摘 要:方家山核電工程事故規(guī)程依照參考電站采用事件導(dǎo)向法。對于消防事故規(guī)程，結(jié)合目前國內(nèi)外同類核電站的運行經(jīng)驗和方家山核電工程的實際情況，提出三個解決方案。針對每個方案，從安全性、技術(shù)可行性及工程進度等方面展開論證，最終對本工程消防事故規(guī)程給出合理建議。

關(guān)鍵詞:消防事故規(guī)程;消防行動卡;FAIOp;I4D

中圖分類號:TL82 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0120-03

一、引言

根據(jù)秦山核電聯(lián)營公司的要求，方家山核電工程事故規(guī)程依照參考電站(嶺澳核電站一期工程)采用事件導(dǎo)向法(EOP)。

嶺澳一期工程參照大亞灣核電站針對每個防火分區(qū)為值長、副值長、主控制室操縱員、現(xiàn)場操縱員建立了4個層次的消防行動卡。但其在火災(zāi)事故處理中存在程序缺陷，即沒有指導(dǎo)主控制室操縱員在火災(zāi)情況下控制機組的事故響應(yīng)規(guī)程，具體表現(xiàn)為:消防行動卡針對操縱員的指令中不涉及機組的運行控制;事故規(guī)程體系中沒有包含火災(zāi)的事故情況。

在十年安全審查中，大亞灣核電站針對上述問題進行了相關(guān)研究，并參考法國電力公司(EDF)早期對CPY機組消防改進的經(jīng)驗，提出引入一份專門的火災(zāi)事故規(guī)程I4D，用于處理電氣廠房內(nèi)一場假想的最惡劣的火災(zāi)事故—火災(zāi)導(dǎo)致全部失去A列。但由于各種原因，這項改進并未最終實施。

嶺澳二期工程事故處理采用了國際上先進的狀態(tài)導(dǎo)向法(SOP)，并同時引入了消防事故規(guī)程(FAIOp)。FAIOp是SOP框架下的消防規(guī)程，作為SOP的一部分，它與SOP相關(guān)規(guī)程互相支持，并以SOP83作為接口文件。同SOP文件組織模式一樣，F(xiàn)AIOp包括FAIOp rule和FAIOp instruction，其中FAIOp rule主要描述火災(zāi)情況下的機組操作要求，并對這些操作要求給予解釋和論證;FAIOp instruction則是詳細的由操縱員直接使用的操作規(guī)程。

據(jù)悉，法國已于2006年完成了對其所有CPY機組事故規(guī)程的改進，即全部采用了SOP，并相應(yīng)采用了FAIOp作為消防事故規(guī)程。

二、問題及對策

本工程消防事故處理采用哪種方式?

根據(jù)目前國內(nèi)外同類核電站的消防事故規(guī)程的應(yīng)用情況和方家山核電工程的實際情況，我們設(shè)想了三個方案:(1)與參考電站一致，在每個防火分區(qū)為值長、副值長、主控制室操縱員、現(xiàn)場操縱員建立4個層次的普通意義上的消防行動卡;(2)參考EDF早期對CPY機組消防改進的經(jīng)驗，在電氣廠房相關(guān)A列防火分區(qū)建立I4D規(guī)程，用于處理導(dǎo)致全部失去A列的火災(zāi)事故;(3)在嶺澳二期基礎(chǔ)上將FAIOp根據(jù)EOP的要求進行適當調(diào)整，應(yīng)用于本工程。

三、論述

方案(一)

由于同參考電站一致，方法論上不會有太多問題?？紤]方家山工程對核島廠房進行了全面的防火分區(qū)，消防行動卡數(shù)量將大量增加。

如前文所述，由于沒有指導(dǎo)主控制室操縱員在火災(zāi)情況下控制機組的事故響應(yīng)規(guī)程，本方案在火災(zāi)情況下存在運行安全隱患，主要表現(xiàn)為:如果在機組正常情況下發(fā)生火災(zāi)時，操縱員不能根據(jù)火災(zāi)所造成的具體情況(如哪些設(shè)備或信息不可用，及在這些設(shè)備或信息不可用的情況下是否存在可靠的替代措施等)設(shè)定機組的后撤模式，且不能準確地根據(jù)火災(zāi)后可用的設(shè)備或信息引導(dǎo)機組到安全狀態(tài);

如果事故后長期階段發(fā)生火災(zāi)(根據(jù)CPY機組防火指南中的設(shè)計原則，需考慮事故發(fā)生6~12小時之后的火災(zāi))，操縱員無從掌握哪些設(shè)備或信息不可用，如果此時仍盲目地根據(jù)EOP處理已發(fā)生的事故，勢必會造成運行偏差并帶來安全問題。

目前，火災(zāi)對核安全的影響分析在國際上日益受到重視，防火設(shè)計的要求也越來越高。概率風(fēng)險評價的結(jié)論表明火災(zāi)是核電廠運行安全風(fēng)險的重要貢獻之一。在過去的二十年里，應(yīng)用于火災(zāi)安全、防火技術(shù)和相關(guān)的分析技術(shù)方面的設(shè)計與管理要求已取得長足的進展，同時，在世界范圍內(nèi)，正在進行實質(zhì)性的努力實施這些進展，以提高新建和運行核電站的防火安全水平。在國際原子能機構(gòu)對我國壓水堆核電站進行例行檢查時，曾明確提出我國運行核電站在消防規(guī)程方面的不足之處。

鑒于目前方家山核電工程處理事故規(guī)程的原則及現(xiàn)狀，采取此方案會存在消防行動卡數(shù)量增加和可能產(chǎn)生運行偏差的現(xiàn)象。

方案(二)

I4D規(guī)程是大亞灣核電站在十年安全審查中針對消防事故處理缺陷計劃引入的一個消防事故規(guī)程，與EOP其它規(guī)程一樣，它是一個自支持文件，不需要與其它規(guī)程交叉使用。

I4D事故規(guī)程適用條件:機組處于正常運行工況(RRA未連接)，在A列電氣廠房某些特定房間發(fā)生嚴重火災(zāi)，而沒有得到有效控制。

I4D覆蓋的區(qū)域:火災(zāi)可能造成較大危害的所有A列房間，如電纜層、配電盤及蓄電池間、繼電器間、反應(yīng)堆保護系統(tǒng)機柜間和應(yīng)急停堆工作站控制室等，主要集中在電氣廠房和連接廠房(非控制區(qū))。

I4D基本運行策略:

切斷所有A列設(shè)備供電

使用“最小運行方式”設(shè)備將機組帶到安全停堆狀態(tài):

-一回路壓力0.45Mpa，

-一回路溫度180℃，

-具有冷停堆硼溶濃度的中間停堆狀態(tài)。

“最小運行方式”設(shè)備:

所謂最小運行方式設(shè)備是指，執(zhí)行與I4D規(guī)程有關(guān)的運行操作時，操縱機組達到預(yù)期的安全停堆狀態(tài)所必須的設(shè)備，包括必要的B列執(zhí)行機構(gòu)、測量儀表、配電盤，以及個別屬于A列的控制閥，如RCV 061VP和ASG136VV。

對于“最小運行方式”設(shè)備，包括其電纜，必須保證其在火災(zāi)情況下可用。

I4D規(guī)程存在如下缺點:I4D僅僅是電氣廠房火災(zāi)事故規(guī)程，它僅適用于電氣廠房某些特定的房間;與EOP規(guī)程一樣，I4D規(guī)程也是基于既定的操作策略，而火災(zāi)情況下實際需要處理的工況與預(yù)定工況相比往往有所偏差。

綜上所述，運用I4D規(guī)程會與事故或火災(zāi)情況下的電廠運行狀況存在一定的差距，目前缺少I4D規(guī)程的相關(guān)技術(shù)資料和有效的技術(shù)支持。

方案(三)

FAIOp編制主要基于火災(zāi)薄弱環(huán)節(jié)分析后果，當某些防火分區(qū)的火災(zāi)可能導(dǎo)致重要功能失效并且給機組操作帶來困難時，則需要編制FAIOp以幫助操縱員完成相關(guān)操作。簡單的判定標準是，如果火災(zāi)情況下需要執(zhí)行SOP，則同時有必要完成FAIOp中的操作要求。

FAIOp主要操作策略如下:執(zhí)行預(yù)備行動和斷電程序(為了減少設(shè)備不可預(yù)見性動作的風(fēng)險)，列出失效的NSSS功能和支持功能清單。

除此之外:根據(jù)火災(zāi)后可用的設(shè)備和信息，設(shè)定了機組可到達的后撤狀態(tài)，列出了確保SOP正確導(dǎo)向必需的且可能受火災(zāi)影響的信息，列出了由OTS監(jiān)測的失效設(shè)備，列出了可能產(chǎn)生的SOP偽報警。

需要指出，當火災(zāi)情況下不需要執(zhí)行SOP規(guī)程時，則無需編制FAIOp。

FAIOp根據(jù)下列不同的機組初始狀態(tài)而采取不同程度的操作策略:

FAIOp要全部執(zhí)行，對應(yīng)機組初始狀態(tài)如下:

火災(zāi)在機組正常情況下發(fā)生且機組在正常的操作程序下;火災(zāi)在機組正常情況下發(fā)生，當火災(zāi)確認時，DOS已經(jīng)在運行;火災(zāi)在機組正常情況下發(fā)生，當火災(zāi)確認時，ECP1(或ECPR1，ECPRO)已經(jīng)在運行;火災(zāi)在機組正常情況下發(fā)生，當火災(zāi)確認時，ECP1(或ECPR1，ECPRO)已經(jīng)在運行，且安注已經(jīng)投入(由火災(zāi)引起的誤安注)。

FAIOp僅部分執(zhí)行，即執(zhí)行FAIOp中“SOP必要的且可能受到火災(zāi)影響的信息清單，對應(yīng)機組初始狀態(tài)如下:

火災(zāi)在事故后長期階段發(fā)生，且ECP/R>1正在執(zhí)行。

FAIOp與SOP的接口關(guān)系如圖1、圖2。

通過上述可以看出，F(xiàn)AIOp并不是一個獨立的自我支持文件，在處理火災(zāi)事故時，它需要與其它SOP交互使用。另外，無論是建立原則，還是章節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計和具體運用中的導(dǎo)入導(dǎo)出原則均與SOP密切相關(guān)。

所以，將FAIOp進行改進應(yīng)用在EOP體系中將有諸多因難，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1.設(shè)置原則

SOP體系中，在判定一個防火分區(qū)是否需要編制FAIOp時，最根本的原則是火災(zāi)是否會導(dǎo)致SOP的運用，EDF在運用中已總結(jié)出三個簡單易行的判定原則，即當火災(zāi)引起的可能危害會導(dǎo)致下述情況時，則建立FAIOp:失去一個支持功能;可預(yù)見的或已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)堆跳閘，同時伴隨NSSS正常運行功能失效;某個NSSS正常運行功能失效能夠?qū)е率录矐B(tài)或事故瞬態(tài)(例如，一回路單相狀態(tài)下失去RCV下泄功能)。

如果將FAIOp應(yīng)用到EOP中，必須建立一套相應(yīng)的FAIOp編制原則，即給出一個可靠且易于操作的方法以確定在什么情況下需要編制FAIOp。

2.規(guī)程內(nèi)容

FAIOp主要包括以下章節(jié):預(yù)備行動，斷電程序，失效功能記憶(包括NSSS功能和支持功能)，后撤模式，OP所必須的且在火災(zāi)情況下可能破壞的信息，其它可能的失效信息(包括OTS監(jiān)測設(shè)備信息，其它SOP測量信息，SOP誤報警等)。

從上述內(nèi)容可以看出，F(xiàn)AIOp大部分內(nèi)容是為了輔助執(zhí)行SOP，其規(guī)程本身不能獨立地將機組帶到一個既定的后撤模式。而EOP規(guī)程則是自我支持規(guī)程，因此將FAIOp應(yīng)用到EOP體系中需根據(jù)EOP相關(guān)規(guī)程對其作大量補充，并將二者進行有機地結(jié)合。

另外，在很多情況下，為了保證SOP規(guī)程體系的一致性，F(xiàn)AIOp的預(yù)備行動中的操作模塊直接引用了EFS或EFC規(guī)程的操作模塊，如ASG泵的管理，全廠斷電程序等。顯然，這種操作本身是基于狀態(tài)導(dǎo)向的原理。在EOP體系中使用時，類似操作必須根據(jù)EOP操作模式作相應(yīng)修改。

3.規(guī)程接口

如上文所述，在處理火災(zāi)事故時，F(xiàn)AIOp需要與其它SOP文件交互使用，所以在SOP規(guī)程中有多處火災(zāi)監(jiān)視模塊和火災(zāi)初始導(dǎo)向模塊(IO)，舉例如下:

通過上圖可以看出，F(xiàn)AIOp穿插于SOP各個規(guī)程中。除此之外，F(xiàn)AIOp運用策略(全部運用或部分運用)與機組狀態(tài)和SOP規(guī)程執(zhí)行狀態(tài)密切相關(guān)。如果將FAIOp運用于EOP體系中將有如下兩種選擇:

延用FAIOp原來的“非自支持”設(shè)計理念，F(xiàn)AIOp與EOP穿插使用，這種情況下，需重新設(shè)計FAIOp與EOP規(guī)程的接口，修改EOP規(guī)程，并需要重新研究在EOP體系中FAIOp的運用策略。

參考EOP規(guī)程設(shè)計理念，將FAIOp設(shè)計為自支持文件，即火災(zāi)事故情況下，獨立運用FAIOp將機組帶到后撤模式，這種情況下需大量根據(jù)EOP規(guī)程調(diào)整FAIOp規(guī)程。

4.設(shè)計驗證、安全審評及進度

FAIOp和I4D規(guī)程均是EDF成熟的設(shè)計，它們分別應(yīng)用于SOP體系和EOP體系，其設(shè)計均得到了法國核安全局(ASN)的認可，并經(jīng)過了設(shè)計驗證和工程實踐。

通過以上論述可以看出，如果將FAIOp運用于EOP體系中，F(xiàn)AIOp內(nèi)容需作大量的修改，同時要借助于大量的基于EOP的支持性研究。這項工作在國內(nèi)外均無任何經(jīng)驗可談，如果將其應(yīng)用到具體工程中，必須經(jīng)過設(shè)計驗證和國家核安全局的認可，過程中存在許多不可預(yù)料的因素，由于FAIOp與SOP規(guī)程之間聯(lián)系緊密，并不是一個獨立的火災(zāi)情況下的處理規(guī)程，因此能否將FAIOp規(guī)程進行整改以符合EOP編制原則、滿足進度要求并適用于工程實踐，目前還是一個未知數(shù)。

四、結(jié)語

方家山核電工程是我國完全自主設(shè)計的第一個百萬千瓦級壓水堆核電工程，因此，方家山核電工程技術(shù)方案在滿足“采用新技術(shù)，應(yīng)用新標準”的同時，必須成熟可靠，以避免不必要的潛在風(fēng)險。

本工程消防設(shè)計以嶺澳核電站一期工程為參考電站，并參照嶺澳核電站二期工程已經(jīng)實施的消防改進，進行消防設(shè)計。但鑒于EOP規(guī)程在本工程中的使用，消防事故規(guī)程必須做出調(diào)整。如果采用方案一，即參考嶺澳一期工程中消防事故處理的模式，會導(dǎo)致業(yè)主編制消防行動卡數(shù)量增加并存在運行偏差的可能性;如果采用方案三，即將FAIOp從SOP中剝離出來應(yīng)用于本工程的EOP，首先要研究EOP設(shè)計原理，其次要對FAIOp與SOP的接口進行逐一核查，同時找出與EOP的合理接口，并調(diào)整FAIOp內(nèi)容以適應(yīng)EOP的編制原則，此項工作需消耗大量的人力、物力進行相關(guān)支持性研究，且其過程中存在過多未知因素，因此不能保證在缺乏相應(yīng)技術(shù)支持的條件下此項工作能順利完成。

綜上所述，雖然I4D規(guī)程并不是一個完美的消防事故規(guī)程，但考慮其與EOP規(guī)程的兼容性，且在法國核電站有工程應(yīng)用的實踐，建議在本工程中采用方案(二)，即引入I4D規(guī)程。但是，由于I4D規(guī)程在國內(nèi)核電站沒有應(yīng)用的實例，具體實施中除了需要積極同相關(guān)行業(yè)進行技術(shù)交流外，還應(yīng)針對本工程開展進一步的研究。

參考文獻:

[1]Design and construction rules for fire protection in PWR nuclear power plants RCC-I，Revision 4，October 1997，EDF

[2]Referentiel des exigences de surete des tranches REP 900 CPY directives incendie，ENSIN/94082B，EDF SEPTEN