王 兵
(福建寧德核電有限公司,福建 福鼎 355200)
作為核電廠應急體系中的重要組成部分,核應急演習的開展,有助于針對核應急預案體系的科學性進行模擬檢驗,有助于對應急設施設備的有效性進行驗證;有助于對應急組織配置的合理性和能力進行全面評估,并且核電廠核應急演習通過監管單位檢查是獲得運行許可證的必要條件之一[1-3]。日本福島核事故后,我國對核應急力量建設進行了加強,監管單位對于核電廠提出了貼近實戰、覆蓋場景多樣化等高要求。為加強和規范核應急演習,持續推動演習實戰化進程,核電行業從業者不斷思考、不斷改進。核應急演習包括單項演習、綜合演習、場內外聯合演習。根據《核動力廠營運單位的應急準備與應急響應》要求,綜合演習至少每兩年舉行一次,單項演習至少每年舉行一次[4]。核應急演習是檢驗核電廠核事故應急預案及各應急程序有效性及應急響應能力的最有效手段;總結反饋核應急演習工作實踐及相關內容有助提高應急響應能力和水平。
福島核事故后,國家四部委(國家能源局、國防科工局、國家地震局、國家核安全局)聯合對全國在建在運核電廠做了全面壓力測試,國家核安全局提出11項改進[5],各集團公司牽頭組織各單位實施,電廠結合實際進行改進,重點是應急指揮中心可居留性、乏池溫度和水位監測、移動供電、移動補水、輻射監測等相關系統在核事故應急演習中要進行模擬,以驗證有效性。最近幾年,根據演習反饋,監管單位也相應提高了要求,演習時不預先通知時間,不預先告知演習情景,并且由外部單位進行演習導控,同步考察電廠演習評估能力。
福島核事故后,監管單位也組織相關單位開展演習情景庫編制,基本情景還是針對單臺機組,設計基準事故疊加嚴重事故。事故情景編制主要考慮以下幾個方面:(1)根據應急初始條件和行動水平確定主要事故序列,需要著重考慮事故發展的連續性和合理性,盡可能貼近真實情況,同時考慮演習情景多樣化;(2)根據主事故序列設置事故插入場景,形成完整的演習情景框架,可考慮增加應急人員容易忽略的情景,如反恐、地震、臺風等事件;還可結合突發事件情景,如人員失蹤、人員受傷等,考驗核應急體系與常規應急體系的兼容性;還可插入應急補水、應急注水、應急電源接入、應急指揮中心失電等場景,考察應急人員的專項技能[6-7];(3)根據演習情景框架編制模擬機指令,并進行模擬機驗證,根據模擬機驗證結果對演習情景進行改進修正;(4)根據演習情景和插入場景編制監控單、設想預期應急響應行動,根據各個應急響應組預期行動設置評估要點和一票否決項等。
核電廠核應急演習準備包括演習的策劃、組織、實施、監控和評價等,環環相扣,緊密連接[8-10]。演習的組織和實施是根據演習方案成立演習領導小組,落實各專業責任,確定演習參演人員、監控員和評估員,演習導控通過模擬機插入事故場景,參演人員完全自主響應的方式實施。演習結束后召開演習總結會,所有參與演習的人員和監控員根據演習情況反饋發現的問題,由應急準備工作人員匯總演習發現問題,篩選優化后,由各相關專業制定整改行動,編制演習總結報告并持續跟蹤整改行動落實情況,實行閉環管理。演習方案由應急準備工作人員組織編寫,首先確定演習目的,可以根據目前應急體系的薄弱項或需要驗證的方面進行考慮;其次依據演習目的從電廠應急演習情景庫中選取合適的演習情景,根據演習情景中各組響應行動飽滿程度編制插入支線事故情景,以考察各應急響應組針對突發事件應急響應能力;結合電廠模擬機以及運行控制人員時間安排,確定具體演習時間和演習持續時間;參演人員則由當期值班人員自主響應,除特殊安排外,場外應急組織由電廠指定人員進行模擬,場外應急組織和公眾演習中不采取應急響應行動;若涉及福島后改進項連接、火災、醫療救護等場景響應,則需要在演習情景中備注啟動范圍、連接要求等信息,避免影響電廠機組安全。
近年來隨著核電新項目陸續審批,各部門人員流動加劇,同時核電人才流失也逐年增加,造成專業人員技能出現斷層,人員能力不足的情況。為加強核應急人員能力培養,借鑒運行人員取照考核模式,對核應急人員實行“一人一證”、“優勝劣汰”的證照管理方式。新加入應急組織人員需經過準入條件審核、應急理論培訓、應急演習評估、真實參演、口試考核、頒證授權等六個方面全部合格后,才可批準進入應急組織。經過關鍵崗位人員選取試行后,人員能力水平有顯著提升,后續將覆蓋至所有應急人員,整體提升應急組織響應能力。
福島事故以來,國內核電廠為加強嚴重事故預防和緩解能力,經過壓力測試后,實施了相關應急補水和供電等改造工作。但是早期的改進設備沉重、連接繁瑣,響應過程耗時、耗力,不利于機組事故緩解。電廠針對電源及補水設備開展效率提升、便捷化改造工作,通過接入方式優化、電纜替代換型、正式平臺搭設以及實行柴油機機電儀一體化運作等,顯著提升了福島改進項的可操作性。
應急供電接入現場改造如圖1所示,6.6 kV移動柴油機電纜粗重,移動柴油機出線電纜拉至應急母線約120 m,應急電接入地點由應急母線處優化至連接塔外部,搭設正式平臺,同時采用更細電纜,提高了移動柴油機接入效率,節省接入時間2小時以上;補水接入管線固化如圖2所示,17.5 m DN100黑色膠管替代為消防水帶,應急接入從16~20人力、2.5小時優化至10人力、1.5小時,大大提升接入效率,減少了設備和人員的投入。

圖1 應急供電接入點現場改造圖Fig.1 Diagram of on-site renovation of emergencypower supply access point
國內核電監管單位對電廠核應急演習要求日益增加,結合核電廠場內綜合演習經驗反饋,核應急演習主要差距體現在以下幾個方面。
(1)應急工作人員素質能力有待提升。目前國內核電廠的應急準備工作人員一般配置4人左右,日常主要工作是核應急體系的管理、設施設備的管理、培訓和演習以及專題技術研究等,最核心的還是應急預案的維護和綜合應急演習實施。但目前電廠應急準備工作人員流動大,新建的電廠也陸續開工,無論是專業應急工作人員,還是應急響應人員,都需要提高對應急工作的重視。

圖2 補水現場改造前后對比Fig.2 Before and after renovation of emergency water supply
(2)核事故應急演習情景庫質量有待提升。電廠核事故應急演習情景編制一般情況下由應急準備工作人員組織開展,但是應急準備人員一般很少有運行經驗,機組設備知識匱乏,導致編制的演習情景質量參差不齊,很大程度上影響應急演習實施質量。需要電廠投入更多精力、人力,可以由模擬機教員或者運行值長編制演習情景,也可以聘用運行專業人員從事應急專業工作,或者系統性提升應急專業人員的運行知識。只有這樣才能在源頭上提升應急演習質量。同時,核應急演習場景中放射性釋放場景與環境監測等輸入數據匹配性不足,廠房內輻射監測數據無法模擬,需要投入資源開發相關軟件,完善應急演習情景,提升核應急演習情景真實性。另外,情景庫數量和電子化方面還需改進,最好能根據一個堆型,經概率安全分析,建立模擬仿真標準,按事故主序列,再插入各子項模塊來實現綜合演習,并能通過電腦動態顯示過程,讓熟悉和不熟悉機組動態的人都能看清楚事故演變的過程,并能判斷應急響應正確是否,今后也可以根據情況與時俱進及時增加一些冷源、臺風等情景,再利用夜間、節假日等不同情況開展演習,讓人人重視演習,把演習當成實戰,扎實做好應急演習的各項工作。
(3)缺少多機組事故演習[11]。核電廠為了進一步提高演習場景的全面性,逐步開展多機組事故、長時間、夜間時段、替換班等特殊場景的應急演習,但在多機組事故演習方面,電廠一般采用雙機組事故或插入多機組共模事故支線場景的方式開展多機組事故場景演習。真正面對2臺機組、4臺機組甚至6臺機組同時發生故障時,電廠現有應急組織能否滿足事故處置要求值得思考,特別是現有的應急指揮系統,如何處理2臺及以上的機組參數,而電廠還需要考慮多機組共模事故情況下物資和人力資源的分配、事故搶修優先級選擇和故障搶修方案制訂等,最大化利用電廠現有資源,從而達到提升電廠多機組事故處置能力。
(4)應急指揮網絡系統功能存在不足。核電廠應急指揮網絡系統在自動化、便捷化、信息化等方面存在不足,信息傳遞甚至主要依靠電話、傳真,電廠應急人員不能及時了解事故進程。電廠需要投入更多資源,開發新型應急指揮網絡系統,保障機組信息、各應急響應組信息能夠實時共享,可以考慮建立廠區三維模型,與現場監控實時連接,能夠直觀顯示事故或者維修現場實際情況,可以大大增加可視化程度,不論是應急演習或者應急響應,應急指揮部均能掌握現場情況,為事故處置、緩解提供有效工具。
(5)新技術的應用還需加強。核事故存在強放射性、高危險性的輻射區域,在強輻射污染區域,還沒有專門核應急機器人實施觀察、實時監測和事故處理等工作;嚴重事故時防護裝備還難以進行有效的長時間防護,還難以對核事故源頭進行抵近作業,面對這樣的情況,需要不斷創新,同時密切跟蹤國內外同行的進展情況。
核應急演習活動是核電廠保持并提高核應急響應能力的最有效手段之一,核電廠圍繞核應急演習投入了大量的人力、物力及時間,應努力提升核應急演習準備工作的質量,達到檢驗的目標,充分實現演習活動價值及意義,夯實核電廠核應急響應能力基礎。