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原子的發(fā)現(xiàn)和核能的開發(fā)利用給人類社會發(fā)展帶來了新的動力,極大增強了我們認識世界和改造世界的能力。同時,核能發(fā)展也伴生著核安全風險和挑戰(zhàn)。人類要利用好核能、實現(xiàn)更大發(fā)展,就必須應對好各種核安全風險和挑戰(zhàn),維護好核材料和核設施安全。
作者在此結(jié)合多年來從事核電廠安全審查的工作,介紹核電廠的安全情況,希望能夠把核電廠的安全狀況簡潔明了地說明白,讓公眾對核安全監(jiān)管工作有更多的了解和信心。
如何保證設計能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的建造?
經(jīng)過30多年的核電技術(shù)發(fā)展,尤其是現(xiàn)在新建的基本都是第三代核電站技術(shù),核電廠固有安全性得到很大提高。有人會問,即使核電廠設計考慮得很周全,那怎么保證各系統(tǒng)能夠高質(zhì)量的建造完成?
核電廠建造前必須建立核質(zhì)量保證管理體系,制定《質(zhì)量保證大綱》,對質(zhì)量管理的組織結(jié)構(gòu)、職責、管理方法都要一一規(guī)定,并提交國家核安全局審查。
核電廠任何系統(tǒng)施工必須制定詳細的施工程序與質(zhì)量控制計劃。其中,重要的焊接等工藝必須先進行模擬試驗,檢測結(jié)果能夠滿足要求后,再固化施工工藝。同時,對核一級設備每道焊縫都必須進行無損檢測以確定焊接質(zhì)量。此外,一道關(guān)鍵工序可能需要經(jīng)過總包、監(jiān)理、業(yè)主層層質(zhì)保人員見證才能放行。施工中發(fā)現(xiàn)任何不滿足設計技術(shù)規(guī)格書的地方,都必須開具不符合項報告,等各方評估處理完成后再繼續(xù)下一步施工作業(yè)……
人們說核電廠施工經(jīng)常是“一人干活,三四個人盯著”,由此可見管理之嚴格。核電廠采購的核安全設備價格一般是常規(guī)設備的幾倍甚至十幾倍。核電廠就是通過這種嚴格的質(zhì)量管理來保證建造質(zhì)量符合設計要求。
另一方面,國家核安全局對從事核電廠安全設備(一般稱“核級設備”)生產(chǎn)的企業(yè)采取嚴格的許可資格管理,沒有生產(chǎn)資質(zhì)不允許進行生產(chǎn)。
獲得生產(chǎn)資質(zhì)除了有過硬的技術(shù)外,還要有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗,并且必須建立完備的質(zhì)量保證管理體系。所以核級設備制造通常代表著國內(nèi)乃至國際高的生產(chǎn)制造水平。
運行中怎樣預防設備損壞?
上面說到核電廠從設計的安全審查,到建造的質(zhì)量管理,建造完成后還要經(jīng)過全面的設備、系統(tǒng)調(diào)試試驗,驗證各項性能是不是達到了設計要求,然后才能投入運行。那么投入運行后,各系統(tǒng)部件長期使用,出現(xiàn)故障是難以避免的。那么,有沒有什么預防措施?
答案是肯定的。核電廠主要通過定期試驗、在役檢查、老化管理和預防性維修來提前發(fā)現(xiàn)設備可能存在的問題,并通過糾正性維修來消除故障。
定期試驗主要針對執(zhí)行安全功能的系統(tǒng)進行嚴格的定期功能試驗或狀態(tài)確認,這就像軍隊通過演習來檢驗戰(zhàn)斗力一樣,保證真正開戰(zhàn)時隨時能夠拉得上去。
在役檢查一般一年或一年半進行一次,利用核電廠換料的時間對壓力容器、主管道上重要焊縫和蒸發(fā)器傳熱管道等重要設備進行目視、射線或超聲檢查,以檢驗有無缺陷和損壞的痕跡。
老化管理是一種非??茖W的設備管理方法,它根據(jù)大量的設備失效統(tǒng)計數(shù)據(jù)來規(guī)劃什么時候?qū)@個設備進行維修或更換。
比如說一個閘閥,經(jīng)過大量的試驗和統(tǒng)計得出這種閥門一般開關(guān)1千到1萬次后,密封就可能會損壞。核電廠就會對這種閥門工作情況進行統(tǒng)計,當發(fā)現(xiàn)有閥門已經(jīng)開關(guān)接近1千次了,就要求提前進行維修。
通過以上各種管理要求,使核電廠各系統(tǒng)設備的狀態(tài)能夠得到準確掌握,以減少設備失效的可能,并及時消除故障,降低事故的發(fā)生率。
“隊友”犯傻怎么辦?
我們常說,核電廠如果發(fā)生事故,多為設備故障和人為失誤。因此,核電廠對設備故障,設計、制造和運行管理等過程都已經(jīng)進行了充分的考慮,層層設防。那如果有個傻隊友,老是犯錯誤,對規(guī)定好的規(guī)程不遵照執(zhí)行或錯誤執(zhí)行了怎么辦?
一是要通過人因工程評估。安全審查有專門的一部分是對核電廠人因工程進行審查。比如,會審查各種報警聲音是不是方便辨別,各操作按鈕容不容易按錯,主控室環(huán)境是不是讓操作員能夠集中精神愉悅地工作等,目的就是防止哪個操作員腦子犯糊涂一下子把開閥門按成了關(guān)閥門。
二是對操作員要進行嚴格選拔和培訓。都說核電廠的操作員是“黃金人”,一個操作員從入職到上崗基本都經(jīng)歷了幾年的各種理論和模擬機培訓。此后每年還有定期的回爐再培訓、定期考核,業(yè)務再不熟可真要說不過去了。
三是執(zhí)行操作人監(jiān)護制度。重要操作一般安排兩人執(zhí)行,一人操作,另一人監(jiān)護。
四是推進核安全文化建設。核電界這些年一直在推進核安全文化的建設工作,提醒相關(guān)人員重視核安全,倡導按章操作,打擊隱瞞事實、弄虛作假。一套組合拳下來,對真傻和故意犯傻的隊友應該說有很好的遏制作用。
有人會問,核電廠是不是就這么完美?起碼核安全的理念和設計的邏輯是完整和足夠成熟的。但要承認的是,人類的認識和經(jīng)驗永遠是有限的,我們的設計只能基于已有的認知和知識。另外,核能的發(fā)展也還面臨著一些難題。比如越來越多的核廢料的處理問題一直沒有得到有效解決。
但是在人類可利用的各種能源形式中,核能是現(xiàn)實可能的未來能源選擇。另外,核能是一種基本粒子反應發(fā)生的能源,人類對微觀世界的探索必將越來越深入。如果有一天我們對微觀粒子的研究達到一定高度,對核廢料能夠很容易的處理,放射性核素能夠很方便的去污,那么核能就可以稱得上是完美了。
作者單位:生態(tài)環(huán)境部(國家核安全局)核電安全監(jiān)管司
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