海洋核動力平臺核安全監(jiān)督初探

呂松澤+劉洪君+蔡琦+蔣立志

摘 要：海洋核動力平臺是海上移動式小型核電站，是小型核反應(yīng)堆與船舶工程的有機結(jié)合，與傳統(tǒng)民用核電站相比具有明顯特殊性。平臺要求能滿足我國現(xiàn)行核安全法規(guī)及導(dǎo)則的要求，而國內(nèi)首創(chuàng)的特性對其核安全監(jiān)督工作提出了更高要求。該文基于海洋核動力平臺的特點分析，提出核安全監(jiān)督的初步思路，并給出海洋核動力平臺系泊試驗、拖動及航行試驗核安全監(jiān)督的詳細要求。該文工作對于未來海洋核動力平臺核安全監(jiān)督工作做出了積極探索，具有一定的促進和參考意義。

關(guān)鍵詞：海洋核動力平臺 核安全監(jiān)督 系泊試驗 初步思路

中圖分類號：TL36 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（a）-0046-03

海洋核動力平臺是指利用浮動平臺建造的核動力裝置，能夠同時提供電、熱、淡水和高溫蒸汽等多種產(chǎn)品，靈活地為海上某個區(qū)域提供充足的電熱能和淡水[1]。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》指出要“開展海上核動力平臺等關(guān)鍵核心技術(shù)”，2016年1月中船重工申報的海洋核動力平臺示范項目工程也獲得批準。

海洋核動力平臺能夠滿足海上油氣開采、深?？臻g站、遠海島礁建設(shè)、沿海島嶼開發(fā)等海上活動的能源需求[2-5]。發(fā)展海洋核動力平臺，能夠滿足多種用途的能源需求，以其高效的靈活性改變傳統(tǒng)海洋能源供應(yīng)格局，確保和維護我國的海洋權(quán)利；發(fā)展海洋核動力平臺，能夠促進軍民融合式發(fā)展，促進中小型反應(yīng)堆通用技術(shù)的積極探索，有利于未來開展遠洋核動力商船和破冰船的研究工作。

海洋核動力平臺是海上移動式小型核電站，是小型核反應(yīng)堆與船舶工程的有機結(jié)合，與傳統(tǒng)民用核電站相比具有明顯的特殊性。平臺要求能滿足我國現(xiàn)行核安全法規(guī)及導(dǎo)則的要求，而國內(nèi)首創(chuàng)的特性對其核安全監(jiān)督工作提出了更高要求。該文基于海洋核動力平臺的特點分析，提出核安全監(jiān)督的初步思路，并給出海洋核動力平臺系泊試驗、拖動及航行試驗核安全監(jiān)督的詳細要求。

1 海洋核動力平臺的特點

海洋核動力平臺的設(shè)計作為軍民融合項目的典型，結(jié)合了陸基民用電廠堆與海基船用堆的特點，因此，具有雙重安全特性。海洋核動力平臺的核安全監(jiān)督工作中，除了要考慮電廠堆的相關(guān)事項，也必須考慮船用堆相關(guān)的海洋條件、艙室結(jié)構(gòu)、運行管理模式等特殊事項。

海洋核動力平臺由于其搭載平臺和運行環(huán)境的特殊性，必然具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量集中、重心低等特點，強調(diào)抗傾斜、搖擺能力和抗沖擊能力，核安全方面主要具有以下特點。

（1）孤島運行、沒有外部電源，安全觀、核安全設(shè)計大不相同。

（2）空間較小、資源限制，艙室結(jié)構(gòu)及反應(yīng)堆系統(tǒng)布置方案各有不同，均影響系統(tǒng)的安全特性。

（3）平臺本身及反應(yīng)堆性能容易受海洋環(huán)境的影響，例如：所處海區(qū)的地理位置、季節(jié)、臺風、洋流、海水腐蝕等。

（4）長期遠離陸地，運行人員與核電站的配置不同、管理模式不同，在海上缺乏技術(shù)支援，操縱員行為將發(fā)揮更明顯作用。

（5）維修保障、故障處置難度大增，換料通常選擇拖回母港或基地的方式。

（6）遠離陸地，需要考慮相關(guān)的安保措施，以保證反應(yīng)堆安全。

（7）相關(guān)標準規(guī)范尚不成熟，相關(guān)核應(yīng)急準備難度巨大。

（8）區(qū)別于民用核電站，海洋核動力平臺還需要經(jīng)過碼頭系泊試驗、海上拖動及航行試驗等，如果平臺本身具有機動功能還會涉及航行試驗。

2 海洋核動力平臺核安全監(jiān)督初步思路

核安全監(jiān)督管理是一項極其重要的核安全工作，可理解為按照國家法律和核安全法規(guī)，依據(jù)生效的監(jiān)督大綱、程序和相關(guān)文件，執(zhí)行日常、例行和非例行監(jiān)督活動，檢查核安全相關(guān)活動與許可證條件的符合性，發(fā)現(xiàn)被監(jiān)督方管理上的弱點，促進被監(jiān)督方加強核安全文化，提高管理水平和能力，從而使得被監(jiān)督方提高涉核系統(tǒng)、設(shè)備、裝備、設(shè)施的可靠性和可用率，降低事件/事故的發(fā)生概率，減緩事故后果，確保核安全和輻射環(huán)境安全。

根據(jù)海洋核動力平臺的特殊性及其特點，核安全監(jiān)督工作也必須考慮船用堆相關(guān)的事項。該文認為在參考民用核電站成熟經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，海洋核動力平臺核安全監(jiān)督還需要考慮以下幾個方面。

（1）安全觀問題，海洋核動力平臺的安全性比陸基核電站有更高要求，必須充分考慮到平臺災(zāi)難與反應(yīng)堆裝置事故的相互影響，從總體安全角度出發(fā)考慮核安全監(jiān)督工作的開展。

（2）由于海洋核動力平臺長期孤島運行，運行人員遠離陸地，運行人員發(fā)揮作用較大，因此，需要考慮到運行人員長期工作的心理狀態(tài)，需要監(jiān)督相關(guān)運行單位是否具有定期心理評估、心理治療等方面的工作，并結(jié)合輻射防護措施評價其效能。

（3）海洋核動力平臺遠離陸地，外部事件復(fù)雜，且容易受敵對勢力、不法分子攻擊，可能造成巨大的損失和破壞，因此，核安全監(jiān)督工作需要考慮平臺所采取的安保體系和措施是否合理、是否有效。

（4）平臺空間狹小、設(shè)備布置復(fù)雜，專設(shè)安全設(shè)施在事故工況下的有效性，放射性廢物包容性，各類應(yīng)急措施、物資的準備與安放是否合理、是否有利用應(yīng)急行動的實施，需要核安全監(jiān)督工作來確認。

（5）針對惡劣的氣候、海洋環(huán)境以及海底地震、海嘯等自然災(zāi)害，響應(yīng)的應(yīng)對措施、應(yīng)急物資是否準備充分、是否演練充分。

（6）換料周期短（相對于船用堆），換料方式獨特（相對于電站堆），需要有針對性的監(jiān)督換料過程，以保證換料過程中的核安全。

（7）加快國內(nèi)相關(guān)法規(guī)標準的補充和建設(shè)，在現(xiàn)有的核安全管理體系中，針對海洋核動力平臺的內(nèi)容進行補充。

（8）海洋核動力平臺的系泊試驗、拖動試驗和航行試驗是特有的，民用核電站核安全監(jiān)督均未涉及，因此，這方面的監(jiān)管需要重點關(guān)注。

3 海洋核動力平臺系泊試驗、拖動及航行試驗的核安全監(jiān)督要求

海洋核動力平臺融合了陸基電廠堆與?；枚训奶攸c，正式投入運行前需要經(jīng)歷碼頭系泊試驗、海上拖動及航行試驗，而民用核電站的核安全監(jiān)督工作暫且沒有相關(guān)經(jīng)驗。該文以海洋核動力平臺系泊試驗、拖動及航行試驗為研究對象，提出系泊試驗、拖動及航行試驗過程中的核安全監(jiān)督具體方案與要求。

3.1 監(jiān)督依據(jù)

海洋核動力平臺系泊、拖動及航行試驗的核安全監(jiān)督依據(jù)《中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例》《核電廠核事故應(yīng)急管理條例》《核電廠營運單位的應(yīng)急準備和應(yīng)急響應(yīng)》等相關(guān)法規(guī)文件執(zhí)行。

3.2 監(jiān)督內(nèi)容

（1）核安全批準文件是否齊全。

（2）密切跟蹤海洋核動力平臺相關(guān)技術(shù)標準、規(guī)范的編制，監(jiān)督設(shè)備安裝調(diào)試、系泊試驗、拖動及航行試驗等涉核活動中有關(guān)法規(guī)標準的落實情況。

（3）平臺建造質(zhì)量保證大綱的執(zhí)行情況。

（4）海洋核動力平臺技術(shù)狀態(tài)。

（5）試驗大綱和試驗操作卡的制定與執(zhí)行情況。

（6）安裝施工、調(diào)試與參試人員資格和培訓(xùn)情況。

（7）輻射防護和放射性廢物管理措施的落實情況。

（8）重要核安全技術(shù)問題的處理程序及解決情況。

（9）核應(yīng)急準備與響應(yīng)預(yù)案。

3.3 監(jiān)督方式

監(jiān)督檢查分日常檢查、見證點現(xiàn)場見證、控制點釋放檢查、重要核安全技術(shù)問題跟蹤檢查四種方式。日常檢查、見證點現(xiàn)場見證及重要核安全技術(shù)問題跟蹤檢查由相關(guān)地區(qū)核安全監(jiān)督站負責實施，控制點釋放檢查由上級部門組織有關(guān)單位組成核安全聯(lián)合檢查組實施。

3.4 核安全控制點設(shè)置

系泊試驗、拖動及航行試驗之前往往需要經(jīng)歷內(nèi)場裝料、平臺裝堆、物理啟動等階段，每個環(huán)節(jié)都需要設(shè)置核安全控制點及釋放條件，將核安全監(jiān)督要求分配至各個環(huán)節(jié)。只有按照各環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容和特殊性設(shè)定控制點及釋放條件，并嚴格執(zhí)行核安全監(jiān)督工作，確認相關(guān)文件齊全、相關(guān)工作落實到位、相關(guān)操作符合流程、相關(guān)預(yù)案完備，才能最終保證整個系泊試驗、拖動及航行試驗滿足相關(guān)核安全要求。各環(huán)節(jié)控制點、釋放條件設(shè)置除了考慮民用核電站的相關(guān)內(nèi)容外，還需要具體參考監(jiān)督對象的具體設(shè)計情況。

（1）反應(yīng)堆內(nèi)場裝料前的控制點設(shè)置：相關(guān)核安全批準文件是否齊全；裝料組織機構(gòu)人員、施工人員資質(zhì)是否合格；裝料施工圖紙、工藝文件、安全分析、操作規(guī)程及事故處理預(yù)案是否齊全；燃料組件各項記錄是否齊全；各類吊車機械狀態(tài)是否良好；裝料場地保障條件是否滿足要求等。

（2）平臺裝堆前的控制點設(shè)置：操作規(guī)程及事故處理預(yù)案是否齊全；平臺上的導(dǎo)向定位裝置是否調(diào)試完畢；裝堆用各類吊車機械是否合格；燃料運輸車輛、道路是否良好；一回路清潔度是否合格；壓力容器是否可靠隔離；中子計數(shù)器檢查是否合格；平臺輻射水平普查是否完畢等。

（3）物理啟動前的控制點設(shè)置：物理啟動組織機構(gòu)健全，人員配置、職責和接口關(guān)系明確；物理啟動人員是否具備相應(yīng)資格，經(jīng)培訓(xùn)并考核合格；物理啟動技術(shù)文件為經(jīng)核安全或技術(shù)線審評后修改的正式文件；已按相關(guān)技術(shù)要求，完成與物理啟動試驗有關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備的冷、熱態(tài)和聯(lián)調(diào)等試驗；反應(yīng)堆及一回路系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)狀態(tài)良好；輻射監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試合格、技術(shù)狀態(tài)良好；二回路、電氣及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)狀態(tài)良好；物理啟動試驗專用儀器調(diào)試合格，滿足試驗條件；反應(yīng)堆預(yù)計臨界棒位已確定；物理啟動故障及事故處理預(yù)案、應(yīng)急預(yù)案完備；物理啟動岸上保障條件滿足試驗要求。

（4）拖動、航行試驗前的控制點設(shè)置：有關(guān)單位運行與技術(shù)保障組織機構(gòu)建全，人員配置、職責和接口關(guān)系明確；運行操縱人員資質(zhì)合格，相關(guān)制度齊全；相關(guān)技術(shù)及管理文件齊全有效，航行試驗用技術(shù)文件應(yīng)是經(jīng)審查認可的正式文件；已按系泊試驗大綱要求，完成核動力裝置相關(guān)系統(tǒng)的系泊試驗項目；反應(yīng)堆及一回路系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)良好；二回路系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)良好；電力系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)正常；航行試驗核應(yīng)急預(yù)案經(jīng)過審批、應(yīng)急準備工作符合預(yù)案要求；試驗試航港區(qū)岸上保障條件滿足試驗要求。

3.5 核安全見證點設(shè)置

需要在反應(yīng)堆內(nèi)場裝料前、平臺裝堆前、物理啟動前和拖動、航行試驗前分別設(shè)置核安全見證點。見證點的具體設(shè)置除了考慮民用核電站的相關(guān)內(nèi)容外，還需要具體參考監(jiān)督對象的具體設(shè)計情況。

（1）反應(yīng)堆內(nèi)場裝料前的見證點設(shè)置：裝料前吊籃的清潔度、水平度檢查；首組燃料組件吊裝入籃；末組燃料組件吊裝入籃；裝料后吊籃整體清潔封裝等。

（2）平臺裝堆前的見證點設(shè)置：壓力容器清潔度檢查；壓力容器密封面的表面質(zhì)量及水平度檢查；裝堆所用吊裝工具檢查；堆芯組件經(jīng)專用運輸工具運送至碼頭；吊籃、中子源等堆內(nèi)組件及壓力容器頂蓋安裝；反應(yīng)堆首次第一階段充水等。

（3）物理啟動前的見證點設(shè)置：冷態(tài)臨界試驗；“卡棒”次臨界度測量和“卡棒”準則驗證；控制棒束棒冷態(tài)積分價值測量；冷態(tài)停堆深度測量；堆芯徑向冷態(tài)中子通量密度分布對稱性試驗；控制棒組棒微分價值與積分價值測量；等溫溫度系數(shù)測量；零功率額定溫度壓力熱態(tài)臨界棒位測量；控制棒束棒熱態(tài)落棒時間測量等。

（4）拖動、航行試驗前的見證點設(shè)置：反應(yīng)堆及一回路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)運行特性的驗證試驗等。

4 結(jié)語

該文探討了海洋核動力平臺的發(fā)展需求與意義，分析其核安全特點與影響因素，針對性提出了核安全監(jiān)督的初步思路，并以海洋核動力平臺系泊試驗、拖動、航行試驗為場景，提出了核安全監(jiān)督工作的詳細要求。目前海洋核動力平臺的發(fā)展還處于初始階段，相關(guān)核安全監(jiān)督要求存在不足，該文工作對于未來海洋核動力平臺核安全監(jiān)督工作做出了積極探索，具有一定的促進和參考意義。

參考文獻

[1] 王瑋，劉聰，陳智，等.浮動式核電站載體初步技術(shù)方案研究[J].科技視界，2015（36）：37-38.

[2] 馬云甲.構(gòu)建中國海洋核動力平臺產(chǎn)業(yè)基地[J].中國軍轉(zhuǎn)民，2015（9）：62-64.

[3] 趙丹.中船重工、中廣核集團合作建設(shè)海上核動力平臺項目[J].船艇，2016（3）：28.

[4] 羅琦.盡快開展南海核動力能源平臺建設(shè)[J].中國核工業(yè)，2014（3）：43.

[5] 秦蕊，李清平，姜哲，等.深?？臻g站在海上油氣田開發(fā)中的應(yīng)用[J].石油機械，2016，44（1）：51-54.