田灣核電站配置風(fēng)險管理體系

顧曉慧，李友誼，郞錫野，孫 揚，趙芃菲，于文革

（江蘇核電有限公司，連云港 222042）

配置風(fēng)險管理是維修規(guī)則的重要組成部分。為保障核電廠的運行安全，核電廠營運單位編制了技術(shù)規(guī)格書，對核電廠配置（即系統(tǒng)和設(shè)備所處的狀態(tài)）進行管理。技術(shù)規(guī)格書通常針對單個系統(tǒng)或設(shè)備進行允許出役時間管理。雖然有些技術(shù)規(guī)格書對多重系統(tǒng)或設(shè)備失效做了一些規(guī)定，但是核電廠配置組合的復(fù)雜性和多樣性使這種控制方式并不完全合理。國際實踐表明，對多重設(shè)備失效進行控制的有效方法是配置風(fēng)險管理。國家核安全局于2019 年12月發(fā)布了《核電廠配置風(fēng)險管理的技術(shù)政策（試行）》（以下簡稱《政策》）［1］，于2022 年6 月重新修訂、發(fā)布了HAF 103《核動力廠調(diào)試和運行安全規(guī)定》［2］。該規(guī)定要求營運單位建立配置風(fēng)險管理體系，以提高核安全管理決策的科學(xué)性和有效性。

在實際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)核電廠的配置風(fēng)險管理無法應(yīng)用于生產(chǎn)一線。其原因是方案未與現(xiàn)有管理流程緊密結(jié)合。田灣核電站在各部門的密切配合下自主研究技術(shù)政策，開發(fā)了切合電站實際的應(yīng)用方案［3-5］，本文將進行詳細(xì)介紹。

1 適用范圍

配置風(fēng)險管理大綱是核電廠運行技術(shù)規(guī)格書的補充。因此，在出現(xiàn)設(shè)備不可用時，核電廠必須依據(jù)運行技術(shù)規(guī)格書和配置風(fēng)險管理大綱執(zhí)行規(guī)定的措施［6］。

田灣核電站1-4 號機組的配置風(fēng)險管理適用的系統(tǒng)/設(shè)備范圍篩選自概率安全評價模型（PSA）和技術(shù)規(guī)格書（TS）。

運行配置風(fēng)險管理適用的機組狀態(tài)包括功率運行（狀態(tài)1）、最小可監(jiān)測功率水平（狀態(tài)2）、熱態(tài)（狀態(tài)3）、加熱（狀態(tài)7）和冷卻（狀態(tài)8），適用的設(shè)備范圍為PSA 和TS 共有設(shè)備（簡稱TS設(shè)備）。

維修配置風(fēng)險管理適用的機組狀態(tài)包括功率運行（狀態(tài)1）、最小可監(jiān)測功率水平（狀態(tài)2）、熱態(tài)（狀態(tài)3）、冷態(tài)（狀態(tài)4）、維修冷停堆（狀態(tài)5）、加熱（狀態(tài)7）和冷卻（狀態(tài)8），適用的設(shè)備范圍為PSA 模型中全部設(shè)備（PSA 設(shè)備）。

配置風(fēng)險管理不適用于技術(shù)規(guī)格書要求立即后撤的狀態(tài)。

2 核電廠體系框架與組織機構(gòu)

2.1 體系框架

在配置風(fēng)險管理實施過程中涉及生產(chǎn)計劃、大修管理、運行、核安全管理和安全分析領(lǐng)域的相關(guān)管理程序和技術(shù)文件，其體系框架和清單如圖1 所示。

圖1 配置風(fēng)險管理程序體系Fig. 1 The program system of configuration risk management

2.2 組織機構(gòu)

實施配置風(fēng)險管理的組織機構(gòu)即已有的組織機構(gòu)，包括生產(chǎn)計劃、大修管理、運行、維修、設(shè)備管理、儀控、技術(shù)支持、核安全、信息文檔和培訓(xùn)等部門。

核電廠廠長在業(yè)務(wù)方面負(fù)責(zé)配置風(fēng)險管理工作；技術(shù)支持部門負(fù)責(zé)配置風(fēng)險管理體系的建立與歸口；生產(chǎn)計劃部門負(fù)責(zé)生產(chǎn)計劃（長周期計劃、日常計劃和責(zé)任范圍內(nèi)小修計劃等）的風(fēng)險計算、組織討論與制定風(fēng)險管理措施；大修管理部門負(fù)責(zé)大修計劃（大修和責(zé)任范圍內(nèi)小修等）的風(fēng)險計算并組織討論、制定進入風(fēng)險管理區(qū)的大修計劃所需的風(fēng)險管理措施；運行部門負(fù)責(zé)當(dāng)機組非計劃進入技術(shù)規(guī)格書的運行限制條件（LCO）時，對適用運行配置風(fēng)險管理的事件按要求進行評價，并根據(jù)評價結(jié)果開展相應(yīng)風(fēng)險管理行動；核安全、維修、儀控和設(shè)備管理部門負(fù)責(zé)參加討論與制定風(fēng)險管理措施，并實施責(zé)任范圍內(nèi)風(fēng)險管理措施；信息文檔部門負(fù)責(zé)提供軟件安裝與數(shù)據(jù)存儲所需的服務(wù)器資源，并保障風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)軟件與電廠其他系統(tǒng)接口通信的穩(wěn)定性與可靠性；培訓(xùn)部門負(fù)責(zé)配置風(fēng)險管理相關(guān)的培訓(xùn)組織與管理。

3 風(fēng)險閾值

3.1 風(fēng)險閾值設(shè)置

風(fēng)險閾值對應(yīng)內(nèi)部事件一級PSA 模型堆芯損傷頻率、堆芯損傷概率增量（CDF、ICDP）和二級PSA 模型早期大量放射性釋放頻率、早期大量放射性釋放概率增量（LERF、ILERP）。

田灣核電站1-4 號機組PSA 模型包含功率工況和低功率停堆工況等不同運行工況。雖然不同工況的基準(zhǔn)風(fēng)險不一致，但采用統(tǒng)一的風(fēng)險閾值進行管理。其中瞬時風(fēng)險（CDF/LERF）閾值統(tǒng)一以功率工況零維修風(fēng)險作為基準(zhǔn)風(fēng)險制定。累積風(fēng)險（ICDP/ILERP）閾值各工況一致，計算機組累積風(fēng)險時，以各自工況下的零維修風(fēng)險為基準(zhǔn)風(fēng)險。

根據(jù)《政策》要求，考慮到田灣核電站1-4號機組內(nèi)部事件一級PSA 結(jié)果約占全范圍PSA總結(jié)果的1/3［計算公式如式（1）］，更嚴(yán)格地選取《政策》推薦值的0.3 倍作為田灣核電站1-4號機組的風(fēng)險閾值。

對瞬時風(fēng)險由低到高依次采用綠、黃、橙、紅四種風(fēng)險區(qū)域進行管理，與《政策》的區(qū)別是將風(fēng)險管理區(qū)細(xì)分為橙區(qū)（高風(fēng)險）和黃區(qū)（中風(fēng)險），閾值見表1；對累積風(fēng)險由低到高采用綠、黃、紅三種風(fēng)險區(qū)域進行管理，與《政策》一致，閾值見表2。

表1 瞬時風(fēng)險閾值Table 1 Transition risk threshold

表2 累積風(fēng)險閾值Table 2 Cumulative risk threshold

表3 運行（隨機不可用）風(fēng)險管理矩陣Table 3 Operation（random unavailable） risk management matrix

3.2 風(fēng)險閾值管理

風(fēng)險閾值的設(shè)定須經(jīng)過同行評估或者得到國家核安全監(jiān)管部門的認(rèn)可。在獲得認(rèn)可前，電廠實施配置風(fēng)險管理試運行，風(fēng)險閾值作為試運行的參考。

風(fēng)險閾值由技術(shù)支持部門參照《政策》，根據(jù)實際情況予以提出，并經(jīng)相關(guān)部門討論確定。

當(dāng)PSA 模型更新導(dǎo)致機組基準(zhǔn)風(fēng)險發(fā)生變化或監(jiān)管部門政策變化時，技術(shù)支持部門在15個工作日內(nèi)組織公司相關(guān)部門討論更新風(fēng)險管理閾值事宜，并在公司企業(yè)內(nèi)容管理系統(tǒng)（ECM）中以會議紀(jì)要的形式確認(rèn)，獲批后7 個工作日內(nèi)在風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)中更新風(fēng)險管理閾值。如相關(guān)技術(shù)文件或管理程序受到閾值影響，則更新這些文件。

4 風(fēng)險管理矩陣

4.1 風(fēng)險管理矩陣設(shè)置

運行（隨機不可用）風(fēng)險管理矩陣被設(shè)定為正常控制區(qū)（綠區(qū)）、中風(fēng)險管理區(qū)（黃區(qū)）、高風(fēng)險管理區(qū)（橙區(qū)）和風(fēng)險不可接受區(qū)（紅區(qū)）四種風(fēng)險區(qū)域，見表 3；維修（計劃不可用）風(fēng)險管理矩陣被設(shè)定為正常控制區(qū)（綠區(qū)）、風(fēng)險管理區(qū)（黃區(qū)）和風(fēng)險不可接受區(qū)（紅區(qū)）三種風(fēng)險區(qū)域，見表4。

表4 維修（計劃不可用）風(fēng)險管理矩陣Table 4 Maintenance（plan unavailable） risk management matrix

運行（隨機不可用）風(fēng)險管理矩陣的進入與退出：當(dāng)電廠發(fā)生非計劃的TS 設(shè)備不可用進入技術(shù)規(guī)格書LCO，并導(dǎo)致瞬時風(fēng)險進入黃區(qū)、橙區(qū)和紅區(qū)時，進入風(fēng)險管理矩陣的相應(yīng)風(fēng)險區(qū)域；當(dāng)所有TS 設(shè)備恢復(fù)可用時，退出風(fēng)險管理矩陣的黃區(qū)、橙區(qū)和紅區(qū)，進入綠區(qū)。

維修（計劃不可用）風(fēng)險管理矩陣的進入與退出：制訂計劃時，PSA 設(shè)備（《配置風(fēng)險管理設(shè)備清單》中標(biāo)注為PSA）不可用導(dǎo)致累積風(fēng)險進入黃區(qū)時，進入風(fēng)險管理矩陣的黃區(qū)，紅區(qū)不允許主動進入；當(dāng)所有PSA 設(shè)備恢復(fù)可用時，退出風(fēng)險管理矩陣的黃區(qū)或紅區(qū)，進入綠區(qū)。

當(dāng)機組發(fā)生非計劃事件，《配置風(fēng)險管理設(shè)備清單》中設(shè)備突發(fā)故障不可用導(dǎo)致機組瞬時風(fēng)險進入風(fēng)險管理區(qū)（黃區(qū)和橙區(qū)），但維修活動的累積風(fēng)險仍然處于綠區(qū)時，則可正常開展計劃性維修工作。

4.2 風(fēng)險管理矩陣管理

當(dāng)由于技術(shù)進步、監(jiān)管要求變化或電廠管理變更等原因需對風(fēng)險管理矩陣進行修訂時，歸口部門應(yīng)在15 個工作日內(nèi)組織公司內(nèi)相關(guān)部門討論風(fēng)險管理矩陣更新事宜，并在公司企業(yè)內(nèi)容管理系統(tǒng)（ECM）中以會議紀(jì)要的形式確認(rèn)，如相關(guān)技術(shù)文件或管理程序受到變更影響，則更新這些文件。

5 配置風(fēng)險管理的實施

5.1 運行配置風(fēng)險管理

當(dāng)發(fā)生非計劃事件進入技術(shù)規(guī)格書LCO時，運行人員除執(zhí)行技術(shù)規(guī)格書所規(guī)定的措施以外，還需檢查非計劃事件是否由《配置風(fēng)險管理設(shè)備清單》中標(biāo)注為TS 的設(shè)備異常故障引起，若是，則需在確認(rèn)配置后的1 h 內(nèi)在風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)中確認(rèn)或錄入設(shè)備不可用信息，完成配置風(fēng)險評價，并根據(jù)評價結(jié)果按照圖2 流程執(zhí)行配置風(fēng)險管理。

圖2 運行配置風(fēng)險管理流程Fig.2 The process of operation configuration risk management

若瞬時風(fēng)險進入紅區(qū)，則缺陷按0 級響應(yīng)，啟動生產(chǎn)待命流程進行決策，立即采取行動降低風(fēng)險；若機組處于功率運行狀態(tài)，且經(jīng)確認(rèn)機組配置風(fēng)險處于紅區(qū)時，則需要立即停堆后撤，將機組置于可接受的風(fēng)險水平。若瞬時風(fēng)險處于橙區(qū)，則缺陷按0 級響應(yīng)，然后啟動緊急消缺工作流程；若預(yù)判維修工作不能在RMAT 內(nèi)完成，則應(yīng)識別不可定量因素并制定RMA，之后可將維修時間延長至ACT。若瞬時風(fēng)險處于黃區(qū)，則缺陷按1 級響應(yīng)，所有非計劃事件導(dǎo)致的設(shè)備不可用時間均使用RMAT 進行管理，在制定風(fēng)險管理措施（識別不可定量因素）并組織實施后，可將維修時間延長10 倍至ACT；若制定的風(fēng)險管理措施無法在ACT 之前降低風(fēng)險，則需要將機組后撤至安全狀態(tài)。

5.2 允許配置時間

采用累積風(fēng)險限值計算允許配置時間，其中用風(fēng)險管理區(qū)（黃區(qū)）限值ICDP＜3×10-7和ILERP＜3×10-7計算RMAT；在評價不可定量因素并采取了控制風(fēng)險的措施后，用風(fēng)險不可接受區(qū)（紅區(qū)）限值ICDP＜3×10-6和ILERP＜3×10-6計算ACT。計算原理如圖3 所示。

圖3 允許配置時間計算Fig.3 The calculation of allowed configuration time

需要注意的是上述RMAT 和ACT 均為ICDP 和ILERP 限值計算結(jié)果中較小的一個，且均不能超過技術(shù)規(guī)格書要求。

圖4 顯示的是當(dāng)配置風(fēng)險管理范疇內(nèi)設(shè)備不可用時，累積風(fēng)險和允許配置時間隨時間變化的計算原理圖。在零時刻，設(shè)備A（非TS 設(shè)備）由于計劃維修開始不可用，在制訂計劃時已判斷設(shè)備A 無法在RMAT（即T3 時刻）前復(fù)役并制定有風(fēng)險管理措施RMA，設(shè)備A 的維修時間延長至T3的10倍；在T1時刻，發(fā)生緊急事件（非計劃），若經(jīng)分析為第二個設(shè)備B（TS 設(shè)備）不可用導(dǎo)致進入LCO，則在1 h 內(nèi)完成配置風(fēng)險評價，得到新的RMAT 和ACT，T2 為RMAT，T5為ACT；若預(yù)判設(shè)備B 無法在T2 時刻前復(fù)役，應(yīng)在T2 之前的生產(chǎn)例會/大修例會上進行討論并制定RMA，可將維修時間延長至T5；T4 時刻設(shè)備A 復(fù)役，則需重新計算ACT 為T6。設(shè)備B 恢復(fù)可用后（即無TS 設(shè)備不可用時）退出運行配置風(fēng)險管理。

圖4 設(shè)備不可用時累積風(fēng)險和允許配置時間計算Fig.4 The calculation of cumulative risk and allowed configuration time when equipment unavailable

5.3 維修配置風(fēng)險管理

維修計劃制定配置風(fēng)險管理流程如圖5 所示。生產(chǎn)計劃和大修計劃工程師在制訂計劃時應(yīng)控制風(fēng)險，若瞬時風(fēng)險或累積風(fēng)險必須進入風(fēng)險管理區(qū)，則應(yīng)在組織制定風(fēng)險管理措施后發(fā)布實施計劃，制定的風(fēng)險管理措施應(yīng)記錄于運行風(fēng)險分析單［7］。不允許主動進入累積風(fēng)險紅區(qū)和瞬時風(fēng)險紅區(qū)。

圖5 維修配置風(fēng)險管理流程Fig.5 The process of maintenance configuration risk management

5.4 風(fēng)險管理措施的制定

RMA 是針對即將生效的計劃或已經(jīng)發(fā)生的事件導(dǎo)致機組進入風(fēng)險管理區(qū)和風(fēng)險不可接受區(qū)而制定的。RMA 應(yīng)能夠降低機組的瞬時或累積風(fēng)險，當(dāng)管理措施無效、可能出現(xiàn)不可接受的高風(fēng)險配置時，則將機組后撤至適當(dāng)模式。RMA 包括但不限于如下內(nèi)容。

（1）修改已生效的計劃，避免出現(xiàn)高風(fēng)險配置；

（2）減少高風(fēng)險配置的持續(xù)時間，如識別相關(guān)風(fēng)險和接近/超越風(fēng)險指引維修延長時間（ACT）的預(yù)案；制定預(yù)案，在需要時迅速恢復(fù)關(guān)鍵的停運設(shè)備；

（3）采取補償措施，降低配置的風(fēng)險；

（4）避免某些敏感SSC 不可用進一步導(dǎo)致更高風(fēng)險配置，如盡量減少單點敏感設(shè)備（SPV）房間內(nèi)其他設(shè)備的操作；

（5）提高風(fēng)險意識和加強控制的措施，如在工前會中強調(diào)配置風(fēng)險。

5.5 風(fēng)險管理措施的實施

RMA 由工作層初步提出，在生產(chǎn)例會、大修例會等組織活動中討論確定，并由電廠廠長根據(jù)機組實際情況批準(zhǔn)后實施。僅通過修改維修計劃時間即實現(xiàn)配置風(fēng)險管理要求的RMA無須電廠廠長批準(zhǔn)。

對于瞬時風(fēng)險和累積風(fēng)險措施預(yù)計將接近或超過閾值的電廠配置，應(yīng)實施RMA。這些行動旨在提高相關(guān)電廠人員的風(fēng)險意識，對特定維修活動進行更嚴(yán)格的規(guī)劃和控制，并采取措施控制風(fēng)險增加的持續(xù)時間和程度。具體的RMA 一般包括考慮電廠外部因素（如天氣條件、電網(wǎng)條件等）、關(guān)鍵安全功能性能、剩余緩解能力及其冗余性等，可將定性評估用于支持在SSC停運時特定電廠和現(xiàn)場工況的風(fēng)險管理補償措施的識別和實施。

風(fēng)險管理措施的制定需考慮核電廠執(zhí)照文件的相關(guān)規(guī)定。制定的風(fēng)險管理措施應(yīng)得到有效執(zhí)行，并在執(zhí)行后由相關(guān)負(fù)責(zé)人組織進行有效性評價。

5.6 體系有效性的定期評價

歸口部門在每個換料周期組織開展電廠配置風(fēng)險管理體系有效性評價，評價內(nèi)容包括運行配置風(fēng)險管理和維修配置風(fēng)險管理的執(zhí)行情況、風(fēng)險閾值和風(fēng)險管理矩陣合理性、風(fēng)險管理措施執(zhí)行情況、風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)使用情況和體系的總體情況等。在電廠實施維修規(guī)則后，一并開展體系有效性的定期評價與維修規(guī)則定期評價。

6 總結(jié)

田灣核電站深入解讀國家法規(guī)、政策，建立了一套行之有效的管理與預(yù)維方案，為提高核電廠配置風(fēng)險管理水平打下了堅實基礎(chǔ)。