海南核電Risk-Informed體系的開(kāi)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(rùn)是核電企業(yè)的生存保障，離開(kāi)了安全談利潤(rùn)，核電企業(yè)無(wú)法生存；離開(kāi)了利潤(rùn)談安全，企業(yè)則失去了生存的意義。從工程技術(shù)角度來(lái)看，風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)，包括核安全風(fēng)險(xiǎn)、核燃料供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、核電運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)選擇風(fēng)險(xiǎn)、電價(jià)政策風(fēng)險(xiǎn)、電網(wǎng)規(guī)劃風(fēng)險(xiǎn)等。其中核安全風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)，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(fēng)險(xiǎn)具有“屬人性”，既風(fēng)險(xiǎn)和人類的意識(shí)直接相關(guān)。而對(duì)于核電廠的風(fēng)險(xiǎn)而言，由于其具有核安全的屬性，為降低風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行的投入一方面可以穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，提高發(fā)電時(shí)間，避免不必要的停堆，另一方面會(huì)增加額外的安全成本，降低利潤(rùn)。在機(jī)組日常運(yùn)行過(guò)程中，為了確保設(shè)備的可靠性，降低風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)進(jìn)行定期試驗(yàn)、預(yù)防性維修等活動(dòng)，但是在試驗(yàn)或維修的過(guò)程中，機(jī)組的安全性以及系統(tǒng)的安全性會(huì)降低。核電廠采取的降低風(fēng)險(xiǎn)的措施具有不確定性及兩面性，為提高安全與利潤(rùn)，必須對(duì)核電廠進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理。

二、Risk-Informed概述

核電廠的Risk-Informed是一個(gè)管理過(guò)程，包括對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的定義、測(cè)量、評(píng)估和發(fā)展因應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的策略。目的是將可避免的風(fēng)險(xiǎn)、成本及損失最小化。理想的風(fēng)險(xiǎn)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(jī)率最高的事件，其次再處理風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低的事件。實(shí)際狀況中，因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)與發(fā)生機(jī)率通常不一致，所以難以決定處理順序。故須衡量?jī)烧弑戎?，做出最合適的決定；因?yàn)闋可娴綑C(jī)會(huì)成本（opportunity cost），風(fēng)險(xiǎn)管理同時(shí)也要面對(duì)如何運(yùn)用有效資源的難題，把資源用于風(fēng)險(xiǎn)管理可能會(huì)減少運(yùn)用在其他具有潛在收益活動(dòng)的資源；理想的風(fēng)險(xiǎn)管理希望以最少的資源化解最大的危機(jī)。

1.核電廠風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策研究

（1）避免。排除特定風(fēng)險(xiǎn)往往靠排除風(fēng)險(xiǎn)源，雖不可能排除所有風(fēng)險(xiǎn)，但特定的風(fēng)險(xiǎn)事件往往是可以排除的。

（2）減緩。減少風(fēng)險(xiǎn)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(yù)防性計(jì)劃來(lái)防備風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生），也可以是消極的（如因設(shè)備或人因失誤導(dǎo)致的反應(yīng)堆緊急停堆）。風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策實(shí)施控制包括實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理方案以便對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件做出回應(yīng)。當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，需要重復(fù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，風(fēng)險(xiǎn)量化以及風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策研究一整套基本措施。

2.核電廠風(fēng)險(xiǎn)管理原則

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

（1）可行、適用、有效性原則。首先應(yīng)針對(duì)已識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)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(jì)、合理、先進(jìn)性原則。管理方案涉及的多項(xiàng)工作和措施應(yīng)力求管理成本的節(jié)約，管理信息流暢、方式簡(jiǎn)捷、手段先進(jìn)才能顯示出高超的風(fēng)險(xiǎn)管理水平。

（3）主動(dòng)、及時(shí)、全過(guò)程原則。核電廠整個(gè)壽期分為前期準(zhǔn)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(yùn)營(yíng)期。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)管理，仍應(yīng)遵循主動(dòng)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(wèn)題，及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，調(diào)整管理方案，并將這一原則貫徹核電廠整個(gè)壽期，才能充分體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管理的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

（4）綜合、系統(tǒng)、全方位原則。風(fēng)險(xiǎn)管理是一項(xiàng)系統(tǒng)性、綜合性極強(qiáng)的工作，風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的原因復(fù)雜，后果影響面廣，所需處理措施綜合性強(qiáng)，因此，要全面徹底的降低乃至消除風(fēng)險(xiǎn)因素的影響，必須采取綜合治理原則，科學(xué)分配風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任，建立風(fēng)險(xiǎn)利益的共同體和項(xiàng)目全方位風(fēng)險(xiǎn)管理體系，才能將風(fēng)險(xiǎn)管理的工作落到實(shí)處。

3.采用概率安全分析方法（PSA）進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理

隨著概率安全分析（PSA）的成熟與發(fā)展，建議結(jié)合確定論安全分析和PSA評(píng)價(jià)分析方法（Risk-Informed）的優(yōu)勢(shì)，對(duì)我廠進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理。

Risk-Informed管理理念強(qiáng)調(diào)將確定論安全分析和PSA評(píng)價(jià)緊密結(jié)合，辯證的對(duì)事故風(fēng)險(xiǎn)加以分析研究，確定論安全分析是PSA的重要基礎(chǔ)和重要分析依據(jù)，PSA是對(duì)整個(gè)事故進(jìn)程及事故后果、以及整個(gè)操縱員對(duì)事故干預(yù)過(guò)程的完整分析；在確定論的安全評(píng)價(jià)方法中，利用機(jī)理性程序研究核電站在故障工況下的物理過(guò)程。在做這種事故分析時(shí)，人們假定安全系統(tǒng)至多只會(huì)出現(xiàn)單一故障，而且在出現(xiàn)這種故障時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)喪失其功能，即滿足所謂單一故障準(zhǔn)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(shè)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(yù)所造成的后果。這種方法往往以多年實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和一些保守的假設(shè)為基礎(chǔ)，而許多假設(shè)又不太符合客觀實(shí)際，因而得出的結(jié)果往往過(guò)于保守。而PSA則是一種系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)技術(shù)。對(duì)核電站這樣復(fù)雜的系統(tǒng)作系統(tǒng)的分析思考，以嚴(yán)格的數(shù)理邏輯推理和概率論為理論基礎(chǔ)，提供一種綜合的結(jié)構(gòu)化的處理方法，找出可信的事故序列，評(píng)價(jià)相應(yīng)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(shí)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(píng)價(jià)緊密結(jié)合，整體構(gòu)成Risk-Informed核安全管理理念為指導(dǎo)思想而進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(fēng)險(xiǎn)的實(shí)例

以AP1000為例，通過(guò)PSA對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行平衡，將60%的核安全相關(guān)設(shè)備降為非安全相關(guān)設(shè)備，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備可靠性的評(píng)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(guò)對(duì)核電廠的設(shè)備、人員、系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行定量分析，客觀的反應(yīng)電廠安全性，對(duì)過(guò)于保守的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行提升，從而提高電廠的安全性與經(jīng)濟(jì)性，目前PSA在核電界最為成功的應(yīng)用有：

（1）技術(shù)規(guī)范。設(shè)備退防時(shí)限（AOT）延長(zhǎng)和監(jiān)督試驗(yàn)周期（STI）延長(zhǎng)。AOT延長(zhǎng)使設(shè)備在功率運(yùn)行下進(jìn)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(zhǎng)使設(shè)備可避免過(guò)于頻繁的試驗(yàn)帶來(lái)的損壞，提高設(shè)備可靠性并減輕電廠負(fù)擔(dān)。

（2）管道在役檢查。以往的在役檢查大綱是以確定論的應(yīng)力分析為基礎(chǔ)制定的。而Risk-Inform的役檢大綱則是把PSA的結(jié)論和傳統(tǒng)工程分析的結(jié)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(shí)還能提高電廠安全性。

（3）構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件（SSC）的分級(jí)和處理。按照PSA給出的信息，用風(fēng)險(xiǎn)指引的方法，按照SSC的安全重要度對(duì)SSC進(jìn)行分級(jí)?？梢越档桶踩嚓P(guān)，但重要度低的SSC的要求。同時(shí)提高非安全相關(guān)，但重要度高的SSC的要求。使SSC分級(jí)和響應(yīng)的管理更加科學(xué)合理。經(jīng)過(guò)這樣分級(jí)處理后，絕大多數(shù)電廠高重要度的SSC都會(huì)大幅度減少。從而減少相應(yīng)的監(jiān)督、管理、試驗(yàn)、維修、備件管理的要求。

根據(jù)EPRI提供的關(guān)于在役檢查的數(shù)據(jù)，基于PSA的在役檢查RI-ISI較原來(lái)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(duì)相關(guān)活動(dòng)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)優(yōu)化后，近10年來(lái)發(fā)生各級(jí)事件、事故的頻率大幅降低。由此可見(jiàn)，PSA工作不僅有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)PSA分析，在提高安全性，為大修優(yōu)化、定期試驗(yàn)優(yōu)化、物料管理等項(xiàng)目提供支持的同時(shí)，還能給電廠帶來(lái)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(duì)性等的隱性收益。

三、海南核電Risk-Informed體系設(shè)計(jì)

海南核電1、2號(hào)機(jī)組Risk-Informed體系構(gòu)架如圖1所示。

圖1 Risk-Informed體系構(gòu)架

1.電廠生產(chǎn)活動(dòng)

核電廠生產(chǎn)活動(dòng)主要包括維持電廠正常運(yùn)行所需的運(yùn)行、維修操作，定期試驗(yàn)，在役檢查和預(yù)防性維修等。每一項(xiàng)工作單獨(dú)來(lái)看，其目的都是為了保證核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是從電廠全局來(lái)看，如果相關(guān)的活動(dòng)不能統(tǒng)籌規(guī)劃，根據(jù)PSA分析，錯(cuò)誤的維修，試驗(yàn)組合甚至?xí)岣吆孙L(fēng)險(xiǎn)的概率。

2.風(fēng)險(xiǎn)模型

核電廠的風(fēng)險(xiǎn)模型源于PSA模型，而核電核廠的PSA模型分為一級(jí)PSA，二級(jí)PSA，三級(jí)PSA。電廠的主要生產(chǎn)活動(dòng)均可通過(guò)功率運(yùn)行一級(jí)PSA將進(jìn)行分析，功率運(yùn)行一級(jí)PSA通過(guò)始發(fā)事件分析（ IE）、事件序列分析（ AS）、成功準(zhǔn)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?；顒?dòng)對(duì)反應(yīng)堆風(fēng)險(xiǎn)的提升進(jìn)行量化。

3.價(jià)值模型

核電廠的價(jià)值模型源于對(duì)活動(dòng)的成本和效益的評(píng)價(jià)（CBA），成本效益分析作為一種經(jīng)濟(jì)決策方法，將成本費(fèi)用分析法運(yùn)用于管理部門的計(jì)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(duì)某項(xiàng)支出目標(biāo)，提出若干實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的方案，運(yùn)用一定的技術(shù)方法，計(jì)算出每種方案的成本和收益，通過(guò)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(guó)核管會(huì)在1997年發(fā)布了NUREG/BR-0184，其中將單位劑量歸一到美元的價(jià)值模型可以作為一個(gè)有用的參考。

4.風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

利用PSA模型對(duì)核電廠各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估識(shí)別，再利用CBA方法評(píng)估這些活動(dòng)的費(fèi)效比。這樣通過(guò)比較評(píng)估該活動(dòng)對(duì)電廠的風(fēng)險(xiǎn)與收益，就可以確定先關(guān)活動(dòng)的合理性必要性，將不適合當(dāng)前機(jī)組狀態(tài)的活動(dòng)剔除，從而節(jié)約成本。

5.風(fēng)險(xiǎn)整合

生產(chǎn)計(jì)劃人員根據(jù)概率安全分析人員評(píng)估的合理可行的生產(chǎn)活動(dòng)以及可支配的勞動(dòng)資源統(tǒng)籌安排，如對(duì)不同專業(yè)的定期試驗(yàn)進(jìn)行捆綁安排，減少設(shè)備停役時(shí)間；將相同類型的工作分開(kāi)布置，避免勞動(dòng)力不足；將高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目分開(kāi)進(jìn)行，避免執(zhí)行期間機(jī)組風(fēng)險(xiǎn)過(guò)大。

6.風(fēng)險(xiǎn)指導(dǎo)

排入計(jì)劃的活動(dòng)，從計(jì)劃到實(shí)際開(kāi)工，需要一定的時(shí)間（如提工作票，試驗(yàn)準(zhǔn)備等），而電站實(shí)際運(yùn)行情況是不斷變化的。此時(shí)相關(guān)執(zhí)行人員一方面需要通過(guò)電站實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)了解當(dāng)前的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，從而在開(kāi)工前（工前會(huì)）決定工作是否可以開(kāi)工；另一方面也可以從實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)模型中得到當(dāng)前機(jī)組的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，提前介入，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)想進(jìn)行處理，達(dá)到預(yù)防為主的效果。

四、海南核電Risk-Informed體系的建設(shè)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(kāi)發(fā)（功率運(yùn)行以及PSA等）。因此，建議海南核電以電廠PSA應(yīng)用為目標(biāo)，采用分階段、分步驟的方式建立Risk-Informed體系。

（1）2017年在設(shè)計(jì)階段一級(jí)PSA模型的基礎(chǔ)上完成運(yùn)行電廠PSA模型的開(kāi)發(fā)，之后再逐步開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視器開(kāi)發(fā)，在長(zhǎng)期階段利用這些基礎(chǔ)模型開(kāi)展具體的PSA應(yīng)用研究，利用相關(guān)的PSA應(yīng)用，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)整合和風(fēng)險(xiǎn)指導(dǎo)，建立風(fēng)險(xiǎn)決策體系的雛形。

（2）利用PSA模型及應(yīng)用開(kāi)展如定期試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)計(jì)劃合理性評(píng)估等生產(chǎn)活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理，并根據(jù)機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)PSA模型進(jìn)行迭代，更新。

（3）完善風(fēng)險(xiǎn)管理評(píng)估模型同時(shí)開(kāi)展二級(jí)、三級(jí)PSA的研究與開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步補(bǔ)充完善海南核電風(fēng)險(xiǎn)管理體系。

五、總結(jié)

采用概率安全分析手段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理的理念，從某種程度上說(shuō)體現(xiàn)的是中國(guó)的“中庸之道”，是核安全管理的科學(xué)發(fā)展觀，“不墮極端，脫離二邊”，不貪圖短時(shí)的收益而忽視風(fēng)險(xiǎn)，也不畏畏縮縮因循守舊，可歸納為：以嚴(yán)格遵守核安全法規(guī)為基礎(chǔ)，采用概率安全分析（PSA）手段對(duì)核電廠設(shè)計(jì)以及日常活動(dòng)安排進(jìn)行分析，明確機(jī)組安全裕量，在確保機(jī)組運(yùn)行安全的同時(shí)，節(jié)約風(fēng)險(xiǎn)管理成本，提高核電企業(yè)利潤(rùn)。