AP1000系統(tǒng)間不利影響分析

張岐月

摘 要：AP1000作為第三代先進(jìn)壓水堆核電站，安全系統(tǒng)采用了非能動(dòng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，但這些系統(tǒng)完成預(yù)期功能是否會(huì)受到其它系統(tǒng)的影響，需要進(jìn)行必要的分析，以證明AP1000核電站在設(shè)計(jì)上能夠避免這些潛在不利影響，并減少人的失誤產(chǎn)生的不利影響。

關(guān)鍵詞：AP1000；非能動(dòng)；系統(tǒng)、設(shè)備和構(gòu)筑物；不利影響

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）11-0149-01

1 引言

作為第三代壓水堆核電站，AP1000核電技術(shù)具有設(shè)計(jì)簡練，易于操作，充分利用諸多“非能動(dòng)的安全體系”等顯著特點(diǎn)，但各種系統(tǒng)之間的是否能夠按設(shè)計(jì)要求順暢地聯(lián)合運(yùn)行而不會(huì)相互造成不利影響，有哪些潛在的不利影響需要仔細(xì)的分析和討論。

2 影響的分類

非能動(dòng)安全系統(tǒng)是AP1000區(qū)別于當(dāng)前其他壓水堆核電技術(shù)的最大特點(diǎn)，本文對(duì)系統(tǒng)間的不利影響分析也將圍繞非能動(dòng)安全系統(tǒng)展開?？傮w來說，系統(tǒng)間相互影響的類型分為可分為三類：（1）功能性影響：主要?dú)w因于系統(tǒng)之間共用系統(tǒng)設(shè)備或存在物理連接，如電氣、水、氣或機(jī)械連接。（2）人員介入影響：涉及操縱員操作的影響，操縱人員采取的措施可能有利也可能不利。（3）空間相互影響：包括火災(zāi)、水淹、飛射物危害、管道破裂和地震事故，一個(gè)設(shè)備故障可能會(huì)導(dǎo)致其它設(shè)備失效。

3 影響分析

3.1 功能性影響分析

存在共同接口的系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生相互影響，可能由于這種影響，系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)變得更加安全和高效，也可能導(dǎo)致安全系統(tǒng)無法按預(yù)期緩解事故。

為了全面分析AP1000系統(tǒng)的功能性影響，需要使用系統(tǒng)化分析方法。以六個(gè)關(guān)鍵安全功能——次臨界、堆芯冷卻、熱阱、一回路完整性、安全殼完整性、一回路水裝量為基礎(chǔ)，對(duì)完成這些關(guān)鍵安全功能的各能動(dòng)-非能動(dòng)系統(tǒng)、非能動(dòng)-非能動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以解決這一問題。

完成關(guān)鍵安全功能的系統(tǒng)被認(rèn)為受影響系統(tǒng)，同時(shí)，執(zhí)行安全相關(guān)功能的系統(tǒng)也被認(rèn)為受影響系統(tǒng)。而所有與這些受影響系統(tǒng)存在接口的系統(tǒng)認(rèn)為是潛在的觸發(fā)系統(tǒng)。

功能性相互作用可以從工藝流體相互作用、驅(qū)動(dòng)相互作用、正?？赡軣o法預(yù)測的物理相互作用（事故情況）三個(gè)方面來考慮。舉例如下：

反應(yīng)堆冷卻劑泵——堆芯。事故期間反應(yīng)堆冷卻劑泵的運(yùn)行能夠掩蓋RCS中的空泡，使操縱員誤以為堆芯有足夠的冷卻劑。在三哩島事故中，就是因?yàn)榉磻?yīng)堆冷卻劑泵運(yùn)行掩蓋了RCS的大量空泡，導(dǎo)致操縱員誤停能動(dòng)安注系統(tǒng)，因此，電廠操縱員必須考慮反應(yīng)堆冷卻劑泵停運(yùn)對(duì)堆芯裸露的影響。如果反應(yīng)堆冷卻劑泵停止，蒸汽和水的分層可能導(dǎo)致堆芯裸露。AP1000設(shè)計(jì)針對(duì)這種不利的相互作用是通過安注信號(hào)觸發(fā)后反應(yīng)堆冷卻劑泵自動(dòng)跳閘來排除的，后續(xù)重新啟動(dòng)反應(yīng)堆冷卻劑泵需要滿足過冷度和穩(wěn)壓器水位設(shè)定值的要求。

按上述方法，可以用矩陣圖將各受影響系統(tǒng)-觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行逐一分析，識(shí)別系統(tǒng)間不利的功能性相互作用，從而判斷現(xiàn)有的設(shè)計(jì)是否完整、安全，并在可能的情況下提供操縱員干預(yù)措施。

3.2 人員介入作用

人員介入作用導(dǎo)致的不利影響可稱為認(rèn)知執(zhí)行失誤，是指決策制定過程中的認(rèn)知執(zhí)行失誤。最可能的認(rèn)知執(zhí)行失誤有以下三種：事故序列的目標(biāo)沖突，且未在程序中加以解決；信息過少或過多，誤導(dǎo)操縱員；程序允許或引導(dǎo)操縱員做出基于知識(shí)的決策。因此，我們需要從潛在人因失誤角度考慮系統(tǒng)間的相互作用。

由于AP1000緩解事故過程方面，在設(shè)計(jì)上盡量減少了對(duì)人的依賴，即AP1000設(shè)計(jì)上事故后72小時(shí)內(nèi)不需要操作員干預(yù)。此外，AP1000通過基于功能的任務(wù)分析和基于征兆的事故響應(yīng)規(guī)程和功能恢復(fù)規(guī)程來避免認(rèn)知執(zhí)行失誤。因此認(rèn)知執(zhí)行失誤被認(rèn)為是一種潛在不利系統(tǒng)相互作用。部分認(rèn)知執(zhí)行失誤也包含在AP1000概率安全分析（PRA）模型事件序列處理決策的人因失誤中。因?yàn)楹茈y量化，因此需要特殊分析。

人員介入對(duì)系統(tǒng)的不利影響分析，繼續(xù)以系統(tǒng)不利作用矩陣為基礎(chǔ)進(jìn)行。通過對(duì)系統(tǒng)矩陣中各組合分別進(jìn)行執(zhí)行失誤發(fā)生的可能性，失誤的預(yù)防屏障，失誤被PRA分析或包絡(luò)，來檢查潛在認(rèn)知執(zhí)行失誤對(duì)這些系統(tǒng)運(yùn)行造成的影響。分析證明，人員介入作用不會(huì)造成嚴(yán)重的系統(tǒng)不利影響，但需要運(yùn)行人員充分了解存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行嚴(yán)格的知識(shí)技能和人員績效工具使用的培訓(xùn)，提高運(yùn)行的安全性。

3.3 空間相互作用

空間相互作用是由兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)在鄰近位置的存在而產(chǎn)生的相互作用，需要考慮的空間相互作用包括火災(zāi)、洪水、管道破裂、飛射物危害和地震事故的影響等，這些事故在AP1000的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故分析中進(jìn)行了充分討論，本文不再進(jìn)行額外分析。

4 結(jié)語

通過以上分析方法對(duì)AP1000系統(tǒng)間的相互作用進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果證明AP1000核電技術(shù)是完整和可靠的，但是，也存在一些潛在的薄弱環(huán)節(jié)或風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)行人員可以通過這種分析方法深入理解系統(tǒng)間的相互影響機(jī)理和設(shè)計(jì)的背景，充分培訓(xùn)，并運(yùn)用人員績效工具，避免影響電廠安全的潛在的操縱人員失誤；設(shè)計(jì)人員可以通過完善和優(yōu)化AP1000應(yīng)急運(yùn)行規(guī)程和人機(jī)接口系統(tǒng)，避免操縱員失誤導(dǎo)致非預(yù)期的不利影響，提高電站運(yùn)行的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]林誠格.非能動(dòng)安全先進(jìn)核電廠AP1000[M].北京：原子能出版社，2008.

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