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核电厂运行安全管理体系构建策略

作者

蒋晓炜

海南核电有限公司 海南省昌江县 572732

在全球能源转型与“双碳”目标驱动下,核能作为稳定基荷电源的战略地位日益凸显。然而,福岛事故等历史教训警示我们:核安全无小事,任何疏漏都可能导致灾难性后果。相较于常规电厂,核设施的特殊性在于其涉及放射性物质、高温高压系统及链式反应风险,要求安全管理必须达到近乎苛刻的标准。

一、核电厂运行安全管理体系的构建原则

1.1 纵深防御原则

通过设置多层防护屏障(从燃料包壳到安全壳)和多道管理防线(从设计审查到运行监督),形成“层层把关、冗余备份”的安全链。例如,反应堆安全系统不仅设置主安全注射系统,还配备应急安全注射系统,确保单一故障不会导致事故升级;管理上实行“操作-监护-审核”三级管控,关键操作需双人复核,降低人为失误风险。

1.2 风险导向原则

以概率安全评估(PSA)为工具,量化识别高风险场景(如丧失冷却剂事故、堆芯熔化),将管理资源优先投向风险贡献度高的环节。某核电厂通过 PSA 分析发现,柴油发电机可靠性不足是最大风险源,随即开展专项改造,使其可用率从 95% 提升至 99.9% ,堆芯损坏概率降低 60% 。

1.3 全员参与原则

打破“安全仅靠安全部门”的误区,明确从管理层到一线员工的安全职责,形成“人人都是安全员”的文化氛围。例如,运行班组每日开展“安全五分钟”讨论,记录并上报隐患;维修人员参与安全规程修订,确保操作与实际工况匹配。

1.4 持续改进原则

通过事件分析、绩效评估、外部审核等方式,动态优化体系。借鉴 WANO(世界核电运营者协会)绩效指标,定期对标国际先进水平,如将“非计划能力损失因子”从 5% 降至 2% 以下,不断提升体系适应性。

二、影响核电厂运行安全管理的因素

核电厂运行安全管理受多维度因素交互影响,其复杂性远超常规能源设施。从技术层面来看,核反应堆的设备老化问题呈现显著的累积效应:以压水堆核电站为例,主管道焊接部位因长期承受高温高压和辐照,金属材料易发生晶间腐蚀与应力脆化,近十年全球核电站管道泄漏事故中,约 35% 与材料老化相关。控制系统精度下降则体现在传感器性能衰减上,部分模拟量传感器的测量误差随服役时间增加,每五年可能超出设计允许误差范围 1.5 倍,导致关键参数监测失准。

在管理维度,组织架构设置不合理常表现为职能重叠与权责真空并存。部分核电站存在安全监督部门与生产部门平级的架构,导致安全监督缺乏权威性;安全责任划分模糊则体现在应急处置流程中,某次模拟核泄漏演练显示,多个部门对“辐射防护措施启动阈值”存在不同理解,致使响应时间延迟 17 分钟。

外部环境因素同样不容忽视,自然灾害呈现出复合型特征:2011年福岛核事故中,9.0 级地震引发 14 米高海啸,直接摧毁反应堆冷却系统的外部电源与备用柴油发电机,暴露沿海核电站在极端自然灾害面前的脆弱性;极端气象事件如飓风、暴雪,可能破坏输电线路与冷却水源,导致反应堆冷却能力下降。

三、核电厂运行安全管理体系构建策略

3.1 遵循核心原则,多维协同推进

核电厂运行安全管理体系的构建需遵循系统性、预防性和动态适应性原则,从制度建设、技术创新、人员管理等多维度协同推进。系统性原则要求将安全管理视为有机整体,统筹规划组织架构、流程设计与资源配置,避免各环节出现管理盲区;预防性原则强调通过风险辨识、评估与预控,将潜在安全隐患消除在萌芽状态;动态适应性原则则要求管理体系紧跟行业技术迭代与法规更新,及时调整管理策略与方法。三者相辅相成,共同为安全管理体系筑牢根基。

3.2 完善制度建设,确保动态适配

在制度层面,需构建包含安全目标、责任划分、监督考核在内的全流程管理制度,通过定期修订完善,确保与国际原子能机构(IAEA)标准及国内法规动态适配。具体而言,安全目标应涵盖核安全、辐射防护、环境保护等多领域量化指标,为安全管理提供明确方向;责任划分需建立“横向到边、纵向到底”的责任矩阵,明确从管理层到一线操作人员的安全职责;监督考核机制应采用过程考核与结果考核相结合的方式,将安全绩效与奖惩、晋升挂钩。同时,建立常态化的制度审查机制,每年度对照 IAEA《核安全基本原则》及我国《核安全法》等法规要求,对制度条款进行修订优化,确保管理体系的合规性与有效性。

3.3 推进技术创新,强化智能管控

技术层面,需结合数字化转型,部署智能监测系统与应急响应平台,实现设备状态实时感知、风险预警与快速处置。智能监测系统基于物联网、大数据与人工智能技术,对核岛主设备、常规岛系统及辅助设施进行全参数实时监测,通过机器学习算法建立设备健康模型,实现故障预测与寿命评估。应急响应平台则整合地理信息系统(GIS)、仿真推演技术,在突发事件发生时,自动生成最优应急处置方案,并通过三维可视化界面辅助决策。此外,引入数字孪生技术构建虚拟核电厂,模拟不同工况下的系统响应,为安全运行提供仿真验证支持,显著提升安全管控的智能化水平。

3.4 优化人员管理,提升安全素养

人员管理方面,应建立分级分类培训体系,强化安全文化宣贯与应急演练,提升全员安全意识与操作技能。针对新员工、在岗员工、管理人员等不同群体,制定差异化培训方案:新员工需完成包括核安全法规、反应堆物理、辐射防护等内容的基础课程,通过严格考核后方可上岗;在岗员工则定期开展专项技能培训与复训,重点强化异常工况诊断与应急操作能力;管理人员培训聚焦安全领导力与决策能力提升。同时,通过安全文化月、安全知识竞赛等活动营造全员参与的安全文化氛围,并每季度开展多场景、多部门协同的应急演练,模拟核泄漏、全厂断电等极端事件,检验并提升人员应急处置能力与团队协作水平。

3.5 构建全生命周期闭环,保障安全可控

此外,还需构建涵盖设计、建设、运行、退役全生命周期的安全管理闭环,通过风险预控、过程管控与持续改进机制,保障核电厂运行安全可控。在设计阶段,运用概率安全评价(PSA)技术对反应堆设计方案进行系统性风险评估,优化安全屏障设计;建设阶段实施严格的质量保证与质量控制(QA/QC)体系,确保设备安装与施工符合安全标准;运行阶段建立“日巡检、周分析、月评估”的动态监测机制,及时发现并消除运行隐患;退役阶段则制定详细的放射性废物处理与设施拆除方案,确保退役过程安全可控。通过 PDCA(计划-执行-检查-处理)循环管理模式,不断优化各阶段安全管理流程,形成持续改进的良性循环。

结语:

核电厂运行安全管理体系的构建是一项长期而复杂的系统工程,需融合纵深防御理念、风险管控技术、应急处置能力与安全文化培育,形成“软硬结合、全员参与、持续改进”的管理模式。未来,随着数字化技术(如数字孪生、AI 风险预警)的深入应用,安全管理体系将向“智能化、精准化”方向升级,进一步提升风险预判与处置能力。

参考文献:

[1]马凤金,郭京,陈荣达.浅谈运行核电厂核安全监督的核安全文化建设[J].核安全,2017,016(004):11-