浮動堆實物保護系統(tǒng)研究設(shè)計初探

■中國核電工程有限公司 汪永忠

隨著我國海洋戰(zhàn)略的深入實施，利用海上浮動平臺建造的可移動式小型核電裝置（以下簡稱“浮動堆”），能滿足區(qū)域供電、區(qū)域供熱、海上石油開采、化工、極地或偏遠地區(qū)、孤島、軍事設(shè)施等特殊需要，是我國未來海洋戰(zhàn)略及海上安全的重要保障措施之一。

針對浮動堆建立一套安全有效的實物保護系統(tǒng)是浮動堆安全運行的重要組成部分之一。

浮動堆技術(shù)特點分析

浮動堆是指利用浮動平臺建造的移動式核電站，針對浮動堆的建設(shè)與運行管理，目前主要有以下幾方面的總體要求：

1.滿足現(xiàn)行核安全法規(guī)基本要求，遵照核安全法規(guī)、導則和標準，并以國際原子能機構(gòu)和國外核電先進國家的規(guī)范標準作為補充和參考。

2.滿足核安全局發(fā)布的《浮動核電站外部事件設(shè)計基準》《小型壓水堆核動力廠安全審評原則（試行）》相關(guān)要求。

3.在傾覆水淹時，反應堆應能安全停堆。

4.適應我國近海靠岸，具備多環(huán)境條件下工作的要求。

根據(jù)浮動堆的總體要求，為保障核動力裝置的非能動安全系統(tǒng)要求，浮動堆平臺應具有足夠的強度能夠滿足各種可能的載荷要求，能夠滿足各種工況下平臺的運動、加速度在不超過核反應裝置極限值的情況下實現(xiàn)預定功能。針對上述基本要求，目前國內(nèi)在研的多個商用浮動堆均采用雙殼、雙底的單船體型船型方案作為核反應裝置的浮動平臺。

浮動堆實物保護系統(tǒng)建設(shè)的基本原則要求

根據(jù)浮動堆建設(shè)的總體要求，深入分析國內(nèi)現(xiàn)行核設(shè)施實物保護的相關(guān)法規(guī)和標準要求，及國外關(guān)于浮動堆安全保護的基本原則，浮動堆實物保護系統(tǒng)建設(shè)應滿足以下基本原則要求：

1.浮動堆實物保護的建設(shè)必須滿足核設(shè)施分級分區(qū)保護的基本原則，必須滿足國家關(guān)于核材料和核設(shè)施管制的基本要求。

2.浮動堆應根據(jù)所確定的實物保護級別設(shè)置多重實體屏障，配置多層次、不同技術(shù)的入侵防御系統(tǒng)，以保證實物保護系統(tǒng)的均衡有效。

3.浮動堆實物保護的建設(shè)要能夠?qū)崿F(xiàn)探測、延遲和響應三要素的協(xié)調(diào)，做到與人防、技防的有機結(jié)合，建立起一套完整、可靠、有效的安保體系。

4.浮動堆實物保護的建設(shè)必須能應對設(shè)計基準威脅中所涉及的各種威脅。

浮動堆重要保護目標分析

相對于陸上堆，為提高浮動堆的安全性，浮動堆內(nèi)不設(shè)置燃料廠房。同時浮動堆采用能動與非能動相結(jié)合的安全設(shè)計，具有對嚴重事故進行預防和緩解的措施。鑒于浮動堆的堆型結(jié)構(gòu)和工藝方案，實物保護根據(jù)核安全導則相關(guān)標準把反應堆廠房、主控室、遠程停堆控制室、安全級柴油機組和蓄電池組列為重要保護目標。后續(xù)還需要根據(jù)安全概率的分析結(jié)論，開展進一步的研究分析工作，以確認浮動堆內(nèi)的重要保護目標。

浮動堆實體屏障設(shè)計

控制區(qū)實體屏障：由于浮動堆一般用于區(qū)域供電、區(qū)域供熱、海上石油開采、化工、極地或偏遠地區(qū)、孤島，因此其運行時一般是采用靠泊在棧橋或碼頭，處于一個相對靜止穩(wěn)定的環(huán)境下。根據(jù)該特點，實物保護可在浮動堆外圍的海面上設(shè)置連續(xù)浮漂，把連續(xù)浮漂作為控制區(qū)邊界，以阻止無關(guān)船只的非法闖入。同時在碼頭上設(shè)置控制區(qū)出入口，用于對進出控制區(qū)的人員和物資進行出入控制和安全檢查。

保護區(qū)實體屏障：浮動堆單體采用雙殼、雙底、局部雙層甲板鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，六面堅固，具有良好完整性。實物保護可以把浮動堆船體鋼制外殼作為保護區(qū)邊界，把每一個浮動堆作為一個獨立的保護區(qū)進行保護。

要害區(qū)實體屏障：浮動堆要害區(qū)實體屏障以浮動堆內(nèi)受保護的重要保護目標為保護對象，將重要保護目標所在分艙劃分為要害區(qū)，按要害區(qū)的要求進行保護。

其他：由于浮動堆水域環(huán)境復雜，為保證浮動堆的安全，實物保護可在浮動堆控制區(qū)實體屏障外側(cè)設(shè)警戒區(qū)，對過往的船只進行實時監(jiān)控。通過設(shè)置定向告警裝置，警告進入警戒區(qū)的船只遠離控制區(qū)邊界。

浮動堆實物保護系統(tǒng)設(shè)計研究

通過對浮動堆實物保護運行管理的需求進行分析，浮動堆實物保護系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)架與現(xiàn)有陸上堆實物保護系統(tǒng)的構(gòu)架要求基本一致，即其系統(tǒng)構(gòu)架由出入口控制系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安保照明系統(tǒng)、安保通信系統(tǒng)、安保供電系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)和集成管理系統(tǒng)等組成。同時由于浮動堆是一個系統(tǒng)設(shè)備布置高度密集并相對緊湊的場所，因此浮動堆實物保護需要結(jié)合各子系統(tǒng)的特點，在滿足各自性能及標準要求的條件下，與浮動堆內(nèi)其他子系統(tǒng)兼營運行。如把安保照明、安保通信、安保供電這幾個子系統(tǒng)與堆內(nèi)的其他系統(tǒng)等進行融合。

1.出入口控制系統(tǒng)。浮動堆需設(shè)置獨立的出入口控制系統(tǒng)。根據(jù)邊界防護和重要目標保護的原則，浮動堆在各相關(guān)出入口應采用多種識別措施進行人員身份識別，實現(xiàn)對進出人員的安全管理。同時出入口控制系統(tǒng)應滿足核設(shè)施分區(qū)分級的控制要求，采用逐級進出的原則進行出入控制，并具備多個邏輯區(qū)域劃分和聯(lián)動控制的基本功能。

2.入侵報警系統(tǒng)。浮動堆入侵探測報警應滿足盡早探知外界入侵，為響應力量贏得更多響應時間的基本要求。通過對浮動堆可能遭受到的水下、水面、空中威脅要素進行分析和歸類，浮動堆的入侵探測可以分成室外和室內(nèi)兩部分。

（1）室外入侵探測系統(tǒng)。室外入侵探測系統(tǒng)主要是設(shè)置各種類型的室外入侵探測報警設(shè)備以應對外部敵手可能通過水下、水面、低空所采取的入侵。

（2）室內(nèi)入侵報警系統(tǒng)。室內(nèi)入侵報警系統(tǒng)主要是以浮動平臺的艙壁為界，實現(xiàn)對核心區(qū)域的全方位探測防護。系統(tǒng)通過在浮動堆內(nèi)各主要通道和所有受控區(qū)域設(shè)置入侵探測設(shè)備，做到全方位、無死角覆蓋。

3.視頻監(jiān)控系統(tǒng)。為配合入侵探測系統(tǒng)的有效運行，視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要在室外設(shè)置可見光和紅外光組成的光電復核設(shè)備，并通過集成管理系統(tǒng)的聯(lián)動控制，實現(xiàn)對受控區(qū)域內(nèi)探測目標的自動復核。同時對堆倉內(nèi)的各類通道和所有需要重點保護的區(qū)域，設(shè)置數(shù)字攝像機，配套視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析功能的綜合運用，實現(xiàn)浮動堆內(nèi)無死角覆蓋，實現(xiàn)入侵報警的自動復核功能。

4.集成管理系統(tǒng)。集成管理系統(tǒng)是將入侵報警系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安保對講系統(tǒng)、安保照明及安保供電系統(tǒng)集成為一體。各系統(tǒng)通過集成管理系統(tǒng)的專用局域網(wǎng)互聯(lián)互通，形成一套功能完整、界面統(tǒng)一、數(shù)據(jù)庫共享的安全防范系統(tǒng)。集成管理系統(tǒng)通過設(shè)置獨立的網(wǎng)絡(luò)交換機和網(wǎng)控設(shè)備，并采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，以保證系統(tǒng)在組網(wǎng)連接故障或浮動堆停堆換料時可保持獨立運行。

人防設(shè)置

完整意義上的實物保護是由技防和人防兩部分組成。建立一套行之有效的人防系統(tǒng)是保證實物保護系統(tǒng)有效運行的必要條件。

人防系統(tǒng)的最大作用在于快速響應。由于浮動堆停泊于海面或靠泊于港口，遇到緊急情況后，受多種因素影響，外部響應力量很難在第一時間到達，因此浮動堆的快速響應必須依托自身力量，應根據(jù)實物保護設(shè)計基準威脅所給出的參數(shù)，把響應力量前置，并配置相應的武器裝備，以應對各種突發(fā)情況。因此浮動堆需設(shè)置專職保衛(wèi)部門，配置數(shù)量足夠的專職保衛(wèi)人員，以滿足安全防護的各項工作。

結(jié)束語

浮動堆實物保護系統(tǒng)的研究設(shè)計是一個相對較新的課題。如何構(gòu)建一套安全有效，并具有浮動堆技術(shù)防護特點的實物保護系統(tǒng)，還處于探索階段，其中水下探測報警與報警復核的研究是需要重點深入的內(nèi)容。

浮動堆是一個相對獨立的核設(shè)施，在構(gòu)建實物保護系統(tǒng)時，不僅要滿足法規(guī)的要求，更應充分考慮主體工程運行特點、人防配置及系統(tǒng)運行環(huán)境。只有綜合上述全部因素，才能設(shè)計出完整性與經(jīng)濟性均相適宜的浮動堆實物保護系統(tǒng)?！?/p>