摘要：在日本福島核事故發(fā)生后，世界各國(guó)充分認(rèn)識(shí)到了核電安全工作的重要性，將其提升至一個(gè)更高的戰(zhàn)略高度進(jìn)行審視和評(píng)價(jià)，并紛紛完善和建立了預(yù)防工作機(jī)制。從之前世界各國(guó)所發(fā)生的大型核事故中可以看出，核電機(jī)組在出現(xiàn)瞬態(tài)期間的控制策略選擇是影響核事故發(fā)生的重要原因之一。針對(duì)這一問(wèn)題，我國(guó)相關(guān)部門(mén)必須加大對(duì)核電機(jī)組的管理力度，提高專業(yè)技術(shù)人員核電廠安全監(jiān)管能力。此外，核電廠雖然僅僅是一個(gè)發(fā)電單位，但由于反應(yīng)堆的特殊性，使得核電廠在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中需要有大量可靠的電源來(lái)保證反應(yīng)堆的余熱能夠順利導(dǎo)出，最終使反應(yīng)堆進(jìn)入安全狀態(tài)，進(jìn)而避免核事故的出現(xiàn)?，F(xiàn)階段，核電機(jī)組在實(shí)際發(fā)電過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因核電機(jī)組失去廠外電源而發(fā)生核電事故，進(jìn)而加劇了核電機(jī)組在該類事故工況下的控制難度，威脅機(jī)組的核安全?，F(xiàn)針對(duì)核電機(jī)組失去廠外電源的情況，提出了相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)措施，以便能夠及時(shí)采取合理的操作，避免核電事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：核電機(jī)組;廠外電源;應(yīng)急響應(yīng)

0 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步，核電廠成為了世界各國(guó)重要的電力來(lái)源。但鑒于核電廠的特殊性，核電機(jī)組的工作人員在實(shí)際工作過(guò)程中必須嚴(yán)格按照規(guī)定的操作標(biāo)準(zhǔn)對(duì)核電設(shè)備進(jìn)行規(guī)范化操作，避免因人為原因?qū)е潞耸鹿实陌l(fā)生。2011年3月11日，日本東部發(fā)生了9級(jí)大地震，地震引發(fā)了海嘯，當(dāng)日日本東部的5個(gè)核電廠均受到了此次自然災(zāi)害的影響，損失慘重。其中，日本福島第一核電站和第二核電站遭受的影響最大，因地震、海嘯原因當(dāng)日兩個(gè)核電站向外界釋放出了大量的放射性物質(zhì)，嚴(yán)重威脅到了周邊人民的人身安全。

后期研究發(fā)現(xiàn)，此次核電廠出現(xiàn)事故的根本原因是惡劣自然災(zāi)害的出現(xiàn)導(dǎo)致周邊的核電廠在當(dāng)日完全斷電，失去最終熱阱，堆芯喪失冷卻功能超過(guò)14 h，直至導(dǎo)致堆芯融化。對(duì)于核電廠而言，失去了廠外電源是導(dǎo)致此次核電事故發(fā)生的主要原因之一。

針對(duì)此次事件，世界各國(guó)開(kāi)始高度關(guān)注核電廠的安全問(wèn)題，將安全放在了核電發(fā)展的第一位，進(jìn)一步改進(jìn)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，提高應(yīng)急響應(yīng)能力，在核電機(jī)組失去廠外電源時(shí)能夠第一時(shí)間找到應(yīng)急措施，避免事故的發(fā)生，將損失降到最小。

1 失去廠外電源的原因

為了從真正意義上做好核電機(jī)組意外事故的防范工作，我們必須學(xué)會(huì)從以往的核電事故中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)而有針對(duì)性地找到相應(yīng)的解決措施。為此，本文對(duì)世界各國(guó)過(guò)去核電機(jī)組因失去廠外電源而出現(xiàn)意外事故的相關(guān)事件進(jìn)行了研究調(diào)查，研究表明，影響該事故出現(xiàn)的因素有很多，其中較為常見(jiàn)的因素有臺(tái)風(fēng)、海嘯、高壓絕緣子上的積塵、周邊惡劣的天氣等。此外，表現(xiàn)較為明顯的有以下幾個(gè)原因：

1.1 ? ?電網(wǎng)設(shè)備維修

研究發(fā)現(xiàn)，核電機(jī)組發(fā)生失去廠外電源情況的原因是由一些超出電廠控制范圍的設(shè)備引起的。常見(jiàn)的故障有輸電線路或電網(wǎng)變電站設(shè)備故障，這些故障將會(huì)成為引發(fā)核電機(jī)組失去廠外電源的主要原因，進(jìn)而導(dǎo)致核電事故的發(fā)生。此外，研究發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)大一部分失去廠外電源的情況是由一些屬于電站管轄范圍之內(nèi)的電氣開(kāi)關(guān)站和中間配電系統(tǒng)之間的故障引發(fā)的。同普通廠外電源控制不同，以上這些事件的發(fā)生在很大程度上同開(kāi)關(guān)站設(shè)備、其他高壓配電設(shè)備的預(yù)防性維修有關(guān)。事實(shí)表明，一臺(tái)發(fā)電機(jī)母線出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致核電機(jī)組完全失去廠外電源，進(jìn)而促使整個(gè)核電作業(yè)出現(xiàn)故障。為此，電網(wǎng)設(shè)備維修工作將成為影響核電機(jī)組失去廠外電源的重要因素。

1.2 ? ?與電網(wǎng)調(diào)度的協(xié)調(diào)

除電網(wǎng)設(shè)備維修工作以外，與電網(wǎng)調(diào)度的協(xié)調(diào)效果將成為影響核電作業(yè)的又一因素。一般來(lái)說(shuō)，在核電作業(yè)中電網(wǎng)調(diào)度編制的輸變電設(shè)備維修和相關(guān)工作計(jì)劃是同核電站的作業(yè)周期相一致的，要想保證核電站正常運(yùn)行，就需要做好兩者之間的協(xié)調(diào)工作，盡可能使得核電站的母線檢修和試驗(yàn)計(jì)劃安排在同一時(shí)點(diǎn)上，盡可能做好相應(yīng)的協(xié)調(diào)工作。在實(shí)際核電作業(yè)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因電網(wǎng)調(diào)度協(xié)調(diào)工作存在問(wèn)題而導(dǎo)致核電機(jī)組失去廠外電源，進(jìn)而促使核電站無(wú)法安全停堆，引起核事故。因此，核電站的工作人員需要提前做好安全系統(tǒng)的防護(hù)工作，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)找到故障所在，進(jìn)而尋找到有效地解決方案。

2 失去廠外電源對(duì)核安全的影響

2.1 ? ?失去廠外電源時(shí)安全系統(tǒng)動(dòng)作后的復(fù)位

需要明確的是，核電廠在失去廠外電源后，很容易在電廠內(nèi)部形成一系列負(fù)面影響。為解決突發(fā)性的廠外電源失聯(lián)現(xiàn)象給核電廠作業(yè)帶來(lái)的影響，核電廠有針對(duì)性地設(shè)定了失去廠外電源后安全系統(tǒng)動(dòng)作后的復(fù)位。在核電作業(yè)中一旦核電機(jī)組因一些外界因素失去了廠外電源，將會(huì)引發(fā)其內(nèi)部安全系統(tǒng)按要求進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)作，進(jìn)而給核電廠提供應(yīng)急電源。大多數(shù)核電站，在該事故發(fā)生時(shí)會(huì)自動(dòng)采取相應(yīng)措施，進(jìn)而在失去廠外電源時(shí)能夠自動(dòng)使核電站處于安全停堆狀態(tài)。待電廠恢復(fù)廠外供電時(shí)，核電廠的技術(shù)人員能夠手動(dòng)復(fù)位安全系統(tǒng)。此外，一些非計(jì)劃停堆在復(fù)位工作中需要進(jìn)行大量的操作，進(jìn)而加劇了操作人員的工作難度。一旦安全系統(tǒng)不能夠得到及時(shí)復(fù)位，將會(huì)給核電站帶來(lái)安全隱患。

2.2 ? ?電網(wǎng)電壓下降

當(dāng)核電機(jī)組失去廠外電源時(shí)，電網(wǎng)電壓將會(huì)下降，進(jìn)而在短時(shí)間內(nèi)使得冷水泵的電流供應(yīng)不足，導(dǎo)致冷水泵脫扣。一旦如此，其他備用泵在啟動(dòng)時(shí)也會(huì)因電流保護(hù)動(dòng)作而脫扣。研究表明，之所以會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象，是因?yàn)樵诙虝r(shí)間內(nèi)核電站失去了廠外電源，促使電網(wǎng)電壓整體下降，相應(yīng)的安全系統(tǒng)中的泵的電流設(shè)置也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)際作業(yè)中相關(guān)泵會(huì)出現(xiàn)因電流保護(hù)過(guò)度而造成脫扣。核電站的相關(guān)安全設(shè)備則不能按照預(yù)期計(jì)劃中的安全防護(hù)措施逐步執(zhí)行。

2.3 ? ?在失去廠外電源后因BOP廠房問(wèn)題影響到核安全

研究人員發(fā)現(xiàn)，核電廠在失去廠外電源后會(huì)因?yàn)锽OP廠房的一些重要參數(shù)問(wèn)題而對(duì)核電站的反應(yīng)堆的安全管理產(chǎn)生一定程度的影響。事實(shí)證明，核電站在失去廠外電源時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)BOP廠房的設(shè)備不可用現(xiàn)象，特別是重要的常用水泵會(huì)導(dǎo)致機(jī)組直接失去最終熱阱，進(jìn)而引發(fā)一系列更為復(fù)雜的核電事故，使得核電作業(yè)難以在短時(shí)間內(nèi)建立起合理、穩(wěn)定的反應(yīng)堆停堆冷卻狀態(tài)。

3 失去廠外電源的應(yīng)急響應(yīng)

3.1 ? ?電廠管理與電網(wǎng)調(diào)度的協(xié)調(diào)配合

從以往的核電事故可以看出，電廠管理和電網(wǎng)調(diào)度人員之間的協(xié)調(diào)工作存在問(wèn)題。電網(wǎng)調(diào)度人員沒(méi)有意識(shí)到核電廠是其重要的用戶之一，在實(shí)際工作中沒(méi)有認(rèn)識(shí)到自身工作對(duì)于核電廠的重要性，在實(shí)際工作中電網(wǎng)調(diào)度人員在切斷電路電源時(shí)并沒(méi)有考慮到核電廠的實(shí)際工作情況。為此，協(xié)調(diào)好電廠和電網(wǎng)之間的工作尤為必要，只有做好相關(guān)協(xié)調(diào)工作，才能夠促使電網(wǎng)調(diào)度人員在維修工作中加大維修力度，盡可能地減少意外事故的出現(xiàn)，防止失去廠外電源情況的發(fā)生。

3.2 ? ?規(guī)程指導(dǎo)

為做好核電站失去廠外電源情況的應(yīng)急響應(yīng)工作，在設(shè)計(jì)規(guī)程指導(dǎo)時(shí)必須考慮真實(shí)性、完整性，使所編寫(xiě)的規(guī)程能夠在實(shí)際作業(yè)中得到充分應(yīng)用。過(guò)去的規(guī)程指導(dǎo)并沒(méi)有做到寫(xiě)實(shí)，在實(shí)際作業(yè)中依靠規(guī)程指導(dǎo)進(jìn)行的后續(xù)工作經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，相關(guān)操作人員也只能憑借規(guī)程指導(dǎo)響應(yīng)一些非預(yù)期的復(fù)雜情況。為避免這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，降低核電機(jī)組工作難度，提高工作效率，在編寫(xiě)規(guī)程指導(dǎo)時(shí)必須較多地考慮到實(shí)際情況，由一些經(jīng)驗(yàn)豐富的人員來(lái)編寫(xiě)規(guī)程指導(dǎo)，后期一旦發(fā)現(xiàn)有其他變更情況需要及時(shí)在規(guī)程指導(dǎo)上進(jìn)行記錄，不斷更新。

3.3 ? ?培訓(xùn)

基于核電廠出現(xiàn)事故的頻繁性以及核電廠受外界因素影響較大的原因，核電機(jī)組必須加大對(duì)站內(nèi)技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，要求操作人員能夠熟練掌握操作流程，在實(shí)際工作中嚴(yán)格按照規(guī)程處理，將培訓(xùn)過(guò)程中所學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)換為自己能夠理解的方案，并根據(jù)工作中的實(shí)際情況作出相應(yīng)響應(yīng)。以往核電事故的發(fā)生有很大一部分原因在于操作人員的安全操作意識(shí)淺薄，在事故發(fā)生時(shí)不能夠及時(shí)作出正確反應(yīng)。一旦核電站失去廠外電源出現(xiàn)意外事故時(shí)，由于事故的復(fù)雜性與突發(fā)性，這些操作人員在沒(méi)有得到上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的指示下后續(xù)工作將寸步難行。由此，可以看出培訓(xùn)工作的重要性。

3.4 ? ?應(yīng)急設(shè)備/系統(tǒng)的可用性

應(yīng)急設(shè)備的設(shè)置能夠在很大程度上降低核電機(jī)組在失去廠外電源后的工作難度。實(shí)際作業(yè)中，許多失去廠外電源的核電機(jī)組在功能恢復(fù)過(guò)程中，因重要功能所依賴的應(yīng)急設(shè)備出現(xiàn)故障而變得更為困難。為此，技術(shù)人員在設(shè)計(jì)應(yīng)急設(shè)備時(shí)需要考慮到事故發(fā)生時(shí)所面臨的多種情況，盡可能完善傳統(tǒng)應(yīng)急設(shè)備在性能上存在的不足，使得在失去廠外電源時(shí)，核電機(jī)組能夠依靠應(yīng)急設(shè)備及時(shí)完成要求動(dòng)作，保障機(jī)組安全。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)下我國(guó)核電廠所要做的就是不斷從過(guò)去的核電事故中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，盡可能完善現(xiàn)階段我國(guó)核電機(jī)組內(nèi)部管理機(jī)制。核電機(jī)組的技術(shù)人員必須掌握專業(yè)的操作技術(shù)，同時(shí)也需要具備相應(yīng)的安全防范意識(shí)，當(dāng)核電廠因一些外界因素發(fā)生了失去廠外電源情況時(shí)，工作人員不能自亂陣腳，必須第一時(shí)間確認(rèn)發(fā)電機(jī)廠用負(fù)荷模式是否能夠成功開(kāi)啟，若確認(rèn)能夠成功開(kāi)啟則需要及時(shí)聯(lián)系電網(wǎng)工作人員確認(rèn)事故范圍。若失敗，則確認(rèn)反應(yīng)堆是否停堆，汽輪機(jī)是否停機(jī)等。以上這些應(yīng)急響應(yīng)措施的提出是為了盡可能降低核電機(jī)組事故的影響范圍，以此降低核電事故帶來(lái)的損失。

本文主要針對(duì)以往導(dǎo)致核電機(jī)組出現(xiàn)事故的主要因素，提出了相應(yīng)的解決方案。如何做好核電機(jī)組在失去廠外電源情況下的應(yīng)急響應(yīng)工作是現(xiàn)階段世界各國(guó)核電廠的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容，目前國(guó)內(nèi)的核電廠已經(jīng)提出了一系列的安全評(píng)審和應(yīng)急響應(yīng)改進(jìn)措施，這在很大程度上減少了核電事故出現(xiàn)的概率，保障了核電廠工作人員的人身安全，促進(jìn)了核電廠的發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 廣東核電培訓(xùn)中心.900 MW壓水堆核電站系統(tǒng)與設(shè)備[M].2版.北京：原子能出版社，2009.

[2] 大亞灣核電培訓(xùn)中心.大亞灣核電站事故規(guī)程解讀[M].北京：原子能出版社，2007.

[3] 陳海燕，李小華，柯國(guó)土.大型核電站全廠斷電事故的失效模式分析[J].核科學(xué)與工程，1998（4）：21-27.

[4] 王鐵山.從福島核事故看核電的安全問(wèn)題[J].科學(xué)畫(huà)報(bào)，2011（5）：18-21.

[5] 李旻.核電機(jī)組失去廠外電源的應(yīng)急響應(yīng)[D].杭州：浙江大學(xué)，2011.

收稿日期：2020-05-06

作者簡(jiǎn)介：董恩興（1982—），男，吉林遼源人，高級(jí)工程師，研究方向：核電廠運(yùn)行。