPV）上封頭腐蝕事件，從4個(gè)方面進(jìn)行了事件原因分析。為避免Davis-Besse事件的重發(fā)，提出了幾點(diǎn)具體的措施和建議。

RPV；腐蝕；分析；認(rèn)識(shí)

1 Davis-Besse核電站事件概述

2002年3月7日，Davis-Besse核電站對(duì)伸入反應(yīng)堆壓力容器（RPV）頂部的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（CRDM）正進(jìn)行一次超聲波檢驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)靠近CRDM-3號(hào)管嘴的RPV封頭有一個(gè)孔穴（見(jiàn)圖1），該孔穴從管嘴延長(zhǎng)約18 cm，最寬部位寬約15 cm。腐蝕延伸到封頭的底面金屬內(nèi)，最后到達(dá)封頭內(nèi)側(cè)標(biāo)稱(chēng)1 cm不銹鋼包殼。不銹鋼包殼看起來(lái)好像往上傾斜約1.5 cm，約10 cm的距離，這表明在運(yùn)行期間材料在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)維持的標(biāo)稱(chēng)15.2 MPa壓力下已經(jīng)被擊穿[1]。

2 事件的原因分析

根據(jù)事件分析報(bào)告，事件的直接原因是一回路水壓力腐蝕導(dǎo)致CRDM接管管嘴（因科鎳合金600材料）出現(xiàn)裂縫，從而使硼酸積聚在碳鋼材料的反應(yīng)堆壓力容器封頭，而長(zhǎng)期的硼酸腐蝕最終造成了孔穴的產(chǎn)生。

從1990年CRDM接管管嘴出現(xiàn)裂縫，到2002年才發(fā)現(xiàn)腐蝕孔穴，電站整整帶病運(yùn)行了12年，而未被發(fā)現(xiàn)?；仡橠avis-Besse核電站事件，不能說(shuō)Davis-Besse核電站沒(méi)有縱深防御，核電站也具備人員檢查、設(shè)備管理、程序使用、獨(dú)立監(jiān)督、管理參與等多道管理屏障，但究竟是什么導(dǎo)致這諸多屏障的失效，可以從以下4個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。

圖1 反應(yīng)堆壓力容器（RPV）上封頭腐蝕Fig.1 Reactor pressure vessel head corrosion

2.1 事故源于質(zhì)疑態(tài)度的欠缺

事故的起點(diǎn)，源自于1990年CRDM接管管嘴產(chǎn)生了裂縫。此后電站多次經(jīng)歷了CRDM法蘭泄漏問(wèn)題，并導(dǎo)致在1990—1996年的6年期間更換電站的所有法蘭墊圈。多年以來(lái)，電站人員一直認(rèn)為RPV上封頭區(qū)域的泄漏起因于CRDM法蘭泄漏，而且逐漸的麻木，在處理法蘭泄漏的檢驗(yàn)期間，硼酸在RPV上封頭的積聚逐漸變成一個(gè)可以接受的條件。自始至終，電站從未考慮到一個(gè)潛在泄漏源是CRDM管嘴裂縫。

核電站對(duì)于RPV上封頭區(qū)域泄漏原因的判斷缺乏事實(shí)依據(jù)；另外，基于硼積聚不是個(gè)問(wèn)題的不正確假設(shè)，電站也沒(méi)有全力追蹤以下事實(shí)：安全殼內(nèi)不斷增加的硼沉積物，硼積淀物的特性變化，或不能目檢不易達(dá)到的RPV封頭區(qū)域。

電站從管理層到員工均缺乏質(zhì)疑的態(tài)度，這種態(tài)度使嚴(yán)重的問(wèn)題常態(tài)化，也降低了電站本身對(duì)于問(wèn)題的關(guān)注和重視程度。

2.2 核電站安全與經(jīng)濟(jì)利益的矛盾

由于輔助結(jié)構(gòu)內(nèi)采集數(shù)據(jù)困難以及RPV上封頭和永久安裝的保溫層之間間隙緊密（見(jiàn)圖2），所以輔助結(jié)構(gòu)內(nèi)壓力容器上封頭目檢困難。1990年技術(shù)人員最初提出的修改方案是在輔助結(jié)構(gòu)中開(kāi)出進(jìn)入窗口以便于去除雜志和封頭頂部的目檢。但是電站認(rèn)為整改支出費(fèi)用超過(guò)所得利益，而且想當(dāng)然地認(rèn)為反應(yīng)堆壓力容器上封頭是不會(huì)受到CRDM管嘴裂縫影響的，所以修改方案沒(méi)有付諸實(shí)施。

圖2 RPV封頭和輔助結(jié)構(gòu)Fig.2 Reactor pressure vessel head and supporting structure

核電站的“安全”、“進(jìn)度”、“經(jīng)濟(jì)利益”等方面往往存在諸多矛盾，如果Davis-Besse核電站能夠把安全放在第一位，使修改方案得以實(shí)施，那就可以解決硼酸積淀及上封頭目檢困難的問(wèn)題，從而避免本次事故的發(fā)生。

2.3 需要警惕的“空白地帶”

（1）程序和標(biāo)準(zhǔn)的缺失

Davis-Besse核電站工作人員相當(dāng)依賴(lài)于《硼酸腐蝕控制計(jì)劃》來(lái)降低一回路壓力邊界泄漏的可能性。在電站經(jīng)驗(yàn)豐富人員不斷稀釋后，這種現(xiàn)象愈加嚴(yán)重。然而，這個(gè)生效的計(jì)劃沒(méi)有專(zhuān)門(mén)提到RPV上封頭的硼酸腐蝕，而且，這個(gè)計(jì)劃也沒(méi)有提到不能被目檢到的有關(guān)RPV上封頭滲透的問(wèn)題。另外，Davis-Besse核電站對(duì)于RPV上封頭檢查也沒(méi)有驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。這直接導(dǎo)致了對(duì)于RPV上封頭硼酸腐蝕檢查的空白。

對(duì)于一個(gè)新建核電站，經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員尤其缺乏，對(duì)于程序和標(biāo)準(zhǔn)的依賴(lài)性更加強(qiáng)烈，這個(gè)階段，程序和標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)、審查應(yīng)該更加嚴(yán)格和全面，參考程序和文件的內(nèi)容要深入理解，對(duì)程序和標(biāo)準(zhǔn)定期進(jìn)行審查和評(píng)估。

（2）人員知識(shí)的匱乏

Davis-Besse核電站工作人員不知道讓硼酸留在封頭上存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)為任何在RPV封頭上的RCS泄漏都會(huì)閃蒸成蒸汽，而把干硼酸積淀物留在封頭上，這樣可以最大限度地減少了對(duì)碳鋼的腐蝕作用。因此，沒(méi)有積極地對(duì)所有硼酸堆積物進(jìn)行清除，而且一些小的CRDM法蘭漏泄在發(fā)現(xiàn)時(shí)也沒(méi)有修補(bǔ)。

核電站人員的無(wú)知和缺乏事實(shí)的決策是核電站安全運(yùn)行中一顆巨大的“隱形地雷”，這就是通用失誤模型系統(tǒng)（GEMS）里典型的知識(shí)型錯(cuò)誤，據(jù)統(tǒng)計(jì)，這類(lèi)錯(cuò)誤在核電站占30%的比重，而且這類(lèi)錯(cuò)誤往往在一個(gè)缺乏經(jīng)驗(yàn)的新建核電站尤其突出。

2.4 缺乏有效的經(jīng)驗(yàn)反饋管理

（1）事件根本原因分析不到位

Davis-Besse核電站企圖在設(shè)備降質(zhì)（如反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCS)的泄漏增加、廠房?jī)?nèi)大氣輻射監(jiān)測(cè)器過(guò)濾網(wǎng)以及空氣冷卻器臟污、硼酸及其腐蝕產(chǎn)物在廠房?jī)?nèi)積累以及RPV上封頭硼酸沉積逐漸增加）的條件下運(yùn)行，電站雖對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了調(diào)查，但未做根本原因分析[2]。當(dāng)泄漏和腐蝕的現(xiàn)象無(wú)法解釋時(shí)，電站工作人員將此歸結(jié)于CRDM法蘭泄漏。如果能及時(shí)地對(duì)設(shè)備的降級(jí)狀況進(jìn)行詳細(xì)的根本原因分析，就能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)CRDM管嘴泄漏和RPV上封頭腐蝕。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年和2010年度，在WANO和中國(guó)運(yùn)行核電站報(bào)告的事件中，涉及設(shè)備原因的事件占到30%～45%之間，這僅僅是在已開(kāi)展分析的事件報(bào)告數(shù)據(jù)中。如果加上那些核電站尚未發(fā)現(xiàn)或尚未深入分析的設(shè)備降質(zhì)事件，那將是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)。因此，核電站及時(shí)對(duì)出現(xiàn)設(shè)備降質(zhì)的事件進(jìn)行根本原因分析非常重要。

（2）未落實(shí)好外部經(jīng)驗(yàn)反饋

2001年7月，INPO發(fā)表的題為“壓水反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)泄漏的最新事件”的報(bào)告特別提到對(duì)不能進(jìn)入的區(qū)域要進(jìn)行的詳細(xì)檢查。INPO報(bào)告強(qiáng)調(diào)清除RPV封頭上硼積淀物以便允許詳細(xì)目檢的重要性和或許有必要用其他無(wú)損傷檢驗(yàn)技術(shù)來(lái)確定易受穿壁裂縫影響的部件。而Davis-Besse核電站未及時(shí)吸收行業(yè)在CRDM驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)管嘴裂縫方面的經(jīng)驗(yàn)和其他因科鎳合金600部件的泄漏所造成的RPV封頭檢查的相關(guān)內(nèi)容，并未體現(xiàn)在《硼酸腐蝕控制計(jì)劃》的修改和升版中。

Davis-Besse核電站正是由于沒(méi)有及時(shí)吸收外部經(jīng)驗(yàn)反饋，缺乏虛心學(xué)習(xí)、持續(xù)改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)反饋機(jī)制，從而使該核電站又丟失了一個(gè)可以補(bǔ)救錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)。

3 措施與建議

“做好別人的經(jīng)驗(yàn)反饋，否則你將成為別人的經(jīng)驗(yàn)反饋”?；谶@一點(diǎn)，提出以下幾點(diǎn)措施和建議。

3.1 重視核電站安全文化建設(shè)

文化，作為一種軟實(shí)力，通過(guò)人們的日常行為表現(xiàn)出來(lái)，能動(dòng)地作用于工作實(shí)踐的各個(gè)方面。在核電領(lǐng)域，安全文化更多地表現(xiàn)為組織和個(gè)人的質(zhì)量保證意識(shí)和遵章守法意識(shí)。優(yōu)良的核電業(yè)績(jī)除了必須依靠嚴(yán)格的規(guī)章制度，同時(shí)還要依靠以安全文化為基礎(chǔ)的良好態(tài)度和習(xí)慣[3]。

核電站必須重視安全文化建設(shè)，深入學(xué)習(xí)和研究IAEA提出的核電站安全文化的要求，從決策層、管理層到執(zhí)行層，努力實(shí)現(xiàn)各層次安全文化目標(biāo)，建立起電站內(nèi)部嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾砜v深防御體系，確保人人都是一道屏障。政策層能夠保證安全投入，管理層能夠保證監(jiān)督評(píng)價(jià)的有效性，執(zhí)行層能有嚴(yán)謹(jǐn)、質(zhì)疑的工作態(tài)度，這樣，Davis-Besse核電站事件便不再會(huì)重現(xiàn)。

3.2 提高人員知識(shí)與技能

隨著國(guó)內(nèi)核電站的發(fā)展和建設(shè)，核電站人員稀釋和新員工的培養(yǎng)是一個(gè)必須面對(duì)，也亟待解決的問(wèn)題。核電站要保證長(zhǎng)期安全運(yùn)行，人員知識(shí)和技能水平是必備條件之一。國(guó)內(nèi)大亞灣核電站和嶺澳核電站多年的優(yōu)秀安全運(yùn)行業(yè)績(jī)依靠的不僅僅是CPR1000成熟的機(jī)型、可靠的系統(tǒng)和設(shè)備，更依賴(lài)于有計(jì)劃、有層次的人員梯隊(duì)建設(shè)和培養(yǎng)。

新建核電站在人員的知識(shí)和技能水平方面相對(duì)薄弱，知識(shí)型人因失誤的發(fā)生成為大概率事件，為電站未來(lái)安全運(yùn)行，必須建立起完善的人員培養(yǎng)計(jì)劃，形成良好的人員培養(yǎng)梯隊(duì)，發(fā)揮好老員工的傳幫帶的作用，持續(xù)提高人員知識(shí)和技能。

3.3 建立健全經(jīng)驗(yàn)反饋體系

不在同一個(gè)地方跌倒兩次，這就是經(jīng)驗(yàn)反饋的作用。經(jīng)驗(yàn)反饋是核電站避免事件重發(fā)、持續(xù)改進(jìn)、維持和保證核安全水平的重要手段之一。完善的經(jīng)驗(yàn)反饋管理，要求核電站必須對(duì)已發(fā)生的事件和事故進(jìn)行深入的分析和反饋，挖掘出事件的直接原因和根本原因，找到事前預(yù)防、事中控制、事后減緩后果的針對(duì)性措施，并開(kāi)展廣泛的探討和交流，做到經(jīng)驗(yàn)共享，預(yù)防類(lèi)似問(wèn)題重發(fā)[3]。

根據(jù)WANO和IAEA總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)反饋管理經(jīng)驗(yàn)，有效的經(jīng)驗(yàn)反饋必須實(shí)現(xiàn)報(bào)告、篩選、分析、整改、驗(yàn)證、評(píng)估的閉環(huán)管理。核電站應(yīng)根據(jù)要求，建立屬于自己的經(jīng)驗(yàn)反饋體系，并保證各環(huán)節(jié)的有效實(shí)施。

[1] WANO SOER 2002-3 REACTOR PRESSURE VESSEL HEAD CORROSION AT DAVIS-BESSE [R].

[2] WANO SOER 2002-2 REACTOR PRESSURE VESSEL HEAD DEGRADATION AT DAVIS-BESSE NUCLEAR POWER STATION REVISION 1 [R].

[3] 俞軍. 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)改進(jìn)，迎接新挑戰(zhàn)——加強(qiáng)核電廠建造安全管理的思考[C]，2011-12-29.（YU Jun. Summing up Experience, Continuously Improving and Welcoming New Challenges--Thinking on Strengthening Safety Management for Nuclear Power Plant Construction[C], 2011-12-29.）

Analysis and Understanding of the RPV Event at Davis-Besse Nuclear Power Plant

LUAN Jing-wei
(Fujian Ningde Nuclear Power Co., Ltd., Ningde of Fujian Prov. 355209, China)

Concerning the reactor pressure vessel head corrosion event at Davis-Besse Nuclear Power Plant in 2002, the paper analyzed the event reasons from four aspects. Some suggestions are put forward to avoid recurrence of Davis-Besse event.

reactor pressure vessel；corrosion；analysis；understanding

TL37 Article character:A Article ID:1674-1617(2013)02-0182-04

TL37

A

1674-1617(2013)02-0182-04

2013-03-12

欒景衛(wèi)（1983—），男，山東龍口人，工程師，工學(xué)和管理學(xué)雙學(xué)士，從事OE方面的工作。