海南核电Risk-Informed体系的开发规划

张雄王静

（海南核电有限公司 海南昌江）

一、前言

核安全是核电企业的生命线，而利润是核电企业的生存保障，离开了安全谈利润，核电企业无法生存；离开了利润谈安全，企业则失去了生存的意义。从工程技术角度来看，风险多被定义为特定事件发生频率和事件后果大小的乘积，核电企业面临客观存在的各种风险，包括核安全风险、核燃料供应风险、核电运营风险、技术选择风险、电价政策风险、电网规划风险等。其中核安全风险因核的放射性本质决定了核安全是核电企业的首要风险，即使发生的概率非常小，一旦发生将产生颠覆性的影响。

风险具有“属人性”，既风险和人类的意识直接相关。而对于核电厂的风险而言，由于其具有核安全的属性，为降低风险进行的投入一方面可以稳定机组运行状态，提高发电时间，避免不必要的停堆，另一方面会增加额外的安全成本，降低利润。在机组日常运行过程中，为了确保设备的可靠性，降低风险，会进行定期试验、预防性维修等活动，但是在试验或维修的过程中，机组的安全性以及系统的安全性会降低。核电厂采取的降低风险的措施具有不确定性及两面性，为提高安全与利润，必须对核电厂进行风险管理。

二、Risk-Informed概述

核电厂的Risk-Informed是一个管理过程，包括对风险的定义、测量、评估和发展因应对风险的策略。目的是将可避免的风险、成本及损失最小化。理想的风险管理，事先已排定优先次序，可以优先处理引发最大损失及发生机率最高的事件，其次再处理风险相对较低的事件。实际状况中，因为风险与发生机率通常不一致，所以难以决定处理顺序。故须衡量两者比重，做出最合适的决定；因为牵涉到机会成本（opportunity cost），风险管理同时也要面对如何运用有效资源的难题，把资源用于风险管理可能会减少运用在其他具有潜在收益活动的资源；理想的风险管理希望以最少的资源化解最大的危机。

1.核电厂风险对策研究

（1）避免。排除特定风险往往靠排除风险源，虽不可能排除所有风险，但特定的风险事件往往是可以排除的。

（2）减缓。减少风险发生的概率。

（3）吸纳、接受一切后果。这种接受可以是积极的（如制定预防性计划来防备风险事件的发生），也可以是消极的（如因设备或人因失误导致的反应堆紧急停堆）。风险对策实施控制包括实施风险管理方案以便对风险事件做出回应。当事件发生时，需要重复进行风险识别，风险量化以及风险对策研究一整套基本措施。

2.核电厂风险管理原则

全面分析评估风险因素，制定有效的管理方案是风险管理工作的成败的关键，它直接决定管理的效率和效果。因此，详实、全面、有效成为方案的基本要求，其内容应包括风险管理方案的制定原则和框架、风险管理的措施、风险管理的工作程序等。

（1）可行、适用、有效性原则。首先应针对已识别的风险源，制定具有可操作的管理措施，适用有效的管理措施能大大提高管理的效率和效果。

（2）经济、合理、先进性原则。管理方案涉及的多项工作和措施应力求管理成本的节约，管理信息流畅、方式简捷、手段先进才能显示出高超的风险管理水平。

（3）主动、及时、全过程原则。核电厂整个寿期分为前期准备阶段（可行性研究阶段、厂址选择阶段）、施工及保修阶段、调试阶段、生产运营期。对于风险管理，仍应遵循主动控制、事先控制的管理思想，根据不断发展变化的环境条件和不断出现的新情况、新问题，及时采取应对措施，调整管理方案，并将这一原则贯彻核电厂整个寿期，才能充分体现风险管理的特点和优势。

（4）综合、系统、全方位原则。风险管理是一项系统性、综合性极强的工作，风险产生的原因复杂，后果影响面广，所需处理措施综合性强，因此，要全面彻底的降低乃至消除风险因素的影响，必须采取综合治理原则，科学分配风险责任，建立风险利益的共同体和项目全方位风险管理体系，才能将风险管理的工作落到实处。

3.采用概率安全分析方法（PSA）进行风险管理

随着概率安全分析（PSA）的成熟与发展，建议结合确定论安全分析和PSA评价分析方法（Risk-Informed）的优势，对我厂进行风险管理。

Risk-Informed管理理念强调将确定论安全分析和PSA评价紧密结合，辩证的对事故风险加以分析研究，确定论安全分析是PSA的重要基础和重要分析依据，PSA是对整个事故进程及事故后果、以及整个操纵员对事故干预过程的完整分析；在确定论的安全评价方法中，利用机理性程序研究核电站在故障工况下的物理过程。在做这种事故分析时，人们假定安全系统至多只会出现单一故障，而且在出现这种故障时，系统不会丧失其功能，即满足所谓单一故障准则，在确定论事故分析所考虑的故障工况，或多或少有人为假设的因素，并不考虑该故障发生的概率有多大，也不分析故障出现后操纵人员干预所造成的后果。这种方法往往以多年实际应用的经验和一些保守的假设为基础，而许多假设又不太符合客观实际，因而得出的结果往往过于保守。而PSA则是一种系统的安全评价技术。对核电站这样复杂的系统作系统的分析思考，以严格的数理逻辑推理和概率论为理论基础，提供一种综合的结构化的处理方法，找出可信的事故序列，评价相应的发生概率和描绘造成的后果。PSA不仅能确定从各种不同始发事件所造成的事故序列，它还能够系统地和现实地确定该事故的发生频率和事故造成的后果。将确定论安全分析方法和PSA评价紧密结合，整体构成Risk-Informed核安全管理理念为指导思想而进行风险评价的核心内容及以此制定核安全管理决策的重要依据。

4.采用PSA方法管理风险的实例

以AP1000为例，通过PSA对设计进行平衡，将60%的核安全相关设备降为非安全相关设备，通过对系统设备可靠性的评估，撤消了电厂中部分系统配置，减少大量不必要的安全余量，PSA通过对核电厂的设备、人员、系统的可靠性进行定量分析，客观的反应电厂安全性，对过于保守的设计进行优化，对设计薄弱环节进行提升，从而提高电厂的安全性与经济性，目前PSA在核电界最为成功的应用有：

（1）技术规范。设备退防时限（AOT）延长和监督试验周期（STI）延长。AOT延长使设备在功率运行下进行在线维修称为可能，能够缩短大修工期，减少不必要的停堆。STI的延长使设备可避免过于频繁的试验带来的损坏，提高设备可靠性并减轻电厂负担。

（2）管道在役检查。以往的在役检查大纲是以确定论的应力分析为基础制定的。而Risk-Inform的役检大纲则是把PSA的结论和传统工程分析的结论加以综合考虑而制定的。后者可以降低管道在役检查总量的60%～80%。从而降低人员剂量，役检成本。同时还能提高电厂安全性。

（3）构筑物、系统和部件（SSC）的分级和处理。按照PSA给出的信息，用风险指引的方法，按照SSC的安全重要度对SSC进行分级。可以降低安全相关，但重要度低的SSC的要求。同时提高非安全相关，但重要度高的SSC的要求。使SSC分级和响应的管理更加科学合理。经过这样分级处理后，绝大多数电厂高重要度的SSC都会大幅度减少。从而减少相应的监督、管理、试验、维修、备件管理的要求。

根据EPRI提供的关于在役检查的数据，基于PSA的在役检查RI-ISI较原来的在役检查模式SXI的成本由2 034 900美元下降至613 000美元，而人员的辐照剂量也由84.0 REM下降至8.1 REM，而另一方面，采用概率安全分析方法对相关活动进行分析评价优化后，近10年来发生各级事件、事故的频率大幅降低。由此可见，PSA工作不仅有可观的经济效益，通过PSA分析，在提高安全性，为大修优化、定期试验优化、物料管理等项目提供支持的同时，还能给电厂带来诸如减少员工工作量、辐照剂量，提高维修、监督、备件管理的针对性等的隐性收益。

三、海南核电Risk-Informed体系设计

海南核电1、2号机组Risk-Informed体系构架如图1所示。

图1 Risk-Informed体系构架

1.电厂生产活动

核电厂生产活动主要包括维持电厂正常运行所需的运行、维修操作，定期试验，在役检查和预防性维修等。每一项工作单独来看，其目的都是为了保证核电厂的安全稳定运行。但是从电厂全局来看，如果相关的活动不能统筹规划，根据PSA分析，错误的维修，试验组合甚至会提高核风险的概率。

2.风险模型

核电厂的风险模型源于PSA模型，而核电核厂的PSA模型分为一级PSA，二级PSA，三级PSA。电厂的主要生产活动均可通过功率运行一级PSA将进行分析，功率运行一级PSA通过始发事件分析（ IE）、事件序列分析（ AS）、成功准则分析（ SC）、系统分析（SY）、数据分析（DA）、人员可靠性分析（HR）、定量化分析（QU）等方式将电厂日常活动对反应堆风险的提升进行量化。

3.价值模型

核电厂的价值模型源于对活动的成本和效益的评价（CBA），成本效益分析作为一种经济决策方法，将成本费用分析法运用于管理部门的计划决策之中，以寻求在投资决策上如何以最小的成本获得最大的收益。该方法的基本原理是：针对某项支出目标，提出若干实现该目标的方案，运用一定的技术方法，计算出每种方案的成本和收益，通过比较方法，并依据一定的原则，选择出最优的决策方案。美国核管会在1997年发布了NUREG/BR-0184，其中将单位剂量归一到美元的价值模型可以作为一个有用的参考。

4.风险识别

利用PSA模型对核电厂各项生产活动带来的风险进行评估识别，再利用CBA方法评估这些活动的费效比。这样通过比较评估该活动对电厂的风险与收益，就可以确定先关活动的合理性必要性，将不适合当前机组状态的活动剔除，从而节约成本。

5.风险整合

生产计划人员根据概率安全分析人员评估的合理可行的生产活动以及可支配的劳动资源统筹安排，如对不同专业的定期试验进行捆绑安排，减少设备停役时间；将相同类型的工作分开布置，避免劳动力不足；将高风险项目分开进行，避免执行期间机组风险过大。

6.风险指导

排入计划的活动，从计划到实际开工，需要一定的时间（如提工作票，试验准备等），而电站实际运行情况是不断变化的。此时相关执行人员一方面需要通过电站实施风险监测系统了解当前的风险状态，从而在开工前（工前会）决定工作是否可以开工；另一方面也可以从实时风险模型中得到当前机组的主要风险因素，提前介入，对风险想进行处理，达到预防为主的效果。

四、海南核电Risk-Informed体系的建设规划

Risk-Informed体系的建立，需要大量的人员、精力的投入，需要各种模型的开发（功率运行以及PSA等）。因此，建议海南核电以电厂PSA应用为目标，采用分阶段、分步骤的方式建立Risk-Informed体系。

（1）2017年在设计阶段一级PSA模型的基础上完成运行电厂PSA模型的开发，之后再逐步开展风险监视器开发，在长期阶段利用这些基础模型开展具体的PSA应用研究，利用相关的PSA应用，开展风险整合和风险指导，建立风险决策体系的雏形。

（2）利用PSA模型及应用开展如定期试验项目试验计划合理性评估等生产活动的风险评估管理，并根据机组运行数据对相关PSA模型进行迭代，更新。

（3）完善风险管理评估模型同时开展二级、三级PSA的研究与开发，进一步补充完善海南核电风险管理体系。

五、总结

采用概率安全分析手段进行风险管理的理念，从某种程度上说体现的是中国的“中庸之道”，是核安全管理的科学发展观，“不堕极端，脱离二边”，不贪图短时的收益而忽视风险，也不畏畏缩缩因循守旧，可归纳为：以严格遵守核安全法规为基础，采用概率安全分析（PSA）手段对核电厂设计以及日常活动安排进行分析，明确机组安全裕量，在确保机组运行安全的同时，节约风险管理成本，提高核电企业利润。