关于Davis-Besse核电站事件的分析与认识

栾景卫（福建宁德核电有限公司，福建 宁德 355209）

关于Davis-Besse核电站事件的分析与认识

栾景卫
（福建宁德核电有限公司，福建 宁德 355209）

针对2002年Davis-Besse核电站反应堆压力容器（RPV）上封头腐蚀事件，从4个方面进行了事件原因分析。为避免Davis-Besse事件的重发，提出了几点具体的措施和建议。

RPV；腐蚀；分析；认识

1 Davis-Besse核电站事件概述

2002年3月7日，Davis-Besse核电站对伸入反应堆压力容器（RPV）顶部的控制棒驱动机构（CRDM）正进行一次超声波检验。结果发现靠近CRDM-3号管嘴的RPV封头有一个孔穴（见图1），该孔穴从管嘴延长约18 cm，最宽部位宽约15 cm。腐蚀延伸到封头的底面金属内，最后到达封头内侧标称1 cm不锈钢包壳。不锈钢包壳看起来好像往上倾斜约1.5 cm，约10 cm的距离，这表明在运行期间材料在反应堆冷却剂系统内维持的标称15.2 MPa压力下已经被击穿[1]。

2 事件的原因分析

根据事件分析报告，事件的直接原因是一回路水压力腐蚀导致CRDM接管管嘴（因科镍合金600材料）出现裂缝，从而使硼酸积聚在碳钢材料的反应堆压力容器封头，而长期的硼酸腐蚀最终造成了孔穴的产生。

从1990年CRDM接管管嘴出现裂缝，到2002年才发现腐蚀孔穴，电站整整带病运行了12年，而未被发现。回顾Davis-Besse核电站事件，不能说Davis-Besse核电站没有纵深防御，核电站也具备人员检查、设备管理、程序使用、独立监督、管理参与等多道管理屏障，但究竟是什么导致这诸多屏障的失效，可以从以下4个方面进行总结。

图1 反应堆压力容器（RPV）上封头腐蚀Fig.1 Reactor pressure vessel head corrosion

2.1 事故源于质疑态度的欠缺

事故的起点，源自于1990年CRDM接管管嘴产生了裂缝。此后电站多次经历了CRDM法兰泄漏问题，并导致在1990—1996年的6年期间更换电站的所有法兰垫圈。多年以来，电站人员一直认为RPV上封头区域的泄漏起因于CRDM法兰泄漏，而且逐渐的麻木，在处理法兰泄漏的检验期间，硼酸在RPV上封头的积聚逐渐变成一个可以接受的条件。自始至终，电站从未考虑到一个潜在泄漏源是CRDM管嘴裂缝。

核电站对于RPV上封头区域泄漏原因的判断缺乏事实依据；另外，基于硼积聚不是个问题的不正确假设，电站也没有全力追踪以下事实：安全壳内不断增加的硼沉积物，硼积淀物的特性变化，或不能目检不易达到的RPV封头区域。

电站从管理层到员工均缺乏质疑的态度，这种态度使严重的问题常态化，也降低了电站本身对于问题的关注和重视程度。

2.2 核电站安全与经济利益的矛盾

由于辅助结构内采集数据困难以及RPV上封头和永久安装的保温层之间间隙紧密（见图2），所以辅助结构内压力容器上封头目检困难。1990年技术人员最初提出的修改方案是在辅助结构中开出进入窗口以便于去除杂志和封头顶部的目检。但是电站认为整改支出费用超过所得利益，而且想当然地认为反应堆压力容器上封头是不会受到CRDM管嘴裂缝影响的，所以修改方案没有付诸实施。

图2 RPV封头和辅助结构Fig.2 Reactor pressure vessel head and supporting structure

核电站的“安全”、“进度”、“经济利益”等方面往往存在诸多矛盾，如果Davis-Besse核电站能够把安全放在第一位，使修改方案得以实施，那就可以解决硼酸积淀及上封头目检困难的问题，从而避免本次事故的发生。

2.3 需要警惕的“空白地带”

（1）程序和标准的缺失

Davis-Besse核电站工作人员相当依赖于《硼酸腐蚀控制计划》来降低一回路压力边界泄漏的可能性。在电站经验丰富人员不断稀释后，这种现象愈加严重。然而，这个生效的计划没有专门提到RPV上封头的硼酸腐蚀，而且，这个计划也没有提到不能被目检到的有关RPV上封头渗透的问题。另外，Davis-Besse核电站对于RPV上封头检查也没有验收标准。这直接导致了对于RPV上封头硼酸腐蚀检查的空白。

对于一个新建核电站，经验丰富的工作人员尤其缺乏，对于程序和标准的依赖性更加强烈，这个阶段，程序和标准的编写、审查应该更加严格和全面，参考程序和文件的内容要深入理解，对程序和标准定期进行审查和评估。

（2）人员知识的匮乏

Davis-Besse核电站工作人员不知道让硼酸留在封头上存在腐蚀风险，认为任何在RPV封头上的RCS泄漏都会闪蒸成蒸汽，而把干硼酸积淀物留在封头上，这样可以最大限度地减少了对碳钢的腐蚀作用。因此，没有积极地对所有硼酸堆积物进行清除，而且一些小的CRDM法兰漏泄在发现时也没有修补。

核电站人员的无知和缺乏事实的决策是核电站安全运行中一颗巨大的“隐形地雷”，这就是通用失误模型系统（GEMS）里典型的知识型错误，据统计，这类错误在核电站占30%的比重，而且这类错误往往在一个缺乏经验的新建核电站尤其突出。

2.4 缺乏有效的经验反馈管理

（1）事件根本原因分析不到位

Davis-Besse核电站企图在设备降质（如反应堆冷却剂系统(RCS)的泄漏增加、厂房内大气辐射监测器过滤网以及空气冷却器脏污、硼酸及其腐蚀产物在厂房内积累以及RPV上封头硼酸沉积逐渐增加）的条件下运行，电站虽对这一现象进行了调查，但未做根本原因分析[2]。当泄漏和腐蚀的现象无法解释时，电站工作人员将此归结于CRDM法兰泄漏。如果能及时地对设备的降级状况进行详细的根本原因分析，就能在第一时间发现CRDM管嘴泄漏和RPV上封头腐蚀。

据统计，2009年和2010年度，在WANO和中国运行核电站报告的事件中，涉及设备原因的事件占到30%～45%之间，这仅仅是在已开展分析的事件报告数据中。如果加上那些核电站尚未发现或尚未深入分析的设备降质事件，那将是一个庞大的数据。因此，核电站及时对出现设备降质的事件进行根本原因分析非常重要。

（2）未落实好外部经验反馈

2001年7月，INPO发表的题为“压水反应堆冷却剂系统泄漏的最新事件”的报告特别提到对不能进入的区域要进行的详细检查。INPO报告强调清除RPV封头上硼积淀物以便允许详细目检的重要性和或许有必要用其他无损伤检验技术来确定易受穿壁裂缝影响的部件。而Davis-Besse核电站未及时吸收行业在CRDM驱动机构管嘴裂缝方面的经验和其他因科镍合金600部件的泄漏所造成的RPV封头检查的相关内容，并未体现在《硼酸腐蚀控制计划》的修改和升版中。

Davis-Besse核电站正是由于没有及时吸收外部经验反馈，缺乏虚心学习、持续改进的经验反馈机制，从而使该核电站又丢失了一个可以补救错误的机会。

3 措施与建议

“做好别人的经验反馈，否则你将成为别人的经验反馈”。基于这一点，提出以下几点措施和建议。

3.1 重视核电站安全文化建设

文化，作为一种软实力，通过人们的日常行为表现出来，能动地作用于工作实践的各个方面。在核电领域，安全文化更多地表现为组织和个人的质量保证意识和遵章守法意识。优良的核电业绩除了必须依靠严格的规章制度，同时还要依靠以安全文化为基础的良好态度和习惯[3]。

核电站必须重视安全文化建设，深入学习和研究IAEA提出的核电站安全文化的要求，从决策层、管理层到执行层，努力实现各层次安全文化目标，建立起电站内部严谨的管理纵深防御体系，确保人人都是一道屏障。政策层能够保证安全投入，管理层能够保证监督评价的有效性，执行层能有严谨、质疑的工作态度，这样，Davis-Besse核电站事件便不再会重现。

3.2 提高人员知识与技能

随着国内核电站的发展和建设，核电站人员稀释和新员工的培养是一个必须面对，也亟待解决的问题。核电站要保证长期安全运行，人员知识和技能水平是必备条件之一。国内大亚湾核电站和岭澳核电站多年的优秀安全运行业绩依靠的不仅仅是CPR1000成熟的机型、可靠的系统和设备，更依赖于有计划、有层次的人员梯队建设和培养。

新建核电站在人员的知识和技能水平方面相对薄弱，知识型人因失误的发生成为大概率事件，为电站未来安全运行，必须建立起完善的人员培养计划，形成良好的人员培养梯队，发挥好老员工的传帮带的作用，持续提高人员知识和技能。

3.3 建立健全经验反馈体系

不在同一个地方跌倒两次，这就是经验反馈的作用。经验反馈是核电站避免事件重发、持续改进、维持和保证核安全水平的重要手段之一。完善的经验反馈管理，要求核电站必须对已发生的事件和事故进行深入的分析和反馈，挖掘出事件的直接原因和根本原因，找到事前预防、事中控制、事后减缓后果的针对性措施，并开展广泛的探讨和交流，做到经验共享，预防类似问题重发[3]。

根据WANO和IAEA总结的经验反馈管理经验，有效的经验反馈必须实现报告、筛选、分析、整改、验证、评估的闭环管理。核电站应根据要求，建立属于自己的经验反馈体系，并保证各环节的有效实施。

[1] WANO SOER 2002-3 REACTOR PRESSURE VESSEL HEAD CORROSION AT DAVIS-BESSE [R].

[2] WANO SOER 2002-2 REACTOR PRESSURE VESSEL HEAD DEGRADATION AT DAVIS-BESSE NUCLEAR POWER STATION REVISION 1 [R].

[3] 俞军. 总结经验，持续改进，迎接新挑战——加强核电厂建造安全管理的思考[C]，2011-12-29.（YU Jun. Summing up Experience, Continuously Improving and Welcoming New Challenges--Thinking on Strengthening Safety Management for Nuclear Power Plant Construction[C], 2011-12-29.）

Analysis and Understanding of the RPV Event at Davis-Besse Nuclear Power Plant

LUAN Jing-wei
(Fujian Ningde Nuclear Power Co., Ltd., Ningde of Fujian Prov. 355209, China)

Concerning the reactor pressure vessel head corrosion event at Davis-Besse Nuclear Power Plant in 2002, the paper analyzed the event reasons from four aspects. Some suggestions are put forward to avoid recurrence of Davis-Besse event.

reactor pressure vessel；corrosion；analysis；understanding

TL37 Article character:A Article ID:1674-1617(2013)02-0182-04

TL37

A

1674-1617(2013)02-0182-04

2013-03-12

栾景卫（1983—），男，山东龙口人，工程师，工学和管理学双学士，从事OE方面的工作。