基于危險源辨識管理的卡拉奇核電項目熱態(tài)性能試驗安全管理淺研

張明磊,衛(wèi)福奇,王 勇,李 勍,朱 偉,王 健,尹遜華,姜二龍

(中國中原對外工程有限公司,北京 100044)

通過介紹危險源的相關知識和熱態(tài)性能試驗的主要過程等，對巴基斯坦卡拉奇2號機組熱態(tài)性能試驗中基于危險源的現(xiàn)場安全管理進行分析、研究，以試驗中危險源為安全管理重點，圍繞危險源開展相關安全管理工作，采取有針對性的安全管控措施把整個試驗風險降低到可控范圍內。熱態(tài)性能試驗是核電廠調試階段最重要的綜合性試驗之一，是最接近機組正常運行狀態(tài)的，壓力、穩(wěn)定等都達到運行標準，但核島內還遺留一些尾項工作，例如管道保溫未完全安裝完畢、部分孔洞正式護欄未安裝、正式滅火器還未配置、通風系統(tǒng)未完全投用、管道、閥門有少量跑冒滴漏等。同時大量建安腳手架存、設備、臨時設施等在現(xiàn)場，造成了調試活動與建安施工的深度交叉，各類隱患隱蔽性更強，安全管理難度增大。雖然熱態(tài)性能試驗開展中，整個核島區(qū)域是受管控狀態(tài)，但是還是有人員進入巡檢、消缺等開展相關工作。此時分析出試驗過程中存在的危險源并采取合理的控制措施，就是最大可能保護現(xiàn)場人員安全，保障卡拉奇核電調試階段熱態(tài)性能試驗的安全順利開展。

1 危險源的概念

任何作業(yè)過程都存在危險源，人們在系統(tǒng)安全理論的研究過程中，提出了危險源的概念，認為危險源的存在是事故發(fā)生的根本原因，為防止事故發(fā)生就是消除或控制系統(tǒng)中的危險源。危險源是指可能造成人員傷害和疾病、財產損失、作業(yè)環(huán)境破壞或其他損失的根源或狀態(tài)。根據危險源在事故發(fā)生、發(fā)展中的作業(yè)用，一般分為第一類危險源、第二類危險源。第一類危險源是指可能發(fā)生意外釋放的能量或危險物質，其一般都是工藝上客觀存在的，以目前科技發(fā)展暫時無法替代，例如核島一回路的高溫水蒸氣、管道等保溫材料中所含甲醛等。第二類危險源是約束或限制第一類危險源采取的措施的破壞、失效的各種現(xiàn)象。廣義上包括物的故障、人的失誤、環(huán)境不良以及管理缺陷等因素。這些是造成能活危險物質意外釋放的直接原因。例如高溫管道附近安全警示標示的缺失，造成人員燙傷，防甲醛面罩濾盒的過期，造成人員甲醛中毒等。第二類危險決定了事故發(fā)生可能性，出現(xiàn)得越頻繁，發(fā)生事故的可能性就越大。在卡拉奇核電熱態(tài)性能試驗中，需重點關注第二類危險源的管控問題。

根據危險源的分類方法按生產過程危險、有害因素分類及按照職工傷亡事故分類等方法。危險因素強調突然性、危害性。有害因素強調緩慢性、過程性。根據《生產過程危險和危害因素分類代碼》(GB/T 13816—2009)的規(guī)定，危險因素和有害因素共分四大類，192個小類，具體為：

1)人的因素：心理生理性、行為性；

2)物的因素：物理性、化學性、生物性；

3)環(huán)境因素：室內、室外、地下；

4)管理因素：組織機構、責任制、規(guī)章制度、投入；

根據《企業(yè)職工傷亡事故分類》(GB 6441—1986),按照導致事故的原因和傷害方式，危險源又可以分為：物體打擊、車輛傷害、機械傷害、起重傷害、火災、高處墜落、坍塌、等20個類別。

危險源又可以具體分為重大危險源和一般危險源?！吨卮笪ｋU源辨識》(GB 18218—2000)的國家標準定義為：工業(yè)活動中危險物資或能量超過臨界量的設備、設施、或場所。其主要針對化學品類。對于非化學品品類的重大危險源尚未提出明確的標準和定義，一般根據行業(yè)、現(xiàn)場實際情況自行定義。

2 核電機組熱態(tài)性能試驗介紹

2.1 熱態(tài)性能試驗目的

根據HAD103-02核電調試程序3.2 A2階段預運行試驗中描述：熱態(tài)性能試驗以驗證系統(tǒng)性能是否與規(guī)定要求相一致。并應該盡可能模擬核電廠實際運行條件，包括在典型的濕度、壓力、流量下的預期運行事件。其主要目的主要有三個：1)驗證系統(tǒng)的熱態(tài)性能是否與設計要求一致；2)驗證系統(tǒng)和設備在高溫運行時的可靠性；3)高溫下對設備和管道內壁進行鈍化。

2.2 熱態(tài)性能試驗試驗過程

熱態(tài)性能試驗主要通過主冷卻劑泵和穩(wěn)壓器電加熱器對一回路升溫，通過上充下泄流量閥節(jié)對一回路進行升壓，至熱停堆狀態(tài)，并在各平臺對一回路、二回路系統(tǒng)及相關輔助系統(tǒng)進行調試試驗，是在盡可能模擬實際運行工況的條件下，驗證NSSS(核蒸汽供應系統(tǒng))及相關輔助系統(tǒng)的可靠性和運行特性，這個階段NSSS的狀態(tài)要達到291.7 ℃，15.5 MPa。

第一步：一回路、二回路及相關輔助系統(tǒng)進行充水及靜態(tài)排氣；

第二步：一回路進行動態(tài)排氣及升溫升壓(升溫速率≤28 ℃/h，升壓速率≤0.4 MPa/min);

第三步：從277 ℃開始計時保溫，持續(xù)300 h，之后執(zhí)行熱停堆平臺(291.7 ℃、15.5 MPa)；

第四步：鈍化結束且熱停堆平臺是試驗結束后才降溫降壓。

3 卡拉奇2號機組基于危險源的辨識管理

3.1 熱態(tài)性能試驗中危險源的辨識

熱態(tài)性能試驗是核電廠調試階段最重要的大型綜合性試驗，其涉及系統(tǒng)較多、持續(xù)時間也較長、范圍廣、各項危險源集中或交叉出現(xiàn)，是核電廠調試階段的安全管理的重點和難點。在試驗中通過危險源作為安全管理的重點，需要大量的實踐經驗，包括過去的事件及事故的經驗以及對生產工藝、標準等各方面的實際知識。對待危險源識別，必須持尊重客觀、實事求是和虛心的態(tài)度，從安全管理角度來看，主要有以下幾點：

1)組織的建立情況，是否有已建立符合要求的組織機構；

2)工作人員活動情況，需要進入有危險源區(qū)域是那些人；

3)危險源設施和區(qū)域，準確的判斷危險源的位置；

4)危害的機理，了解危險源的具體性質等。

在卡拉奇核電熱態(tài)性能試驗中危險源安全管理分析主要從組織機構管理、分析流程兩方面開展工作。熱態(tài)性能試驗中危險源管理組織機構中，執(zhí)行危險源管理的安全保衛(wèi)小組，其分為安全技術組、工業(yè)安全組。管理小組在試驗前搜集相關資料、辨識危險源、分析基本要素、制定管控措施，從而實施有針對性的危險源管理。在卡拉奇2號機組熱態(tài)試驗前，危險源管理小組組織編制了《卡拉奇2號機組熱態(tài)功能試驗工業(yè)安全專項控制方案》《卡拉奇2號機組熱試風險分析及預案》《拉奇調試項目部2號機組熱態(tài)性能試驗期間的管理規(guī)定》等，其組織實施過程通暢有效(見圖1)。

圖1 熱態(tài)性能試驗危險源管理組織體系管理流程Fig.1 The management process of the hot performance test hazard management organization system

安全保衛(wèi)小組在試驗前得到危險源的辨識要求，危險單位劃分、識別、分類三個步驟主要目的是將熱態(tài)性能試驗危險源具體定位并明確，讓危險源完全暴露在分析人員面前，便于后續(xù)采取合理有效的措施。危險源的分析、控制、轉化，主要是在幾個步驟的基礎上對其存在條件、危險性及觸發(fā)因素進行分析，消除危險源發(fā)生破壞的具體條件，把危險源的危害降低到試驗可接受的范圍內。一般來講，危險源完全消除非常困難,大部分只能通過個人防護、管理里措施、工程措施、隔離等手段達到控制危險源產生危害。

3.2 熱態(tài)性能試驗中危險源的應急

危險源的應急管理也是卡拉奇2號機組熱態(tài)性能試驗中重要的安全管理工作。危險源在突破多重安全管理措施后會引發(fā)事故，其是突發(fā)性的，一般很難提前預判，為了全方位的控制危險源，把可能存在的損害降低到最低，必須建立相關應急預案。安全保衛(wèi)小組組織編制的《卡拉奇核電2號機組熱態(tài)功能試驗期間火災風險預案》《卡拉奇核電無腳本應急演練》等預案都是熱態(tài)性能試驗中應急管理的重要文件。

4 卡拉奇2號機熱態(tài)性能試驗中基于危險源的安全管理

卡拉奇熱態(tài)性能試驗開展前，安全管理小組使用直觀經驗方法和系統(tǒng)分析方法詳細分析出試驗過程中危險源及存在條件、特性等并采取了適合卡拉奇核電現(xiàn)場的管理措施。通過《企業(yè)職工傷亡事故分類標準》(GB 6441—1986)標準進行匯總、梳理，并編制了《卡拉奇2號機組熱態(tài)性能試驗工業(yè)安全專項控制方案》，具體如下(見圖2和表1)。

(1)灼燙

涉及作業(yè)為帶壓堵漏、高溫/高壓管道周邊操作、壓力設備/管道附近的操作和活動的、誤進入蒸汽排放區(qū)域等。

采取的措施主要有建立試驗控制區(qū)，在周邊設備警示標示。試驗人員作業(yè)前穿戴好個人防護用品等。

表1 熱態(tài)性能試驗中存在灼燙風險的設備清單Table 1 List of equipment with burning risk in the hot performance test

(2)中毒和窒息

1)中毒：主要因為核島內應管道保溫、油漆等在高溫下的緩慢釋放，其涉及整個核島區(qū)域。

甲醛為無色有刺激性氣體，對人眼、鼻等有刺激作用，相對密度1.067，能燃燒，也可能爆炸，吸入過量能中毒。其濃度分布有一定的規(guī)律，從卡拉奇2號機組熱態(tài)性能試驗長達一個月檢測來看，其水平面以下各層甲醛濃度較低，水平面以上各層逐步升高，其環(huán)吊附近達到最高峰。另外甲醛濃度變化還和升溫升壓過程有密切聯(lián)系，總體隨著溫度升高而升高，但不是線性關系，本文不再詳細描述。

采取的措施主要有：甲醛濃度的定期監(jiān)測通報、工作人員佩戴適當?shù)膫€人防護用品、控制工作時長、核島區(qū)域實行適當管控等(見表2)。

2)窒息：主要涉及進入充氮設備區(qū)域內各類作業(yè)、巡檢等。

采取的措施主要有：建立隔離區(qū)，充氮設備附近設置警示標識、作業(yè)人員隨身佩戴氧表、設置專業(yè)監(jiān)護人員等(見表3)。

表2 根據甲醛濃度范圍采取的管控措施Table 2 Control measures according to formaldehyde concentration range

表3 有氮氣窒息風險的房間Table 3 Rooms with the risk of nitrogen suffocation

(3)火災

主要為熱試期間相關設備的帶電運行、核島內升溫升壓后易燃物自燃等。

采取的措施：設置重點防火部位并定期巡檢、配合適當滅火器、開展試驗前開展各類易燃物的集中清理等(見表4)。

表4 熱態(tài)性能試驗期間重點防火部位及滅火器配置Table 4 Key fire prevention parts and fire extinguisher configuration during the thermal performance test

(4)高處墜落

主要涉及是操作高處設備/閥門、巡檢帶有自爬梯的設備房間等。

采取的措施：佩戴個人防護用品、2 m以上作業(yè)佩戴安全帶等。

(5)機械傷害

主要涉及各類泵、電機等轉動設備附近的各類作業(yè)。

采取的措施：佩戴個人防護用品、轉動設備啟動后，適當保持安全距離，防止卷入設備等。

(6)觸電、起重傷害、其他傷害

整個熱態(tài)試驗性能試驗過程較長，其涉及危險源種類也較多，但在本次試驗中，需重點關注因試驗而較為突出的危險源，因為此類危險源產生的危害的后果及概率大大增加。

5 結論

本文以危險源辨識和管理做為卡拉奇2號機組熱態(tài)性能試驗的安全管理核心，從基于危險源管理的角度開展試驗安全管理工作。危險源管理小組即安全保衛(wèi)小組通過熱態(tài)性能試驗前的收集資料、辨識、分析、管控、應急等對整個試驗過程危險源詳細掌控，梳理出各類危險源可能產生的區(qū)域及危害，采取合理的安全管控措施，最大可能減少危險源發(fā)生發(fā)展成為事故的可能性。同時，也為現(xiàn)場安全人員找出了較為明確的安全管理方向。目前從卡拉奇2號機組實踐經驗來看，基于危險辨識的熱態(tài)性能試驗的安全管理取得良好成果，并為后需同類堆型機組在巴基斯坦建設中提供寶貴實踐經驗和資料。