鈉冷快堆電廠危險(xiǎn)識(shí)別與分析研究

顏寒 楊晨

摘? 要：以國(guó)內(nèi)某鈉冷快堆核電廠為對(duì)象，采用工程化的危險(xiǎn)因素識(shí)別與分析流程，識(shí)別了初步危險(xiǎn)清單，并對(duì)主要系統(tǒng)開展了系統(tǒng)危險(xiǎn)分析，分析了系統(tǒng)各項(xiàng)危險(xiǎn)要素的危險(xiǎn)原因與危險(xiǎn)后果。針對(duì)所識(shí)別的危險(xiǎn)，按照危險(xiǎn)嚴(yán)重等級(jí)與危險(xiǎn)可能性等級(jí)劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)提出控制措施。根據(jù)電廠的危險(xiǎn)識(shí)別與分析結(jié)果，提出風(fēng)險(xiǎn)控制意見。

關(guān)鍵詞：鈉冷快堆? 核電廠? 危險(xiǎn)識(shí)別? 危險(xiǎn)分析

中圖分類號(hào)：TL364? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）10（c）-0031-04

Abstract： This paper takes a sodium-cooled fast reactor nuclear power plant as the object，? an engineering risk factor identification and analysis process was used to identify the initial risk list of a sodium-cooled fast reactor nuclear power plant in China. The system risk analysis is carried out for the main system， and the risk causes and consequences of each element are analyzed. In the light of identified hazards， risk levels were ranked according to hazards severity levels and possibility levels. Control measures were proposed for different risk levels. According to the hazard identification and analysis results of power plant， the risk control suggestions were put forward.

Key Words： SFR; Nuclear power plant; Hazard identification; Hazard analysis

危險(xiǎn)識(shí)別與分析是一種工程化的安全性分析方法，通過對(duì)物項(xiàng)識(shí)別所有的危險(xiǎn)，確定危險(xiǎn)原因和危險(xiǎn)后果，對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行定性和定量的評(píng)價(jià)，以消除危險(xiǎn)或者降低其風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到提高物項(xiàng)安全性水平的目的。

鈉冷快堆是新一代核能系統(tǒng)的路線之一[1]，我國(guó)某鈉冷快堆核電廠正在開展施工設(shè)計(jì)與建設(shè)[2]。鈉冷快堆核電廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在大量潛在危險(xiǎn)因素。傳統(tǒng)的核電廠安全分析主要注重核與輻射事故的預(yù)防與控制，對(duì)于人員與設(shè)備的危險(xiǎn)因素識(shí)別與分析不足。本文將采用工程化的危險(xiǎn)識(shí)別與分析方法，對(duì)鈉冷快堆核電廠的危險(xiǎn)因素進(jìn)行初步識(shí)別與分析。

1? 危險(xiǎn)識(shí)別與分析方法

危險(xiǎn)識(shí)別與分析工作主要包含初步危險(xiǎn)清單（PHL）、初步危險(xiǎn)分析（PHA）、系統(tǒng)危險(xiǎn)分析（SHA）等工作項(xiàng)目[3]。

危險(xiǎn)識(shí)別與分析的工作程序如圖1所示。

初步危險(xiǎn)清單（PHL）是識(shí)別系統(tǒng)中可能存在的潛在危險(xiǎn)和災(zāi)害，并通過列表的形式記錄下來的一種分析技術(shù)。PHL是進(jìn)行后續(xù)危險(xiǎn)分析的起點(diǎn)，在PHL過程中，一旦危險(xiǎn)被識(shí)別出來，隨著設(shè)計(jì)的深入，分析人員需要利用一系列的分析技術(shù)對(duì)該項(xiàng)危險(xiǎn)展開詳細(xì)的危險(xiǎn)分析和評(píng)估。

初步危險(xiǎn)分析（PHA）是在設(shè)計(jì)早期階段確定危險(xiǎn)，識(shí)別危險(xiǎn)產(chǎn)生原因，分析危險(xiǎn)導(dǎo)致的災(zāi)害后果，確定風(fēng)險(xiǎn)水平和提出控制措施的一種方法。PHA的目的是要展開分析通常由初步危險(xiǎn)列表（PHL）提供確定性的危險(xiǎn)，另外一個(gè)目的是要在系統(tǒng)初期確定先前未知危害。PHA是在在初步設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的。

系統(tǒng)危險(xiǎn)分析（SHA）是初步危險(xiǎn)分析的擴(kuò)展。通過SHA可以將危險(xiǎn)原因進(jìn)一步細(xì)化到根原因。通過SHA的細(xì)化分析，可以有效保障核電產(chǎn)品的安全性設(shè)計(jì)要求在物項(xiàng)的低層級(jí)（設(shè)備級(jí)）得到滿足和控制。

2? 鈉冷快堆電廠危險(xiǎn)識(shí)別與分析

鈉冷快堆電廠的危險(xiǎn)識(shí)別總體按照前述程序進(jìn)行。根據(jù)當(dāng)前設(shè)計(jì)進(jìn)展，本文將初步危險(xiǎn)分析與系統(tǒng)危險(xiǎn)分析合并，開展初步危險(xiǎn)清單（PHL）識(shí)別與系統(tǒng)危險(xiǎn)分析兩方面工作。

2.1 初步危險(xiǎn)清單（PHL）

PHL在方案階段評(píng)估設(shè)計(jì)，不要求詳細(xì)的設(shè)計(jì)信息，只需提供一份簡(jiǎn)單的危險(xiǎn)列表。將系統(tǒng)清單中的項(xiàng)目與危險(xiǎn)檢查表中的項(xiàng)目進(jìn)行比較，項(xiàng)目相同則說明危害可能存在，可以將其加入到PHL中。

PHL分析概要如圖2所示。

鈉冷快堆電廠的危險(xiǎn)清單主要分為系統(tǒng)危險(xiǎn)、接口危險(xiǎn)、使用及操作危險(xiǎn)。其中系統(tǒng)危險(xiǎn)指由于系統(tǒng)及設(shè)備失效導(dǎo)致的危險(xiǎn);接口危險(xiǎn)指系統(tǒng)間及與外部接口連接故障導(dǎo)致的危險(xiǎn)，如電源、信號(hào)、特殊環(huán)境、物理結(jié)構(gòu)等;使用及操作危險(xiǎn)指在人員使用及操作過程中導(dǎo)致的危險(xiǎn)。

在分析危險(xiǎn)影響時(shí)，主要考慮人員傷害、設(shè)備損壞兩方面。部分設(shè)備損壞可能導(dǎo)致停機(jī)，但在初步危險(xiǎn)清單識(shí)別時(shí)不識(shí)別進(jìn)一步影響。

鈉冷快堆電廠的初步危險(xiǎn)清單如表1所示。

2.2 系統(tǒng)危險(xiǎn)分析（SHA）

SHA是在PHA的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步制定詳細(xì)的危險(xiǎn)清單，對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和控制。

SHA的分析流程包括：依據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)識(shí)別新的危險(xiǎn)，識(shí)別和分析PHA危險(xiǎn)和新危險(xiǎn)的原因、后果，確定危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)、制定控制措施等。

以一回路系統(tǒng)為例，其系統(tǒng)危險(xiǎn)分析結(jié)果如表2所示。

其中危險(xiǎn)嚴(yán)重性等級(jí)I～I(xiàn)V表示由嚴(yán)重到輕微;發(fā)生可能性等級(jí)A～E表示頻率由高到低。

3? 危險(xiǎn)分析結(jié)果

按照上述流程，對(duì)鈉冷快堆電廠主要系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)危險(xiǎn)分析。對(duì)于識(shí)別出的每一條危險(xiǎn)，需要根據(jù)其危險(xiǎn)嚴(yán)重等級(jí)與危險(xiǎn)可能性等級(jí)劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)[5]。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為R1～R5五類。對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的危險(xiǎn)因素要求如下。

R1：不可接受風(fēng)險(xiǎn)，必須從設(shè)計(jì)上消除或降低風(fēng)險(xiǎn);

R2：高度風(fēng)險(xiǎn)，須從設(shè)計(jì)上消除或降低風(fēng)險(xiǎn)，或采取補(bǔ)償措施;

R3：中度風(fēng)險(xiǎn)，須盡可能采取措施降低風(fēng)險(xiǎn);

R4：可接受風(fēng)險(xiǎn)，不必采取控制措施，但須進(jìn)行監(jiān)測(cè);

R5：可忽略風(fēng)險(xiǎn)。

在鈉冷快堆核電廠的危險(xiǎn)識(shí)別與分析中，共識(shí)別出117個(gè)危險(xiǎn)因素。其中風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為R2的危險(xiǎn)有1個(gè)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為R3的危險(xiǎn)有24個(gè)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為R4的危險(xiǎn)有86個(gè)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為R5的危險(xiǎn)有6個(gè)。可見大部分危險(xiǎn)為中度以下危險(xiǎn)，電廠的整體危險(xiǎn)水平較低。

唯一的一個(gè)R2等級(jí)危險(xiǎn)為二回路系統(tǒng)火災(zāi)與爆炸危險(xiǎn)，這是由于蒸汽發(fā)生器（SG）泄漏可能發(fā)生的鈉水事故，導(dǎo)致危險(xiǎn)可能性等級(jí)提高。但是，由于鈉水事故保護(hù)設(shè)計(jì)以及SG的多模塊設(shè)計(jì)，SG的鈉水反應(yīng)的后果很小[6]，即二回路系統(tǒng)火災(zāi)與爆炸危險(xiǎn)的最嚴(yán)重后果與最大概率事件不同時(shí)發(fā)生，因此可將其調(diào)整至R3等級(jí)。

此外，高溫危險(xiǎn)雖然風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為R3，但其出現(xiàn)次數(shù)最多（21次）。這是由于電廠內(nèi)存在大量高溫系統(tǒng)與設(shè)備。因此應(yīng)注意對(duì)電廠內(nèi)的高溫設(shè)備與管道進(jìn)行隔熱處理，并加強(qiáng)操作人員培訓(xùn)，進(jìn)行人員管制。

參考文獻(xiàn)

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