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智庫研究
智庫叢書隆重推介?丨我國核安全消防能力建設(shè)的 若干問題及建議
時間:2021年04月04日 來源:《中國核能行業(yè)智庫叢書》 作者:史強(qiáng)、王曉峰、孔凡鵬、張南地 點(diǎn)擊量: 分享:

文章摘要:

隨著核安全事業(yè)發(fā)展,國內(nèi)外對核電廠安全性有了更高的要求,消防安全作為核電廠安全重要組成部分,特別是福島核事故后引起更高的重視。本文通過對我國核電廠消防安全現(xiàn)狀進(jìn)行分析,闡述存在的問題,并提出一系列切實可行的建議,例如統(tǒng)一核安全消防法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系,研發(fā)核安全消防技術(shù),建立消防信息共享平臺,最終實現(xiàn)推動我國核安全消防能力建設(shè)的目的。


自福島核事故以來,國際社會對核電廠的安全性要求逐步提高,世界各國對核電廠的安全要求也日趨嚴(yán)格。消防能力作為核安全保障的重要內(nèi)容,已成為核安全領(lǐng)域最為重要的課題之一,如何確保安全系統(tǒng)和其他安全重要物項免受火災(zāi)危害是核電廠必須考慮的一個關(guān)鍵性安全問題。為提升我國核安全消防能力,執(zhí)行國務(wù)院常務(wù)會議精神,落實“國四條”相關(guān)要求,必須加強(qiáng)我國核安全消防水平, 以適應(yīng)不斷提高的核安全監(jiān)管要求,有效降低核電廠火災(zāi)風(fēng)險,確保核安全。

01 基本情況

核電廠可燃物種類繁多,分布廣泛,一旦發(fā)生火災(zāi)便有可能造成嚴(yán)重后果,嚴(yán)重危及核安全。因此,需健全核安全消防法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系,提高核安全消防技術(shù),搭建核安全消防信息平臺,綜合提升我國核安全消防水平。

1.1 核安全消防能力建設(shè)形勢緊迫

消防是核安全領(lǐng)域的一個重要課題,沒有消防安全,不可能有真正的核安全。與民用消防安全要求不同,現(xiàn)代核電廠的設(shè)計、建造和運(yùn)行都是貫徹縱深防御的安全原則,然而一次嚴(yán)重的火災(zāi)事故可能穿越多道屏障,危及核安全。1975 年美國布朗斯弗里核電廠在連接廠房電纜貫穿件區(qū)用明火做耐火封堵的密封性試驗時燃著電纜,造成火災(zāi)從連接廠房一直燒到反應(yīng)堆廠房,歷時 7 小時之久,26 個電纜盤受損,其中與核安全相關(guān)的電纜有 628 根,造成主控室部分監(jiān)控系統(tǒng)功能失效。1986 年蘇聯(lián)切爾諾貝利 4 號機(jī)組反應(yīng)堆爆炸,引起火災(zāi)?;罨派湫詿熿F擴(kuò)散,10 余名消防隊員在救火過程中不幸遇難。為此,國際原子能明確了以核安全為中心的核電防火指導(dǎo)思想,必須加強(qiáng)核安全消防能力建設(shè)。

1.2 核安全消防組織管理逐步完善

我國《核電廠防火》(HAD102/11,1996) 和《核動力廠運(yùn)行防火安全》(HAD103/10,2004)對核安全消防組織管理做出明確規(guī)定,主要涉及核電廠消防大綱及各層次管理程序的制定和實施,明確核電廠各級消防組織機(jī)構(gòu)及其職責(zé), 制定消防方案并對核電廠人員及其他相關(guān)人員進(jìn)行消防培訓(xùn),建立和實施核電消 防系統(tǒng)管理程序、防火控制管理程序、可燃物料和點(diǎn)火源管理程序等。目前,我國核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)以“縱深防御”為原則,根據(jù)“預(yù)防為主,防消結(jié)合”的方針,結(jié)合我國現(xiàn)行法規(guī)、導(dǎo)則要求制定核安全消防組織管理程序,總體涵蓋核電廠各個方面,基本滿足核電廠消防安全管理的要求。

1.3 核安全消防技術(shù)水平不斷提高

為確保核安全免受火災(zāi)危害,可以通過總結(jié)以往運(yùn)行經(jīng)驗,采用可靠性較高的設(shè)備,強(qiáng)化人員的培訓(xùn),嚴(yán)格操作規(guī)程。然而,更重要的是通過研究核電廠火災(zāi)危險特性與核安全事故的相關(guān)性,提高核安全消防技術(shù),提升防火能力,落實防火措施?!逗藙恿S設(shè)計安全規(guī)定》:必須進(jìn)行核動力廠火災(zāi)危害分析,以確定所需的防火屏障耐火能力,并且提供必要能力的火災(zāi)探測系統(tǒng)和滅火系統(tǒng) 。我國充分吸收國外先進(jìn)核電消防技術(shù)應(yīng)用到國內(nèi)核電廠消防設(shè)計與審評中,根據(jù)核安全總體目標(biāo)確定整個消防系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的性能指標(biāo),針對核電廠實際狀態(tài),對構(gòu)筑物火災(zāi)危險性及導(dǎo)致的后果進(jìn)行定性、定量地預(yù)測和評估,以期達(dá)到最佳的消防設(shè)計方案和最好的防火保護(hù)效果。

02 存在的問題

近 30 年以來的核安全探索和實踐活動為我國核電事業(yè)的發(fā)展夯實了基礎(chǔ)。隨著我國核與輻射安全事業(yè)的發(fā)展,核安全消防在法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)思想、設(shè)計理念 和管理等方面都有新的要求,帶來了新的挑戰(zhàn)。消防在整個核安全框架下取得較大成果的同時,仍存在一些不足。

2.1 法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,核安全消防體系不健全

自 1985 年秦山核電廠破土動工至今,我國核安全事業(yè)經(jīng)歷了快速的發(fā)展。但是,我國各運(yùn)行核電廠由于建造年代不同、技術(shù)合作國不同、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不同,很難形成統(tǒng)一的消防管理體系,不利于核安全事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。我國核電消防法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)一直沿用發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗,結(jié)合我國核電發(fā)展實情進(jìn)行編制。我國嶺澳核電廠應(yīng)用法國 1983 年版 RCC-I,秦山第三核電廠使用加拿大標(biāo)準(zhǔn),AP1000 核電廠則采用美國 NPFA 消防標(biāo)準(zhǔn)體系。因此,我國現(xiàn)有核電標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)主要依據(jù)模式上的“模仿等效型”,導(dǎo)致部分內(nèi)容和定位不準(zhǔn)確,不利于核安全消防事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。隨著核安全法的實施,亟需統(tǒng)一核安全消防法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),完善核安全消防體系。

2.2 防火手段保守,核安全消防技術(shù)缺乏創(chuàng)新

我國在核安全消防領(lǐng)域的研究相對較晚,技術(shù)方法單一且相對落后。在目前常見的二代改進(jìn)型核電廠防火研究方面,一直基于法國研發(fā)的一套火災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)升溫程序,通過計算防火區(qū)內(nèi)火災(zāi)載荷密度,分析防火區(qū)火災(zāi)持續(xù)的時間,進(jìn)而與防火區(qū)邊界的耐火極限進(jìn)行比較。該方法既無法得出火災(zāi)實際的升溫情況,也不能有效地描述噴淋系統(tǒng)對火災(zāi)的控制效用,存在著一定的發(fā)展瓶頸。隨著世界火災(zāi)科學(xué)研究的不斷深入,國外許多公司、科研院所將先進(jìn)的防火設(shè)計及審評理念應(yīng)用到核安全消防中。如法國電力公司(EDF)編寫火災(zāi)模擬軟件 MAGIC,美國國家標(biāo)注技術(shù)研究所(NIST)開發(fā)火災(zāi)模擬軟件 CFAST,美國核管會(NUREG)編寫火災(zāi)定量化分析工具 FDTs。在此基礎(chǔ)上,頒布多項有關(guān)防火性能化設(shè)計的文件 , 如 NFPA-805,NFPA-806,NUREG-1805,NUREG-1824,NUREG-1934,NUREG-6850 等。我國缺少對核安全消防技術(shù)的研發(fā),在防火技術(shù)上難以突破發(fā)展瓶頸,不利于我國核安全消防技術(shù)水平的提高。

2.3 消防信息不暢通,核安全消防經(jīng)驗缺乏交流

針對運(yùn)行中發(fā)生的火災(zāi)事件,各核電廠僅根據(jù)要求向國家核安全監(jiān)管部門匯報,并遵循相關(guān)的報告機(jī)制,其他核電廠或核電相關(guān)設(shè)計部門無法通過正式渠道獲取火災(zāi)信息,無法跟蹤火災(zāi)后續(xù)處理方式,難以制定規(guī)避此類火災(zāi)發(fā)生的方案。同時,各運(yùn)行核電廠運(yùn)營部門大多相互獨(dú)立,核電廠管理體系和各項具體的管理程序呈現(xiàn)多樣化。同時,針對消防系統(tǒng)和消防設(shè)施的檢查和試驗,各個核電廠側(cè)重點(diǎn)也不盡相同,對于消防培訓(xùn)和消防演練頻率、范圍,各核電廠要求也有著顯著的差異。因此,整個核電廠消防信息不暢通,不利于整個核能行業(yè)防火經(jīng)驗積累與防火技術(shù)提高。

03 主要工作建議

隨著核電“走出去”,“華龍一號”逐漸在國際舞臺站穩(wěn)腳跟,中國相對落后的核安全消防水平已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)前中國的核電發(fā)展,亟待改進(jìn)。

3.1 統(tǒng)一法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)核安全消防體系建設(shè)

核電“走出去”在我國上升為國家戰(zhàn)略,核安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系作為核電“走出去”的根本保障,是我國實現(xiàn)由核電大國向核電強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志。隨著核安全法的實施,亟需統(tǒng)一核安全消防法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)核安全消防體系建設(shè)。建議我國通過學(xué)習(xí)國際上先進(jìn)、成熟、相容性較好及操作性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)體系,比較主要核電發(fā)達(dá)國家核電標(biāo)準(zhǔn)體系優(yōu)缺點(diǎn),立足我國核電發(fā)展國情,消化吸收,采用“引進(jìn)加改進(jìn)”的模式,不斷創(chuàng)新。“引進(jìn)加改進(jìn)”即要求我國在引進(jìn)國外先進(jìn)核電技術(shù)的同時,引進(jìn)國外成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),然后結(jié)合本國的實際情況加以改進(jìn),并且在實踐中不斷創(chuàng)新。

3.2 提高技術(shù)水平,降低核安全火災(zāi)風(fēng)險

擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)“華龍一號”,已成為“國家名片”。建議核安全監(jiān)管部門充分利用核電發(fā)展契機(jī),出臺操作性強(qiáng)的核安全消防性能化防火指南,規(guī)范核安全消防程序,為核安全消防性能化方法提供一套可靠的流程,應(yīng)用到核電廠設(shè)計、建造、審評、監(jiān)督等各環(huán)節(jié)。同時,搭建權(quán)威的火災(zāi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和可信度高的模擬程序,加強(qiáng)新材料和新技術(shù)的研發(fā),規(guī)范材料性能化參數(shù),結(jié)合我國核安全消防現(xiàn)狀,不斷提高核安全消防技術(shù),降低核安全火災(zāi)風(fēng)險,防止火勢蔓延,運(yùn)用良好的火災(zāi)探測和滅火手段,減少核電廠經(jīng)濟(jì)損失。

3.3 提供消防信息交流,建立消防信息共享平臺

消防信息資源共享的實現(xiàn)需要一個觀念基礎(chǔ),應(yīng)提倡和推行全局觀念、資源觀念、合作觀念、雙贏觀念、投入產(chǎn)出觀念、創(chuàng)新觀念和服務(wù)觀念。建議國家核與輻射安全監(jiān)管部門本著透明、開放的原則積極構(gòu)建核電廠火災(zāi)信息共享機(jī)制,搭建各運(yùn)行核電廠間的消防信息交流平臺,在消防系統(tǒng)和設(shè)施的管理、消防組織和安全管理方面互通有無、取長補(bǔ)短,以利于同行業(yè)或相關(guān)行業(yè)及時通過運(yùn)行核電廠發(fā)生的火災(zāi)事件中的經(jīng)驗反饋進(jìn)行持續(xù)改進(jìn),進(jìn)而促進(jìn)我國核電廠消防管理和技術(shù)水平的發(fā)展,提高我國核電廠總體防火水平。


第一作者簡介:

史強(qiáng),生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心科學(xué)技術(shù)委員會辦公室主任、工程師,長期從事核電廠的消防研究。近年來,先后在國家重大專項 CAP1400 安全審評技術(shù)及獨(dú)立驗證試驗、CAP1400 安全審評關(guān)鍵技術(shù)研究、國家自然基金固態(tài)燃料熔鹽堆始發(fā)事件清單分析研究等課題擔(dān)任技術(shù)骨干,以第一作者撰寫基于 FDS 的核電廠主控室操縱員撤離的火災(zāi)數(shù)值模擬研究等科技論文、政研報告 10 余篇。


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