韓治,吳曉燕,初永越,錢曉明
(生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心 北京 100840)
20 世紀(jì)90 年代以來,美國核電廠開展配置風(fēng)險(xiǎn)管理(CRM)研究與實(shí)踐工作,目前已經(jīng)發(fā)展成為一種強(qiáng)大的工具,用以協(xié)助核電廠人員制定計(jì)劃和執(zhí)行日常維護(hù)以及運(yùn)營活動(dòng)。配置風(fēng)險(xiǎn)管理降低了核電廠事故和瞬態(tài)風(fēng)險(xiǎn),為易于理解風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)見解并提供明確可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平,核電廠建立了各種風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)以及一系列風(fēng)險(xiǎn)閾值以對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。通常,每個(gè)核電廠都有一個(gè)可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,一個(gè)或多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)升高應(yīng)采取風(fēng)險(xiǎn)管理措施以降低風(fēng)險(xiǎn)或最大程度地減少在這些區(qū)域停留時(shí)間的區(qū)域,以及不可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。
配置風(fēng)險(xiǎn)管理是根據(jù)核電廠實(shí)際運(yùn)行配置,利用活態(tài)概率安全分析模型計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo),開展核電廠風(fēng)險(xiǎn)管理的一種方法體系。配置風(fēng)險(xiǎn)管理主要涉及瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)、累積風(fēng)險(xiǎn)、基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)以及零維修風(fēng)險(xiǎn)等幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)度量指標(biāo),圖1 是配置風(fēng)險(xiǎn)中主要風(fēng)險(xiǎn)度量的關(guān)系。
圖1 配置風(fēng)險(xiǎn)管理關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的關(guān)系示意圖Fig.1 Relationship of risk metrics in configuration risk management
美國NRC 自1995 年發(fā)布概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(PRA)技術(shù)政策后,先后又出版了風(fēng)險(xiǎn)指引型PRA 應(yīng)用的技術(shù)管理導(dǎo)則RG1.174 和RG1.177,要求許可證持有者在開展PRA 應(yīng)用時(shí)須進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),并分為三個(gè)層次,第三個(gè)層次明確要求許可證持有者應(yīng)編制一個(gè)大綱以確保停役設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)影響在進(jìn)行任何維修活動(dòng)前得到適當(dāng)評(píng)估。此外,自2000 年美國對(duì)維修規(guī)則10CFR50.65[2]進(jìn)行了修訂,增加了(a)(4)條款,即要求營運(yùn)單位在開展維修活動(dòng)之前,需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。
為滿足上述法規(guī)要求,美國絕大多數(shù)核電廠都建立了配置風(fēng)險(xiǎn)管理體系,以配置風(fēng)險(xiǎn)管理大綱(Configuration Risk Management Program,CRMP)的形式對(duì)設(shè)備停役引入的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和管理。
配置風(fēng)險(xiǎn)管理大綱提供了一種程序化風(fēng)險(xiǎn)指引型安全評(píng)價(jià)來管理設(shè)備不可運(yùn)行時(shí)的風(fēng)險(xiǎn),可用于技術(shù)規(guī)格書中SSC 應(yīng)用允許配置時(shí)間(ACT),CRMP 大綱通常包括以下內(nèi)容:
(1)制定如何使用功率運(yùn)行模式內(nèi)部事件的一級(jí)PRA 模型的條款,以評(píng)價(jià)電廠配置;
(2)針對(duì)計(jì)劃活動(dòng),制定在進(jìn)入 LCO(Limiting Condition for Operation)相關(guān)措施要求下的電廠配置前需執(zhí)行的安全評(píng)估的相關(guān)條款;
(3)對(duì)于非計(jì)劃活動(dòng),制定在進(jìn)入LCO 相關(guān)措施要求下的電廠配置后需執(zhí)行的安全評(píng)估的相關(guān)條款;
(4)制定相關(guān)條款,對(duì)當(dāng)電廠處于LCO 相關(guān)措施要求下的電廠配置時(shí)出現(xiàn)其他設(shè)備停役的情況,評(píng)價(jià)需采取的額外措施;
(5)制定相關(guān)條款,定量或定性的評(píng)價(jià)其他適用的風(fēng)險(xiǎn)重要貢獻(xiàn),比如2 級(jí)PRA 及外部事件。通常,CRMP 在技術(shù)要求手冊(cè)(TRM)中進(jìn)行管理,TRM 是最終安全分析報(bào)告的延伸,其修改根據(jù)核電廠許可證發(fā)放基礎(chǔ)進(jìn)行管理,依據(jù)10CFR50.59 決定是否需經(jīng)NRC 審查批準(zhǔn)。當(dāng)核電廠配置發(fā)生變更時(shí),應(yīng)按照配置風(fēng)險(xiǎn)管理大綱的要求開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),判斷是否滿足閾值管理要求,并執(zhí)行相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施。
美國每個(gè)核電廠都實(shí)施了配置風(fēng)險(xiǎn)管理大綱,在電廠配置發(fā)生變更以及執(zhí)行NRC 要求的維修規(guī)則(a)(4)條款時(shí)均采用了風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)器工具開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理。圖2 是美國核電廠安裝和使用風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)器工具開展配置風(fēng)險(xiǎn)管理工作的情況,圖3 則是美國核電廠安裝使用的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)器軟件類型及用戶數(shù)量情況。
圖2 美國核電廠風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)器工具安裝時(shí)間表Fig.2 The schedule for installation of risk monitor tools for nuclear power plants in U.S.
圖3 美國核電廠風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)器軟件類型Fig.3 Types of risk monitoring tool of the nuclear power plants in U.S.
美國配置風(fēng)險(xiǎn)管理所使用的是實(shí)時(shí)PRA 模型。PRA 范圍包括內(nèi)部事件一級(jí)、內(nèi)部水淹、內(nèi)部火災(zāi)和包括地震、強(qiáng)風(fēng)等外部災(zāi)害事件,以及基于NUREG/CR-6595 的簡(jiǎn)化二級(jí)PRA 模型,并將早期大量放射性釋放頻率LERF 作為一個(gè)重要的風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則用于PRA 應(yīng)用,部分核電廠甚至開發(fā)了三級(jí)PRA 模型。圖4和圖 5 分別給出了功率運(yùn)行工況與低功率停堆工況下配置風(fēng)險(xiǎn)管理所使用的PRA 模型的范圍。
圖4 功率運(yùn)行工況配置風(fēng)險(xiǎn)管理PRA 模型范圍Fig.4 The scope of PRA models used in configuration risk management for operating conditions
圖5 低功率停堆工況配置風(fēng)險(xiǎn)管理PRA 模型范圍Fig.5 The scope of PRA models used in configuration risk management for shutdown conditions
在2019 年國家核安全局發(fā)布的《核電廠配置風(fēng)險(xiǎn)管理的技術(shù)政策》[1]中明確要求核電廠配置風(fēng)險(xiǎn)管理時(shí)采用不同的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)來共同確定風(fēng)險(xiǎn)閾值,一套風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)與對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)閾值共同構(gòu)成了配置風(fēng)險(xiǎn)管理中衡量風(fēng)險(xiǎn)高低的尺度,通常包括瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)和累積風(fēng)險(xiǎn)兩類定量風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。
核電廠營運(yùn)單位應(yīng)在滿足監(jiān)管要求的前提下,根據(jù)核電廠實(shí)際情況確定一套風(fēng)險(xiǎn)閾值(通常包括瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)和累積風(fēng)險(xiǎn))來對(duì)應(yīng)不同的風(fēng)險(xiǎn)水平分類。確定的風(fēng)險(xiǎn)閾值應(yīng)該能夠有效地區(qū)別不同的風(fēng)險(xiǎn)水平,同時(shí)考慮不同風(fēng)險(xiǎn)管理活動(dòng)所需的資源投入,以有效利用資源。
根據(jù)人體工程學(xué)原理和借鑒NRC 反應(yīng)堆監(jiān)督程序的良好實(shí)踐,通常都采用不同顏色來設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域以實(shí)現(xiàn)分層管理。美國大約87%的核電廠采用了四個(gè)區(qū)域或四種顏色(通常為綠色,黃色,橙色和紅色)來設(shè)置配置風(fēng)險(xiǎn)管理的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,剩余13%的核電廠則采用三個(gè)區(qū)域或三種顏色(通常為綠色、黃色和紅色)來表征。國家核安全局發(fā)布的技術(shù)政策中采用了三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的劃分方法,建議核電廠根據(jù)自身需求采用更詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分。
最高風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別(紅色)通常認(rèn)為是不可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平配置,不允許主動(dòng)進(jìn)入該配置。如果必須進(jìn)入這樣的配置(由于緊急情況),則需要高級(jí)管理層批準(zhǔn)和監(jiān)督。此外,必須實(shí)施補(bǔ)償措施、應(yīng)急計(jì)劃和其他風(fēng)險(xiǎn)管理行動(dòng),并盡最大努力減少該配置的持續(xù)時(shí)間。采用三區(qū)域管理的核電廠在某些特殊情況下可能會(huì)進(jìn)入紅色區(qū)域,而采用四區(qū)域管理的則不會(huì)出現(xiàn)這種情況。
橙色風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(四個(gè)區(qū)域)允許主動(dòng)進(jìn)入,但需要獲得高級(jí)管理層的事先批準(zhǔn),在緊急情況下需要進(jìn)入紅色區(qū)域時(shí)應(yīng)立即通知高級(jí)管理層。該區(qū)域內(nèi)需要采取補(bǔ)償措施、應(yīng)急計(jì)劃和其他風(fēng)險(xiǎn)管理行動(dòng),并盡量減少該配置的持續(xù)時(shí)間。
黃色風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)重要度范圍從可接受到可容忍。該區(qū)域允許主動(dòng)進(jìn)入,其中一些電廠(17%)需要獲得運(yùn)行管理部門批準(zhǔn),一些電廠(30%)只需要提高電廠風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。大多數(shù)核電廠(65%)制定了補(bǔ)償措施、應(yīng)急計(jì)劃或其他風(fēng)險(xiǎn)管理措施。
風(fēng)險(xiǎn)最低的綠色區(qū)域具有以下特征:電廠響應(yīng)從沒有風(fēng)險(xiǎn)或者低風(fēng)險(xiǎn)到可接受的最低風(fēng)險(xiǎn)。核電廠在這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)配置下無需額外的管理批準(zhǔn),或者制定并實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理行動(dòng)。
美國核資產(chǎn)管理委員會(huì)(NUMARC)在1993 年根據(jù)核電廠實(shí)施維修規(guī)則的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),發(fā)布了NUMARC 93-01 行業(yè)技術(shù)指導(dǎo)文件[5],建議維修規(guī)則的配置風(fēng)險(xiǎn)管理要考慮對(duì)關(guān)鍵安全功能的配置影響(例如,考慮支持關(guān)鍵安全功能的列或系統(tǒng)的剩余冗余度)。美國接近一半的核電廠采用了定性配置風(fēng)險(xiǎn)管理模型以評(píng)估關(guān)鍵安全功能的狀態(tài)。
定性CRM 模型和工具可提供一種客觀、一致的方法來評(píng)價(jià)功率運(yùn)行時(shí)關(guān)鍵安全功能配置變更的影響。基于可用于執(zhí)行安全功能的系統(tǒng)或列的數(shù)量確定風(fēng)險(xiǎn)閾值。如果沒有使用嚴(yán)格的定性模型(例如,關(guān)鍵安全功能,即SFATs),定性評(píng)價(jià)要考慮的項(xiàng)目特定清單應(yīng)執(zhí)行以確保評(píng)估的一致性和完整性,表1 是定性配置風(fēng)險(xiǎn)管理所考慮的安全功能情況。
表1 定性配置風(fēng)險(xiǎn)管理模型?;陌踩δ躎able 1 Modeled safety functions in the qualitatively configuration risk management
混合使用配置風(fēng)險(xiǎn)管理定性模型與定量模型時(shí),應(yīng)特別注意兩組結(jié)果的相關(guān)性,避免風(fēng)險(xiǎn)見解或風(fēng)險(xiǎn)管理措施出現(xiàn)沖突。這種相關(guān)性包括定量和定性結(jié)果一致性的比較。在功率工況下使用定性和定量方法的風(fēng)險(xiǎn)策略。如果一種方法的風(fēng)險(xiǎn)水平顯著高于另一種方法的風(fēng)險(xiǎn)水平,需要考慮對(duì)模型進(jìn)行更改以使兩種方法達(dá)成更一致的風(fēng)險(xiǎn)見解。
2.3.1 瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值及其策略
核電廠在設(shè)置定量風(fēng)險(xiǎn)閾值時(shí)都使用了瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值,包括堆芯損傷頻率(CDF)和/或早期大量放射性釋放頻率(LERF)。美國有部分核電廠(25%)采用堆芯損傷概率CDP、堆芯損傷概率增量ICDP 和早期大量放射性釋放概率LERP 來代替瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值。
通常使用一種綜合的方法如基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)倍數(shù),固定風(fēng)險(xiǎn)閾值,持續(xù)時(shí)間限制和/或關(guān)鍵設(shè)備退出服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)等策略來確定定量瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值。定量瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值策略用于:
(1)采用基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)倍數(shù)策略(例如,2 倍,10 倍)來確定第二低或第二高的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(黃色,橙色)。
(2)瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)值與主要的風(fēng)險(xiǎn)重要的設(shè)備退出服務(wù)組合建立黃色或橙色閾值。例如:某特定核電廠風(fēng)險(xiǎn)最重要的設(shè)備是廠用水泵,風(fēng)險(xiǎn)閾值可建立在該泵退出服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)水平上。
(3)NUMARC 93-01 為指定時(shí)間段(例如,技術(shù)規(guī)格書允許的停役時(shí)間或持續(xù)時(shí)間)累積的1.0×10-6ICDP 或1.0×10-7ILERP(或更高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域指導(dǎo)值的整數(shù)倍)。核電廠可以假設(shè)在建立黃色閾值后的7 天內(nèi)達(dá)到ICDP 限值10-6,在建立橙色閾值時(shí)會(huì)在24 h 內(nèi)達(dá)到該限值10-6。
(4)NUMARC 93-01 也給出CDF 為10-3/年,LERF 為10-4年,作為最高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(紅色)閾值。
通常來說,劃分三個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域時(shí),使用基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)的2 倍開始進(jìn)入黃色區(qū)域,基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)的10 倍開始進(jìn)入紅色區(qū)域。使用四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域時(shí),分別以基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)的2 倍,10 倍和20 倍作為開始進(jìn)入黃色,橙色和紅色閾值。基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)即為零維修風(fēng)險(xiǎn),上述方法與NUMARC 93-01 給出的指導(dǎo)值保持一致。也有極少部分核電廠以年平均風(fēng)險(xiǎn)作為基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)。使用年平均風(fēng)險(xiǎn)作為基準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)導(dǎo)致相對(duì)較高的絕對(duì)基線值,但是,每個(gè)區(qū)域/顏色使用的實(shí)際閾值與使用零維修基準(zhǔn)值的電廠沒有顯著差異。例如,無論電廠使用零維修基準(zhǔn)值還是平均維修基準(zhǔn)值,從綠色風(fēng)險(xiǎn)區(qū)過渡到黃色風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的瞬時(shí)CDF 值可能仍然為10-4。還有幾家核電廠基于電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)采用了EPRI PRA 應(yīng)用指南、NUMARC 93-01或在實(shí)施維修規(guī)則(a)(4)之前制定的固定瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值。
當(dāng)考慮電廠類型(壓水堆或沸水堆)、PSA模型范圍(僅內(nèi)部事件或洪水、火災(zāi)等外部事件)和基準(zhǔn)配置(平均維修或零維修),一個(gè)因素的變化可能導(dǎo)致瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值變化3~9 倍。如,某電廠包括內(nèi)部和外部事件的PSA 模型,黃色區(qū)域瞬時(shí)CDF 風(fēng)險(xiǎn)閾值范圍從5.2×10-5增加至1.6×10-4(3 倍)。(注:IAEA 和我國習(xí)慣采用概率安全分析(PSA)的提法,美國習(xí)慣采用概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(PRA)的提法,兩者的含義是一樣的。)
大部分核電廠單一能動(dòng)設(shè)備失效都不會(huì)導(dǎo)致過渡到更高的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。少數(shù)核電廠在一個(gè)或兩個(gè)設(shè)備退出服務(wù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致過渡到更高的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。通常,這些設(shè)備是應(yīng)急或輔助給水泵和/或應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)(EDG)。在3 個(gè)或4 個(gè)設(shè)備在核電廠正常運(yùn)行中退出服務(wù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的變化。
2.3.2 累積風(fēng)險(xiǎn)閾值及其策略
在使用定量風(fēng)險(xiǎn)閾值劃分風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和設(shè)定瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值時(shí)已經(jīng)考慮了累積風(fēng)險(xiǎn)。在配置風(fēng)險(xiǎn)管理中需要考慮某一特定電廠配置的持續(xù)時(shí)間,并為風(fēng)險(xiǎn)管理決策提供依據(jù)。通常,配置的預(yù)期或?qū)嶋H持續(xù)時(shí)間一般考慮如下因素:
(1)基于CDP 或LERP 限值計(jì)算配置的允許持續(xù)時(shí)間;
(2)在指定時(shí)間段內(nèi)將累積風(fēng)險(xiǎn)保持在固定限值以下;
(3)結(jié)合使用累積風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)與瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)峰值;
通過ICDP 等風(fēng)險(xiǎn)閾值間接考慮持續(xù)時(shí)間,也符合NUMARC 93-01 提出的風(fēng)險(xiǎn)閾值準(zhǔn)則。有少數(shù)電廠采用了隨時(shí)間推移累積風(fēng)險(xiǎn)的滾動(dòng)平均值,以限制總的累積風(fēng)險(xiǎn)(如每周)。這實(shí)際就是一種累積風(fēng)險(xiǎn)衡量,但是配置變更的持續(xù)時(shí)間會(huì)直接影響該累積風(fēng)險(xiǎn)。大約三分之一的核電廠在制定風(fēng)險(xiǎn)管理決策時(shí)未考慮持續(xù)時(shí)間,或者只有在配置導(dǎo)致更高的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(如橙色風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別)時(shí)才考慮。
2.3.3 應(yīng)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)閾值及策略
應(yīng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)是指特定時(shí)期內(nèi)可能會(huì)發(fā)生,但尚未統(tǒng)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。與瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)策略一樣,應(yīng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)策略為評(píng)價(jià)單個(gè)核電廠配置的風(fēng)險(xiǎn)影響提供了一種方法,使得具有最低(綠色)風(fēng)險(xiǎn)水平的配置也可能導(dǎo)致比具有較高瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)水平的配置更顯著的應(yīng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)增量。部分核電廠制定了基于瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值的風(fēng)險(xiǎn)管理行動(dòng),以將應(yīng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)限制在可接受的水平,即使對(duì)于綠色配置也需要在計(jì)算的允許配置時(shí)間范圍內(nèi)完成計(jì)劃的工作。其他幾家核電廠則針對(duì)綠色風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域沒有相關(guān)的時(shí)間限制和制定管理措施。
NUMARC 93-01 提供了ICDP/ILERP 限值,以確定給定的維修配置是否可接受或在此配置是否應(yīng)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理措施??梢愿鶕?jù)特定配置進(jìn)行ICDP 和ILERP 計(jì)算,執(zhí)行一系列邊界計(jì)算來確定由一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(如綠區(qū)、黃區(qū)和/或橙區(qū))導(dǎo)致的最大持續(xù)時(shí)間。美國近一半4 的核電廠使用了這種方法。
如果電廠希望在每次配置變更發(fā)生(或計(jì)劃中)時(shí)直接計(jì)算ICDP 和ILERP 限值,則在風(fēng)險(xiǎn)管理決策中處理配置持續(xù)時(shí)間的兩種最直接的方法是:
(1)計(jì)算每種配置的 CDP/LERP(或ICDP/ILERP)并進(jìn)行結(jié)果比較以建立風(fēng)險(xiǎn)限值。但是,如果實(shí)際配置持續(xù)時(shí)間超過了原始計(jì)算中的假設(shè)配置時(shí)間,則ICDP/ILERP 計(jì)算可能需要重新進(jìn)行。
(2)根據(jù)已建立的ICDP/ILERP 限值,計(jì)算配置的允許持續(xù)時(shí)間。這個(gè)允許的持續(xù)時(shí)間有時(shí)被稱為可允許的配置時(shí)間(ACT)。如果配置持續(xù)時(shí)間少于此ACT,則ICDP/ILERP 限值不會(huì)被超過。CRM 軟件可用于計(jì)算瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)水平變化時(shí)允許的持續(xù)時(shí)間。
對(duì)所有維修活動(dòng)均按計(jì)劃執(zhí)行的情況下,無論是單個(gè)還是多個(gè)維修活動(dòng),都應(yīng)遵守NUMARC 93-01 中關(guān)于ICDP/ILERP 的限值。如果計(jì)劃多個(gè)維修活動(dòng)同時(shí)進(jìn)行,整個(gè)配置變更(即從初始無維修配置開始直到完成所有的計(jì)劃維修)的總體ICDP/ILERP 應(yīng)當(dāng)滿足配置更改的要求。如果整個(gè)配置變更產(chǎn)生的累積風(fēng)險(xiǎn)超出NUMARC 93-01 的任何限值,則需要將同時(shí)進(jìn)行的維修任務(wù)進(jìn)行拆分,以便將每個(gè)配置期間累積的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。但是,在分解維修活動(dòng)時(shí),多重維修活動(dòng)的總風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)與同時(shí)進(jìn)行維修活動(dòng)的總的綜合風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行比較。如果任務(wù)不能分開,應(yīng)當(dāng)為組合配置實(shí)施基于ICDP/ILERP 計(jì)算結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)管理措施,執(zhí)行這些風(fēng)險(xiǎn)管理措施直到完成所有維修任務(wù)。該方法也適用于計(jì)劃外配置變更在計(jì)劃的維修活動(dòng)開始之前發(fā)生的情形。
另一方面,如果在計(jì)劃維修活動(dòng)執(zhí)行期間發(fā)生了計(jì)劃外的配置更改,每次配置變更產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)影響應(yīng)分開考慮。因?yàn)橛?jì)劃維修活動(dòng)的開展是基于在電廠實(shí)施維修活動(dòng)前已經(jīng)獲得的電廠狀態(tài)的可用信息。瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)閾值仍將應(yīng)用于組合配置。另外,在非計(jì)劃配置變更導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)顯著增加的情況下,ICDP/ILERP 應(yīng)與NUMARC 93-01 較高的風(fēng)險(xiǎn)閾值準(zhǔn)則(ICDP=10-5或ILERP=10-6)比較,以觀察是否應(yīng)實(shí)施其他風(fēng)險(xiǎn)管理措施直至計(jì)劃或非計(jì)劃的配置變更完成。這可能包括計(jì)劃維修的提前終止,計(jì)劃內(nèi)或計(jì)劃外的維修項(xiàng)目加快進(jìn)行,或其他補(bǔ)償措施的實(shí)施。
如果核電廠要求使用風(fēng)險(xiǎn)管理行動(dòng)而超出NUMARC 93-01 中的ICDP 或ILERP 限制,除非在最特殊的情況下,否則不應(yīng)進(jìn)入該配置。在定義為可接受的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi),應(yīng)考慮風(fēng)險(xiǎn)管理措施(ICDP 在10-6~10-5之間),核電廠希望通過管理上定義一個(gè)分級(jí)授權(quán)批準(zhǔn)的方法來獲取進(jìn)行配置更改和實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理行動(dòng),但不能頻繁挑戰(zhàn)NUMARC 93-01 的ICDP 限值。
如果計(jì)劃的配置持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)于計(jì)劃,則應(yīng)評(píng)價(jià)允許配置時(shí)間(使用包絡(luò)方法或開展ICDP/ILERP 計(jì)算)以確認(rèn)應(yīng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)仍在當(dāng)前風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)。如果出現(xiàn)配置持續(xù)時(shí)間導(dǎo)致任何一個(gè)超出NUMARC 93-01 限值的情況,則可能需要采取其他風(fēng)險(xiǎn)管理措施。
不同的核電廠狀態(tài)(運(yùn)行、瞬態(tài)、和/或停堆)對(duì)配置風(fēng)險(xiǎn)管理有較大差別,不同核電廠模式之間的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果和風(fēng)險(xiǎn)見解差異很大,因此在考慮配置風(fēng)險(xiǎn)管理的閾值時(shí)需要考慮核電廠的運(yùn)行模式。
當(dāng)前許多配置風(fēng)險(xiǎn)管理所使用的PSA 模型范圍僅限于內(nèi)部事件,沒有對(duì)重要的外部因素進(jìn)行量化處理。一些風(fēng)險(xiǎn)指引型應(yīng)用需要對(duì)外部事件客觀處理(定量或定性),以及這些領(lǐng)域中更先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)指引型應(yīng)用可能需要更多的定量處理,因此在風(fēng)險(xiǎn)閾值設(shè)定時(shí)還需要考慮PSA 模型的范圍,特別是配置風(fēng)險(xiǎn)管理中所使用的PSA 模型范圍。
考慮尚未量化評(píng)價(jià)的影響因素(如上所述的外部事件和其他電廠影響)對(duì)配置風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)閾值的影響。先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)指引型應(yīng)用需要對(duì)所有特定配置的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更完整的評(píng)估。
相比于使用基于瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)度量的風(fēng)險(xiǎn)管理行動(dòng),建議研究使用應(yīng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)度量(CDP/ICDP和LERF/ILERP)的有效性,以使風(fēng)險(xiǎn)低于行業(yè)準(zhǔn)則。根據(jù)對(duì)美國核電廠實(shí)施配置風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)一部分被調(diào)查的核電廠依賴于對(duì)LERF 影響的定性評(píng)估,而其他核電廠則沒有對(duì)LERF 進(jìn)行處理。因此需要評(píng)估配置風(fēng)險(xiǎn)管理中定量或定性評(píng)價(jià)對(duì)LERF 的影響,特別是開發(fā)出簡(jiǎn)化方法,便于核電廠更輕松地確定配置變更對(duì)LERF 的影響。
此外,在確定配置風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)閾值時(shí),還需考慮模式轉(zhuǎn)換和停堆模式的定量配置風(fēng)險(xiǎn)管理的風(fēng)險(xiǎn)。
國家核安全局于2019 年發(fā)布的核電廠配置風(fēng)險(xiǎn)管理的技術(shù)政策中借鑒了國際良好實(shí)踐,結(jié)合我國核電廠實(shí)際國情,給出了一種可接受的確定風(fēng)險(xiǎn)閾值的方法,并分為兩種情況,即正常運(yùn)行時(shí)核電廠配置風(fēng)險(xiǎn)管理閾值和在維修狀態(tài)下的核電廠風(fēng)險(xiǎn)閾值,詳見表2 和圖6。
表2 技術(shù)政策提供的風(fēng)險(xiǎn)閾值設(shè)定方法Table 2 The risk threshold setting method given by the policy statement of NNSA
圖6 技術(shù)政策給出的風(fēng)險(xiǎn)閾值設(shè)定方法Fig.6 The risk threshold setting method given by the policy statement of NNSA
需要注意的是,運(yùn)行配置風(fēng)險(xiǎn)管理與維修配置風(fēng)險(xiǎn)管理采用的累積風(fēng)險(xiǎn)限值是相一致的,如果核電廠發(fā)生突發(fā)運(yùn)行異常,瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)入黃區(qū),而相應(yīng)維修活動(dòng)的累積風(fēng)險(xiǎn)增量仍處于綠區(qū),核電廠可以進(jìn)行正常工作控制。此外,上述風(fēng)險(xiǎn)閾值對(duì)應(yīng)的是全范圍始發(fā)事件的風(fēng)險(xiǎn),如果核電廠PSA 范圍尚不完善,可通過補(bǔ)充額外分析來擴(kuò)大范圍或?qū)︼L(fēng)險(xiǎn)閾值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。技術(shù)政策鼓勵(lì)核電廠采用比推薦值更加嚴(yán)格的風(fēng)險(xiǎn)閾值,盡量降低風(fēng)險(xiǎn),以進(jìn)一步提高安全水平。核電廠營運(yùn)單位確定風(fēng)險(xiǎn)閾值的過程及最終確定的風(fēng)險(xiǎn)閾值應(yīng)形成文件,可供國家核安全局檢查或評(píng)估。
本文詳細(xì)調(diào)研了美國核電廠配置風(fēng)險(xiǎn)管理體系、法規(guī)要求以及實(shí)施應(yīng)用情況,重點(diǎn)研究分析了核電廠配置風(fēng)險(xiǎn)管理中風(fēng)險(xiǎn)閾值關(guān)鍵技術(shù),包括風(fēng)險(xiǎn)閾值設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)度量指標(biāo)、方法以及設(shè)定的策略。根據(jù)美國核資產(chǎn)管理委員會(huì)與EPRI 發(fā)布的PSA 應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則,以及考慮到國家核安全局發(fā)布的技術(shù)政策的要求與風(fēng)險(xiǎn)閾值的推薦方法與設(shè)定值,本文給出了我國運(yùn)行核電廠在設(shè)定配置風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)閾值的主要考慮因素和方法。
建議各核電廠在設(shè)定風(fēng)險(xiǎn)閾值時(shí)可更多的考慮四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,組合采用倍數(shù)方法與絕對(duì)值,靈活使用 CDF、ICDP、LERF 和ICLERP 等瞬時(shí)風(fēng)險(xiǎn)與累積風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)度量,合理考慮PSA 模型范圍、核電廠運(yùn)行模式等因素,合理設(shè)定核電廠的配置風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)閾值。