胡 攀,蔡漢坤,張 浩
(1.核動(dòng)力運(yùn)行研究所,武漢 430222;2.生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心,北京 100082)
核電廠經(jīng)驗(yàn)反饋與信息交流是保證其安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要舉措之一。美國、法國、日本、加拿大、英國等世界核電發(fā)達(dá)國家和國際原子能機(jī)構(gòu)(International Atomic Energy Agency,簡稱IAEA)、世界核電營運(yùn)者協(xié)會(huì)(The World Association of Nuclear Operators,簡稱 WANO)等國際組織都紛紛建立了各國家以及世界核電行業(yè)范圍內(nèi)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)交流體系。在我國的經(jīng)驗(yàn)反饋體系中,各運(yùn)行核電廠上報(bào)事件,國家能源局、國家核安全局分別作為能源主管部門和核安全監(jiān)管部門針對(duì)事件進(jìn)行分析,根據(jù)事件在核安全、工業(yè)安全、輻射安全等方面的重要意義加強(qiáng)對(duì)核電廠的監(jiān)督和管理,以確保核電廠的各項(xiàng)安全數(shù)據(jù)處于較高的水平。建立完善的運(yùn)行核電廠事件編碼體系是運(yùn)行核電廠經(jīng)驗(yàn)反饋體系的重要組成部分。
目前我國運(yùn)行核電廠事件編碼使用的是國家能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《核電廠事件編碼》(NB/T20020-2010)[1]。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了國內(nèi)運(yùn)行核電廠事件特征和屬性的相關(guān)編碼,主要參考了WANO事件編碼體系,該標(biāo)準(zhǔn)適用于運(yùn)行核電廠事件的統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析以及在國內(nèi)核電行業(yè)范圍內(nèi)的事件交流。
編碼體系并非是一成不變的。WANO 事件編碼體系自2001年8月首次發(fā)布以來,通過各成員單位在使用過程中的不斷反饋和優(yōu)化,已經(jīng)歷了8 次升版,而我國運(yùn)行核電廠事件編碼參考的國家能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《核電廠事件編碼》自2010年5月1日發(fā)布以來從未升版。從世界先進(jìn)核電國家的實(shí)踐來看,編碼體系始終是在根據(jù)實(shí)際使用中的經(jīng)驗(yàn)反饋不斷調(diào)整。
我國核電發(fā)展三十多年來,積累了大量的歷史事件。隨著我國核電的迅猛發(fā)展,核電廠數(shù)量不斷增多,事件也將隨之大量增加。為了進(jìn)一步方便我國核電主管部門和監(jiān)管部門對(duì)運(yùn)行核電廠事件的管理,包括事件分析評(píng)價(jià)、查詢、統(tǒng)計(jì)及趨勢(shì)分析,更方便地從事件中識(shí)別出核電廠的共性問題和不利趨勢(shì),識(shí)別出核電廠安全運(yùn)行所面臨的主要挑戰(zhàn),也為后續(xù)我國核電發(fā)展方向和核安全監(jiān)管提供決策依據(jù),迫切需要對(duì)現(xiàn)有的國家能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《核電廠事件編碼》進(jìn)行升版。
本文通過將WANO、IAEA 的事件編碼體系與《核電廠事件編碼》進(jìn)行對(duì)比,并根據(jù)實(shí)際運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn),提出了《核電廠事件編碼》的升版建議,同時(shí)也為后續(xù)實(shí)現(xiàn)對(duì)事件、風(fēng)險(xiǎn)指引的監(jiān)督管理提供技術(shù)保障。
為了指導(dǎo)各電廠上報(bào)事件到WANO 網(wǎng)站,WANO 于2001年8月發(fā)布了《運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)大綱參考手冊(cè)》(第一版)。目前,該手冊(cè)最新版本為2019年6 月發(fā)布的第九版。本節(jié)根據(jù)最新版的《運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)大綱參考手冊(cè)》[2],分析 WANO 編碼的體系架構(gòu)。
WANO 事件編碼適用于在建、試運(yùn)行、運(yùn)行和退役機(jī)組的事件上報(bào)。根據(jù)WANO《運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)大綱參考手冊(cè)》(第九版),每一份WANO 事件報(bào)告中有11類信息需要進(jìn)行編碼,見表1。
表1 WANO事件編碼體系Table 1 WANO Event Coding System
為了指導(dǎo)各成員國上報(bào)事件到IAEA 的國際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)(International Reporting System for Operating Experience,簡稱 IRS),IAEA 于2010 年發(fā)布了IAEA 服務(wù)系列第19 號(hào)文件“IRS GUILDLINE: JOINT IAEA/NEA INTERNATIONAL REPORTING SYSTEM FOR OPERATING EXPERIENCE”[6],該導(dǎo)則對(duì)各成員國上報(bào)事件到IRS 系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。為了配合IAEA 服務(wù)系列第 19 號(hào)文件,2011 年 2 月,IAEA 發(fā)布了“MANUAL FOR IRS CODING: JOINT IAEA/NEA INTERNATIONAL REPORTING SYSTEM FOR OPERATING EXPERIENCE”[7](服務(wù)系列第 20 號(hào)文件),該編碼手冊(cè)對(duì)IRS 編碼進(jìn)行了詳細(xì)的解釋。2014 年 2 月,IAEA 對(duì)“IRS GUILDLINE”進(jìn)行了升版。本節(jié)的內(nèi)容主要是基于IAEA服務(wù)系列第20號(hào)文件,分析IAEA編碼的體系架構(gòu)。
IAEA 事件編碼體系適用于核電廠任何生命周期階段,包括制造、建造、安裝、試運(yùn)行、運(yùn)行和退役機(jī)組的事件上報(bào)。根據(jù)IAEA服務(wù)系列第20號(hào)文件,上報(bào)IRS 的核電廠事件或信息中的9 類信息需要進(jìn)行編碼,詳見表2。
表2 IAEA事件編碼體系Table 2 IAEA Event Coding System
《核電廠事件編碼》作為能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),于2010年5月1日正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了國內(nèi)運(yùn)行核電廠的事件特征和屬性的相關(guān)編碼,適用于國內(nèi)運(yùn)行核電廠事件的統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析以及在國內(nèi)核電行業(yè)范圍內(nèi)的事件交流。
根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn),核電廠事件編碼共分為八類,均為一級(jí)編碼,分別為“事件后果”“事件涉及的系統(tǒng)”“事件涉及的設(shè)備”“與事件相關(guān)的反應(yīng)堆狀態(tài)”“與事件相關(guān)的電廠活動(dòng)”“與事件相關(guān)的班組”“事件直接原因”“事件根本原因”。由于該標(biāo)準(zhǔn)主要參考了2010年之前WANO發(fā)布的《運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)大綱參考手冊(cè)》,每一類一級(jí)編碼與WANO的一級(jí)編碼的含義完全一致,因此不再對(duì)其進(jìn)行解釋。
本節(jié)對(duì)WANO、IAEA 兩種編碼體系與《核電廠事件編碼》進(jìn)行對(duì)比分析,找出異同點(diǎn),并結(jié)合當(dāng)前我國核電主管部門的需求,提出《核電廠事件編碼》的升版建議。
本文通過對(duì)WANO、IAEA 兩種編碼體系與《核電廠事件編碼》進(jìn)行對(duì)比(見表3),發(fā)現(xiàn)WANO、IAEA編碼體系和《核電廠事件編碼》均包含機(jī)組狀態(tài)、系統(tǒng)、設(shè)備、班組、直接原因、根本原因、活動(dòng)、后果等。此外,IAEA 編碼體系包含“事件/問題的特征”“故障或失誤的類型”以及“緩解措施”這三類特殊的編碼字段;WANO 編碼體系包含INES 級(jí)別這一特殊編碼字段;《核電廠事件編碼》則缺少WANO、IAEA 兩種編碼體系都包括的“報(bào)告準(zhǔn)則”。
表3 《核電廠事件編碼》與WANO、IAEA事件編碼體系的對(duì)比Table 3 A Comparative on Industry Standard of Event Coding for Nuclear Power Plant,WANO and IAEA Event Coding System
作為WANO 和IAEA 兩種編碼體系以及《核電廠事件編碼》共有的編碼字段,如反應(yīng)堆狀態(tài)、故障系統(tǒng)、故障設(shè)備、事件原因(包括直接原因和根本原因)、后果、活動(dòng)、班組等,這些編碼字段以精煉的形式,基本概括了運(yùn)行核電廠事件的主要內(nèi)容,方便事件的查詢和統(tǒng)計(jì)分析。因此,升版《核電廠事件編碼》時(shí)也應(yīng)包含這幾類編碼字段。
對(duì)于報(bào)告準(zhǔn)則,由于WANO 和IAEA 事件編碼的主要目的是在全世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各類堆型發(fā)生的事件的交流。全世界的核電廠每天會(huì)發(fā)生大量不同級(jí)別的事件,因此,為了提高事件交流的價(jià)值,需要建立事件報(bào)告準(zhǔn)則,以確保符合一定門檻的事件才能進(jìn)行交流?!逗穗姀S事件編碼》作為能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其主要目的也是運(yùn)行核電廠事件的統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析以及在國內(nèi)核電行業(yè)范圍內(nèi)的事件交流。但是由于不同主管部門或行業(yè)組織的職責(zé)不一樣,所關(guān)注的事件類型不一樣,因此事件的上報(bào)準(zhǔn)則也不一樣。因此,《核電廠事件編碼》中不需要報(bào)告準(zhǔn)則。
由于《核電廠事件編碼》完全參考的是2010年前WANO發(fā)布的《運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)大綱參考手冊(cè)》,并且其8 類一級(jí)編碼下的二級(jí)編碼與當(dāng)時(shí)版本的《運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)大綱參考手冊(cè)》完全一致,因此本小節(jié)只對(duì)比 WANO 編碼(第 9 版)與IAEA 編碼下的二、三級(jí)編碼。
(1)事件原因編碼
在WANO 和IAEA 兩種編碼體系中,都包含有事件原因相關(guān)的編碼,分為直接原因和根本原因。
需要注意的是,IAEA 的事件原因編碼與WANO不同。IAEA“事件原因”字段包括了“直接原因”“涉及的班組”“活動(dòng)”“人因相關(guān)的原因因素和根本原因”“管理相關(guān)的原因因素和根本原因”和“設(shè)備相關(guān)的原因因素和根本原因”六個(gè)部分,而WANO 編碼中“直接原因”“涉及的班組”“活動(dòng)”“根本原因”是獨(dú)立的編碼字段。IAEA 編碼中,“涉及的班組”“活動(dòng)”作為“事件原因”的一部分是有一定的道理的,因?yàn)樵谌艘蚴录校录婕暗陌嘟M和正在進(jìn)行的活動(dòng)通常與事件原因密切相關(guān)。
在直接原因方面,WANO 包括8 個(gè)二級(jí)編碼及58 個(gè)三級(jí)編碼,而IAEA 包括8 個(gè)二級(jí)編碼及62個(gè)三級(jí)編碼。通過逐一對(duì)比發(fā)現(xiàn),兩者的二級(jí)編碼完全一致,但I(xiàn)AEA 在個(gè)別的三級(jí)編碼方面更加完善,如在二級(jí)編碼“儀控缺陷”下面增加了三級(jí)編碼“電磁或無線電頻率干擾”。此外,IAEA在直接原因編碼下面的每個(gè)二級(jí)編碼中均增加了“其它缺陷”的三級(jí)編碼,而WANO在處理此類情況時(shí)均編為二級(jí)編碼。
在根本原因方面,WANO 的事件原因編碼非常詳細(xì),二級(jí)編碼與三級(jí)編碼超過200 余項(xiàng)。但是,WANO 編碼存在編碼過于詳細(xì)和復(fù)雜的問題。主要體現(xiàn)在原因編碼之間的互斥性不強(qiáng),編碼之間存在重疊,導(dǎo)致在某些情況下很難選擇到合適的編碼,如根本原因中“0102 工前會(huì)未進(jìn)行或溝通不充分”和“0107班組內(nèi)交流不充分”均包含有班組內(nèi)部交流不夠充分的意思?;コ庑圆粡?qiáng)的編碼難以保證編碼的準(zhǔn)確性,造成編碼過于分散,因此會(huì)影響到查詢、統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析的準(zhǔn)確性。IAEA 的事件原因編碼則詳略得當(dāng),二級(jí)編碼與三級(jí)編碼共計(jì)60項(xiàng),并且編碼之間有充分的互斥性,完整性方面與WANO編碼基本一樣。
WANO 根本原因編碼互斥性不夠的原因在于,世界核電業(yè)界廣泛使用了多種根本原因分析方法,各方法均設(shè)計(jì)了自己的編碼體系。而各種根本原因分析方法各有利弊,沒有哪一種方法具有無可爭議的優(yōu)勢(shì)。WANO 也無意在世界范圍內(nèi)統(tǒng)一根本原因分析方法,因此,WANO 在設(shè)計(jì)根本原因編碼時(shí),兼顧了世界所有運(yùn)行核電廠的根本原因分析方法所配套的根本原因編碼,故而編碼之間的互斥性不夠好。
因此,在升版《核電廠事件編碼》時(shí),我們應(yīng)主要依據(jù)詳略適當(dāng)?shù)腎AEA 編碼,原因編碼仍然分為直接原因編碼和根本原因編碼。在設(shè)計(jì)原因編碼時(shí),其原則為詳略適當(dāng),并考慮人因事件的特點(diǎn)[8-10],兼顧編碼的精確性、完整性和互斥性。
(2)系統(tǒng)編碼
通過對(duì)比,IAEA 系統(tǒng)編碼完全覆蓋了WANO 系統(tǒng)編碼。因此,在升版《核電廠事件編碼》中的系統(tǒng)編碼時(shí),主要依據(jù)IAEA 系統(tǒng)編碼。同時(shí),系統(tǒng)編碼中有某些堆型特有的系統(tǒng)。我國運(yùn)行核電廠和在建核電廠系統(tǒng)中沒有BWR 堆型,因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)編碼時(shí)應(yīng)去掉BWR 堆型特有的系統(tǒng)編碼。考慮到我國今后有可能發(fā)展高溫氣冷堆和快堆,因此,系統(tǒng)編碼中應(yīng)保留高溫氣冷堆和快堆特有的系統(tǒng)編碼。
(3)設(shè)備編碼
IAEA 與WANO 的設(shè)備編碼基本相同,均包括“儀表”“機(jī)械”“電氣”“計(jì)算機(jī)”等,但是 WANO將“核組件”這一特殊機(jī)械設(shè)備單獨(dú)列出來作為二級(jí)編碼,而IAEA 則將其作為二級(jí)編碼“機(jī)械”下面的一個(gè)三級(jí)編碼。此外,WANO還增加了二級(jí)編碼“升降設(shè)備”“土建”,IAEA 則缺少這類編碼。相對(duì)而言,WANO 的設(shè)備編碼更加詳細(xì)完善,在升版《核電廠事件編碼》中的設(shè)備編碼時(shí),我們應(yīng)主要參考WANO設(shè)備編碼。
(4)班組編碼
事件中涉及的班組是分析人因事件時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。通過對(duì)比,IAEA 的“班組”編碼非常精煉,包括“維修”“運(yùn)行”“工程技術(shù)”“管理和行政”和“承包商”五個(gè)大類,而WANO 的“班組”編碼要詳細(xì)得多,包括“維修人員”“運(yùn)行人員”“技術(shù)支持人員”“行政和管理人員”四個(gè)二級(jí)編碼及31 個(gè)三級(jí)編碼。WANO 的“班組”編碼更加貼合電廠的實(shí)際班組。因此,在升版《核電廠事件編碼》的“班組”編碼時(shí)應(yīng)主要參考WANO編碼。
(5)活動(dòng)編碼
事件中涉及的活動(dòng)也是分析人因事件時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。通過對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn),WANO“電廠活動(dòng)”編碼均可以在IAEA“電廠活動(dòng)”編碼中找到唯一對(duì)應(yīng)的編碼,并且IAEA“電廠活動(dòng)”編碼還多了一個(gè)“5.4.24 檢查、試驗(yàn)、分析、驗(yàn)收準(zhǔn)則(ITAAC)——新建機(jī)組”。因此,在升版《核電廠事件編碼》的“與事件相關(guān)的電廠活動(dòng)”編碼時(shí),我們應(yīng)主要參考IAEA“電廠活動(dòng)”編碼。
(6)反應(yīng)堆狀態(tài)編碼
IAEA 和WANO 反應(yīng)堆狀態(tài)編碼的二級(jí)編碼基本相同,但I(xiàn)AEA 反應(yīng)堆狀態(tài)編碼的層次性更好。IAEA 的反應(yīng)堆狀態(tài)分為“功率運(yùn)行”“熱停堆”“冷停堆”“正式運(yùn)行之前”“正在進(jìn)行試驗(yàn)或維修”“退役”和“其他”七個(gè)大的子類,然后再將其進(jìn)一步細(xì)分。而WANO“反應(yīng)堆狀態(tài)”編碼的邏輯結(jié)構(gòu)不清晰,只是把電廠的所有狀態(tài)進(jìn)行簡單羅列,層次感不強(qiáng)。因此,在升版《核電廠事件編碼》的反應(yīng)堆狀態(tài)編碼時(shí),應(yīng)以IAEA 的“反應(yīng)堆狀態(tài)”編碼為基礎(chǔ)。同時(shí)由于是對(duì)運(yùn)行核電廠的事件編碼,因此,刪除了新機(jī)組的建設(shè)階段、退役等與運(yùn)行無關(guān)的狀態(tài)編碼。
(7)事件后果編碼
事件后果可以衡量一起事件對(duì)電廠安全運(yùn)行以及核安全影響的嚴(yán)重程度。從結(jié)構(gòu)上來說,IAEA 的“對(duì)運(yùn)行的影響”編碼分為“無重大影響或不相關(guān)”“反應(yīng)堆緊急停堆”“反應(yīng)堆受控停堆”“降功率”“專設(shè)安全設(shè)施動(dòng)作”“危及安全/釋放閥”“未預(yù)期或重大的放射性釋放”“未預(yù)期或重大的人員受照”“人員或公眾受傷”“大修延期”“超出技術(shù)規(guī)格書限制”“帶廠用電運(yùn)行”12大類,某些子類再進(jìn)一步細(xì)分。同時(shí),IAEA 的“對(duì)運(yùn)行的影響”編碼數(shù)量也比WANO 的“后果”編碼略多。WANO 的“后果”字段缺少“帶廠用電運(yùn)行”“大修延期”等子字段?!半姀S瞬態(tài)”子字段沒有進(jìn)一步細(xì)分,而實(shí)際上電廠瞬態(tài)又包括緊急停堆、降負(fù)荷、專設(shè)安全動(dòng)作等多種工況。因此,在升版《核電廠事件編碼》中的“事件后果”編碼時(shí),我們應(yīng)以IAEA“對(duì)運(yùn)行的影響”編碼為基礎(chǔ)。
(8)事件/問題的特征編碼
IAEA設(shè)計(jì)“事件/問題的特征”編碼的目的是配合IAEA報(bào)告準(zhǔn)則編碼,以最簡練的方式,提取事件中最需要關(guān)注的部分。編碼基本上覆蓋了事件的核安全相關(guān)部分,有助于快速搜索到對(duì)核安全有重要意義的事件。因此,在升版《核電廠事件編碼》時(shí),我們應(yīng)考慮將“事件/問題的特征”納入其中。
(9)失效或失誤的特征編碼對(duì)比分析
IAEA 設(shè)計(jì)“失效或失誤的特征”編碼的目的是提取事件中起重要作用的故障模式。失效包括實(shí)體受損和/或功能喪失(電廠設(shè)備的不可用),同時(shí)也包括系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間的嚴(yán)重或未預(yù)期的相互影響。失誤指的是人員失誤或不恰當(dāng)?shù)娜藛T行為。
“失效或失誤的特征”編碼反映了事件的復(fù)雜度,揭示了事件內(nèi)的子事件之間的相互關(guān)系。因此,在升版《核電廠事件編碼》時(shí),我們應(yīng)考慮將“失效或失誤的特征”納入其中。
(10)緩解措施編碼
IAEA 設(shè)計(jì)“緩解措施”編碼的目的是提取事件中終止事件的發(fā)展,將電廠帶回到安全狀態(tài)的活動(dòng)。
本編碼提取了事件發(fā)生所采取的緩解措施,有助于各核電廠之間相互了解在發(fā)生此類事件時(shí)所采取的應(yīng)對(duì)措施。因此,在升版《核電廠事件編碼》時(shí),我們應(yīng)考慮將“緩解措施”編碼納入其中。
(11)INES編碼
國際核事件分級(jí)手冊(cè)(International Nuclear Event Scale,簡稱INES)作為一種工具,用統(tǒng)一的術(shù)語向公眾迅速通報(bào)核設(shè)施所發(fā)生事件的安全重要性,能夠使核工業(yè)界、媒體和公眾之間對(duì)事件的嚴(yán)重程度達(dá)成一致的理解。因此,為了便于核電主管和監(jiān)管部門向公眾通報(bào)核設(shè)施所發(fā)生事件,有必要將事件的INES級(jí)別納入到編碼體系之中。在升版《核電廠事件編碼》時(shí),我們應(yīng)以《國際核與輻射事件分級(jí)手冊(cè)(2008版)》為基礎(chǔ)。
根據(jù)WANO與IAEA的編碼體系對(duì)比分析結(jié)果,《核電廠事件編碼》需要進(jìn)一步完善,應(yīng)包含以下12類字段,字段編碼主要編制參考見表4。
表4 運(yùn)行核電廠事件編碼字段及主要編制依據(jù)Table 4 Operation of nuclear power plant event code field and main preparation reference
一起運(yùn)行核電廠事件完整的編碼應(yīng)包括上述所有字段。所有編碼均應(yīng)基于事件中反映的事實(shí)。
本文通過詳細(xì)對(duì)比WANO、IAEA 兩大國際權(quán)威機(jī)構(gòu)的事件編碼體系,同時(shí)結(jié)合我國核電主管部門和監(jiān)管部門的需要以及事件交流的需要,提出了《核電廠事件編碼》的升版建議,以便我國核電主管部門和監(jiān)管部門對(duì)運(yùn)行核電廠事件開展更加充分的分析,包括事件分析評(píng)價(jià)、查詢、統(tǒng)計(jì)及趨勢(shì)分析,從而更方便地從事件中識(shí)別出電廠的共性問題和不利趨勢(shì),識(shí)別核安全、輻射安全、工業(yè)安全、消防安全等重點(diǎn)方面。
然而,編碼體系并非一成不變。從世界先進(jìn)核電國家的實(shí)踐來看,編碼體系始終是在根據(jù)實(shí)際使用中的經(jīng)驗(yàn)反饋不斷地進(jìn)行調(diào)整,以便更好地服務(wù)于事件的統(tǒng)計(jì)、趨勢(shì)分析及國內(nèi)核電行業(yè)范圍內(nèi)的事件交流。