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近年来核电厂执照运行事件趋势分析

更新时间:2009-03-28

进行事件趋势分析必须具备以下条件[1]

(1)必须具有一定数据数量才能实行。对核电厂或行业趋势数据,一般进行趋势分析至少需要8个数据点,最好为25个数据点。

(2)数据信息分类准确。事件数据收集和分类阶段是整个趋势分析过程的基础,起到至关重要的作用。只要收集的数据分类全面、准确,才能为后续的趋势分析查找、确定不利趋势提供强有力的保证。

(3)基于数据的分类编码。利用编码对收集到的信息进行分类,即给每个事件报告正确的属性是信息流通的重要组成部分,因为它减少了事件信息在后期的特征分析中的步骤,正确的编码分类是一个数据库价值的体现,它简化了后期的事件统计和分析过程[2,3]

1 事件编码

收集的事件数据由于繁多且冗杂,需要一套科学、完整、全面的编码对数据进行分类分组,以便后续对数据组进行趋势分析,目前国内大部分核电厂都采用WANO的编码对事件进行分类[4-6]。以某事件为例,事件名为某核电厂主给水管道逆止阀(ARE040VL)阀盖泄漏事件[7]

首先,这两个结构后面都必须跟动词原形。be going to 结构中的be 一般有三种形式,即:am,is,are。当主语是I 时用am;当主语是he/she/it或其他第三人称单数时用is;当主语是复数时用are。

某电厂从6月26日开始,运行人员观察到1号反应堆厂房1RPE011PS地坑水涨较快,水位上涨速率5.6 cm·h-1-6cm·h-1,由于一回路泄漏率稳定,怀疑二回路泄漏。7月11日、22日、28日、29日,生产部和维修部人员共四次进入反应堆查漏,前三次均无发现异常,29日,查漏人员发现主给水管道上一个逆止阀ARE040VL阀盖泄漏,为此机组从满功率运行后撤至正常冷停堆。7月31日,维修人员,解体检查该阀门发现:阀盖有一道过密封面的沟痕(深2mm,长17mm,宽2mm),沟痕外端有一条沿密封面外圈约200mm长的沟痕。经过讨论决定:对阀盖进行补焊,然后车削密封面。在对阀盖补焊加工后,测量阀盖和阀体的平行度最大为0.15mm,超过了允许误差(参照二回路其他类似设备的标准为0.05mm)。必须对阀体密封面加工,车掉0.25mm,加工后平面度为0.02mm,回装阀盖并测量平行度符合要求。更换垫片,回装阀门,按最终力矩176mdaN分四次紧固螺栓。

1.1 事件描述

“连峰际天”的毕节,从“飞鸟不通”到县县通高速公路,再到推进加密高速公路网建设,实施“组组通”公路三年大决战,正与毕节全面小康的时间点契合。

1.2 根本原因

(1)维修人员维修技能不足;

(2)规程未要求进行阀盖和阀体的平行度检查。

1.3 事件后果

后撤至正常冷停堆。

事件编码见表1[8,9]

 

表1 某事件编码

 

Table 1 An event coding

  

编码字段编码说明与事件相关的反应堆状态110满功率运行事件涉及的系统550凝结水和给水系统事件涉及的部件230阀门、阀门操作机构、控制器、调节板(包括火灾阻尼器)、密封和填充、法兰、孔板、疏水器、隔膜安全盘与事件相关的电厂活动00不相关根本原因1003技能不足/不熟悉工作执行标准维修人员维修技能不足0702程序不完整/不准确规程未要求进行阀盖和阀体的平行度检查事件后果10无后果事件机组后撤至正常冷停堆

2 事件趋势统计

将2012年至2017年9月30日的执照运行事件(232起事件)纳入到统计范畴,从原因分类、机组状态、涉及的系统部件、事件发生时的活动等方面,使用事件编码进行趋势统计,以便找到监管机构所应关注的重点领域[10]

2.1 运行事件根本原因分类统计

一般将运行事件分为人因相关事件、管理相关事件和设备相关事件,如果事件的根本原因涉及到2个领域,还可以分为人因/设备相关事件、人因/管理相关事件和设备/管理相关事件等进行统计。232起事件中,人因相关事件109起,设备相关事件84起,管理相关事件18起,人因/设备相关事件7起,人因/管理相关事件12起,设备/管理相关事件2起,所占比例如图1所示[11]

我在小学读书的时候就喜欢读课外书,所以五年级失学时(虚岁14岁),我书包里还有一部学校图书馆的《三国演义》,因学校突然停办,我无处可还,就成为我失学以后唯一的读本。因此有不少回目,不少精彩对话,我当时都能背出来。

日本“物哀”“空寂”与“闲寂”思想深深影响了川端康成的创作,比起生机盎然的绿叶,更爱残月、初绽的蓓蕾与散落的花瓣,比起活着,死去的那一瞬间才是一生最美的时刻。正如德国著名哲学家亚瑟·叔本华认为“人之大孽,在其有生”。凤凰涅槃思想尤为突出,生命存在的意义就在于指向死亡的美。

  

图1 相关事件所占比例Fig.1 Proportion of related events

2.2 人因原因因素的统计

对人因原因因素进行统计(包括人因相关事件109起,人因/设备相关事件7起,人因/管理相关事件12起)如图2所示。根据事件编码,人因原因因素可分为工作实践、工作程序和文件、个人因素、语言口头交流、监督方法、工作组织、人机接口、培训/资格等几类。其中工作实践所占比例最大,达到了38.0%,所反映的问题主要表现为电厂工作人员在日常工作中不注意细节,工前准备不充分,工作中未有效执行相关程序和进行有效的自检;共有57起运行事件的原因包含此类原因因素。其次是工作程序和文件,占比28.0%,主要体现在程序对实际工作中遇到状况未考虑清楚,程序未得到有效的验证,某些重要的注意事项被遗漏;共有42起运行事件的原因包含此类原因因素。再次是个人因素,占比10.7%,主要体现在工作人员技能不足、不熟悉所执行的工作、疲劳等;共有16起运行事件的原因包含此类原因因素。监督方法占比8.0%,主要体现在没有对工作提供足够的过程监督、对承包商的监督不严等,有12起运行事件的原因包含这类原因因素。语言口头交流占比7.3%,主要体现在班组内或班组间交流不充分、信息被错误的理解和错误的解释等,有11起运行事件的原因包含这类原因因素[12]

  

图2 人因相关因素统计图Fig.2 Statistics of human factors

 

注:某些事件根本原因因素有多个,所以统计图中原因分类大于事件总数,其他类事件也有相同情况

设备原因因素所涉及的事件中与机械部件有关的事件较多,对其做进一步分析,见表6和图9。

(1)工作实践原因因素统计分析,具体原因(根据二级事件编码),如表2和图3所示。

 

表2 工作实践原因因素二级编码表

 

Table 2 The next level coding of work practice events

  

编码名称代号数量编码名称代号数量工作前对任务研究不充分020612不安全的工作习惯02124未使用要求的程序和文件02039违反政策/规定/规程02184未有效实施人员行为自检02019未执行行政管理措施02042未注意细节02106未确认工作状况02051缺乏质疑的工作态度02175无意中碰撞、踩踏或损坏设备02081未实施有效的独立验证02114

  

图3 工作实践原因因素二级编码分布Fig.3 The distribution of work practice events

(2)工作程序和文件原因因素统计分析,具体原因(根据二级事件编码)如表3和图4所示。

 

表3 工作程序和文件原因因素二级编码表

 

Table 3 The next level coding of work program and file events

  

编码名称代号数量编码名称代号数量程序和文件技术措施不完备070316未包括注意事项07043程序和文件技术上存在错误07027程序和文件未根据当前设计进行更新07051无适用文件07016程序和文件语句繁杂或不清楚07071程序和文件技术审查过程不充分07103程序和文件格式不正确07081规程中应遵守的职责没有说清楚07113没有提供充分的安全评价07121

  

图4 工作程序和文件事件码分布Fig.4 The distribution of work program and file events

(3)设计缺陷原因因素统计分析,具体原因(根据二级事件编码)见表4和图5。

 

表4 设计缺陷原因因素二级编码

 

Table 4 The next coding of design defects

  

编码名称代号数量编码名称代号数量初始设计不足200126风险分析不足20122设计分析缺陷200310设计文件或图纸不当20021原有的设计不满足当前要求20095输入到设计中的现场信息数据不足20081部件选择不当20042设计变更的审查不足20071未能分析出故障失效模式20132

  

图5 设计缺陷事件分布Fig.5 The distribution of design defects events

2.3 设备原因因素的统计

对设备原因因素进行统计(包括设备相关事件84起,人因/设备相关事件7起,设备/管理相关事件2起),设备原因因素可分为设计缺陷、设备规范/制造及建造、设备性能、维护/试验/监督等4大类。如图6所示,设计缺陷所占比例最大,达到了53.8%;其次是设备性能,占21.5%;再次是设备规范/制造及建造,占20.4%;维护/试验/监督,只占3.4%。设计缺陷主要体现在初始设计的不足,不正确的原材料选择上,原有的设计不满足当前要求等;设备规范/制造及建造主要体现在设备制造和安装质量方面;设备性能主要体现在已知的设备遗留问题没有得到纠正,设备老化和设备在设计寿命内失效,零部件的降级导致设备故障等问题[13]

采用SPSS 20.0软件对数据进行分析处理,计量资料以(均数±标准差)表示,采用t检验;计数资料以(n,%)表示,采用χ2检验,以P<0.05表示差异具有统计学意义。

  

图6 设备原因因素统计图Fig.6 Statisticsl of equipment factors

由于设计缺陷占最大部分,根据事件二级编码对这类设备原因因素做进一步统计分析。

2.4 设备原因因素所涉及的系统和部件

对根本原因包含设备原因因素运行事件做进一步统计,如表5和图7所示,其所涉及的系统中,仪表和控制系统占比最大,为22.0%;其次是给水/蒸汽/冷凝水和功率转换系统,占20.0%;再次是反应堆辅助系统,占14.0%。电气系统和一回路系统,占比为12.0%;

早就有人统计过了,发现全书总共描写了大大小小的梦三十二个,前八十回就写了二十个梦,后四十回共写了十二个梦。

 

表5 设备原因因素所涉及系统

 

Table 5 The systems of equipment factors

  

编码名称代号数量编码名称代号数量仪表和控制系统70022重要辅助系统3008给水/蒸汽/冷凝水和功率转换系统50020加热/通风/空气调节系统6007反应堆辅助系统20014厂用辅助系统8002电气系统40012废物处理系统9502一回路系统10012

  

图7 设备原因因素所涉及系统Fig.7 The distribution of systems of equipment factors

 

注:有些事件涉及的系统不止1个

电厂活动是指事件发生时或被发现时,电厂人员正在进行的活动。对事件发生时机组开展的活动进行统计,如表8和图12所示,虽然正常操作时发生事件最多,占21.4%,但其他相关活动中,如试验、改造、计划和非计划维修等,发生运行事件的总和最多。

  

图8 设备原因因素所涉及的部件分布Fig.8 The distribution of components of equipment factors

 

注:有些事件涉及的系统不止1个

通过对人因原因因素的统计,工作实践、工作程序和文件这两类原因因素占人因原因因素的66.0%,占比较大,下面对这两类原因因素做进一步的分析。

 

表6 机械部件统计表

 

Table 6 Statistical of mechanical components

  

编码名称代号数量编码名称代号数量阀门及操作机构、法兰、疏水器、孔板、爆破膜、密封填充函等23017滤网、过滤器、离子交换柱2804泵、压空机、风机21014管束、管道、风道2602热交换器及其封头2406燃料格架、燃料贮存桶和燃料传送器2951涡轮机、发电机2204压力容器、蓄压箱2501

  

图9 机械部件统计图Fig.9 Statistics of mechanical components

2.5 管理原因因素的统计

对管理原因因素进行统计(包括管理相关事件18起,人因/管理相关事件12起,设备/管理相关事件2起),如图10所示。

  

图10 管理原因因素的统计Fig. 10 Statistics of management factors

 

注:某些事件根本原因因素有多个,所以统计图中根本原因因素大于事件总数,其他类事件也有相同情况

从图10中可以看出,管理监督与评价所占比例最大,管理监督与评价主要体现在相关程序和工作流程没有得到建立,管理层对程序和工作流程的有效性监督不够等。管理方针反映电厂政策、导则、管理目标设置的不合适以及不完善。变更管理主要体现在没有及时地完成变更,以及对变更相关的文件没有进行相应的修改,最终导致事件的发生。组织安全文化主要体现在缺乏质疑态度、控制室人员决策不够保守等。意外事件管理是应急机构对未预见的事件没有准备措施。

2.6 事件发生时机组状态的统计

另外反应堆功率模式下(稳态功率、启动阶段、提升功率、降功率和热备用)发生的运行事件共占61.6%,涉及事件143起,其他模式占38.4%。

 

表7 事件发生时机组状态统计

 

Table 7 The unit state statistics of event occurrence

  

编码名称代号数量编码名称代号数量稳态功率运行11097热备用-次临界,冷却剂温度在正常运行温度1408冷停堆-次临界,冷却剂温度小于93℃15530提升功率-从30%FP至100%FP1307热停堆-次临界,冷却剂温度小于正常运行温度15026降功率1355启动运行-反应堆临界但功率小于30%FP12026调试0504换料运行或压力容器开盖-所有燃料在堆外16515不相关1803换料运行或压力容器开盖-所有或部分燃料在堆芯16011

  

图11 事件发生时机组状态Fig. 11 The unit state statistics of event occurrence

人民银行计算机机房标准化建设中矩阵式管理模式的探索与实践——以武汉分行湖北辖内计算机机房建设项目为例李 帆 刘东平 荣红莉 杨 露11-93

对事件发生时机组状态做进一步统计,如表7和图11所示,事件发生时机组状态主要有:稳态功率运行、启动运行-反应堆临界但功率小于30%FP、热停堆、冷停堆和换料等。从事件发生时机组的状态来看,稳态功率运行所占比例最高,达到了41.8%;其次是冷停堆-次临界,冷却剂温度小于93℃,占比12.9%;启动运行阶段,功率小于30%额定功率,占比11.2%;热停堆-次临界,冷却剂温度小于正常运行温度,也占比11.2%。

2.7 事件发生时机组开展活动的统计

设备相关因素所涉及的部件,如图8所示,机械部件所占比例最大,为51.6%;其次是电气部件,占22.1%;再次是仪表部件,占15.8%。

已有关于政府引导基金的相关研究主要从其设立动机、发展模式和投资结果进行探讨,关注其设立的必要性、组织形式和经济后果,为政府引导投资基金的设立、模式优化和合理运作提供理论依据和经验证据。

 

表8 机组开展活动统计表

 

Table 8 Unit activity statistics

  

编码名称代号数量编码名称代号数量正常操作0551改造实施754定期试验2543维修后试验353不相关0032人员巡视巡查963专门试验3024新设备试车452计划/预防性维修1019在役检查652非计划维修209清洁或拆卸562隔离/在线156反应堆操作和反应性管理032故障查找405高空作业671设备启动085改造后试验311设备投运506事故处理701燃料操作/换料操作604设备退出运行551停堆操作064其他行动993

  

图12 事件发生时开展的活动Fig. 12 The distribution of unit activity

2.8 事件后果的统计

对事件的后果进行统计,如表9和图13所示,无实际后果事件所占比例最大,占39.4%;其次是电厂瞬态,占33.5%。总体来说,大部分事件后果轻微,也符合几乎所有事件分级为0级的事实[14]

 

表9 事件后果统计表

 

Table 9 Event consequence statistics

  

编码名称代号数量编码名称代号数量无实际后果1090安全系统降级0411电厂瞬态0280安全屏障降级085其他0928不可控的放射性释放054电厂运行工况降级0114设备损坏/火灾/蒸汽发生器传热管泄漏032

2.9 统计结论

从2012年至2017年第3季度的核电厂发生的运行事件统计中可以看出,在运行事件的各种原因中,人因原因因素比例大于设备原因因素,其中工作实践、工作程序和文件所反应的问题比较突出。设备原因因素中,设计缺陷导致问题最多,其涉及的系统中,仪表和控制系统、给水/蒸汽/冷凝水和功率转换系统所占的比例较大。

在运行事件后果中,无实际后果事件、电厂瞬态的比例最高,事件后果都比较轻微,所以没有对电厂安全造成明显的影响。

从事件发生的机组状态来看,大部分事件都与电厂开展的活动(除正常操作)有关,尤其是各种试验活动。

SNCR技术的优点在于易于实现,不需要催化剂,也就避免了使用催化剂带来的一系列问题,且易于安装在已有的燃烧装置上,项目成本低,运行费用也不高。尤其在烟气超低NOx排放技术中是一种非常重要的技术。

  

图13 事件后果Fig. 13 Event consequence statistics

[15]:(1)无实际后果:对核安全有潜在的影响,或对电厂可用性有潜在影响的事件;(2)电厂瞬态:所有非计划停堆;由手动或保护系统动作引起的重要参数变化,例如,温度、压力;影响机组寿命的动作,例如安注;(3)其他:对电厂可用性有影响的所有事件,例如,事件导致大修工期延长等;(4)电厂运行工况降级:任何导致电厂正常运行条件或在安全分析报告和技术规范中规定的安全降级状态,但不包括设备损坏和安全系统降级引起的;(5)安全屏障降级:安全分析报告中作为物理限制用来缓解严重事故后果,一般考虑燃料包壳、一回路压力边界和安全壳等,安全屏障的降级包括任何超过技术规范要求限值的泄漏;(6)安全系统降级:安全系统的可用性和冗余性受到影响;(7)设备损坏/火灾/蒸汽发生器传热管泄漏:电厂重要安全相关设备的损坏;(8)不可控的放射性释放:任何导致控制区内或电厂外的放射性液体、气体或固体非计划排放和在这些地区超过了正常背景值

3 结束语

根据趋势图的上升或下降幅度来初步确定不利趋势,并根据分类事件的特点和电厂在该领域的具体要求来分析确定趋势的有利与否。针对不利趋势,需要进一步调查和分析存在的原因,并根据查找到原因,制定相应而有效的纠正行动。

当一个潜在的趋势确定后,相应的数据应该进行分析,以便确定事件的原因和制定有效的纠正行动。 纠正行动实施后,需要跟踪行动的执行情况,在下一个时间周期内,对纠正行动的有效性进行审查,确保已经有效消除了此类事件的不利趋势。

参考文献

[1]IAEA.Trend of low level events and near misses to enhance safety performance in nuclear power plants,IAEA-TECDOC-1477[S].Vienna:IAEA,2005.

[2]IAEA.Best practices in indentifying, reporting and screening operating experience at nuclear power plants,IAEA-TECDOC-1581[S].Vienna:IAEA,2008.

[3]王爱玲,黄芳.核电厂事件趋势分析方法及应用[C]//中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第3册),2010-11,中国北京:原子能出版社,2009:540-547.

[4]INPO.General Practices for Analyzing and Understanding Performance. INPO_07_007GP[S].Atlanta:INPO,2009.

[5]李伟哲.核动力设备故障趋势预测技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2009.

[6]陶书生,周红,赵力,等.核电厂经验反馈关键技术[M].北京:中国原子能出版社,2016.

[7]U.S. Department of Energy.Corrective Action Guide[R].Washington DC: U.S. Department of Energy.

[8]WANO.WANO GL2003_01 Guidelines for Operating Experience at Nuclear Power Plants[S].London:WANO,2003.

[9]WANO.WANO Reference Manual- Operating Experience Programme (Revision 6)[S].London,WANO,2014.

[10]国家核安全局.核电厂运行经验反馈季刊[Z].北京:国家核安全局,2016(2):16-28.

[11]国家核安全局.核电厂运行经验反馈季刊[Z].北京:国家核安全局,2016(3):28-41.

[12]国家核安全局.核电厂运行经验反馈季刊[Z].北京:国家核安全局,2016(4):25-40.

[13]国家核安全局.核电厂运行经验反馈季刊[Z].北京:国家核安全局,2017(1):31-44.

[14]国家核安全局.核电厂运行经验反馈季刊 [Z].北京:国家核安全局,2017(2):33-45.

[15]IAEA. Manual for IRS Coding: Joint IAEA/NEA International Reporting System for Operating Experience (Services Series No.20)[R].Vienna:IAEA, 2011.

 
孙树海,陶书生,郑丽馨,张庆华
《核安全》 2018年第01期
《核安全》2018年第01期文献

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