大亚湾核电运营公司:以科技创新引领核电安全发展
2016-05-14詹仲良
詹仲良
“让中国核电照亮世界”,核电安全是引擎。
2011年日本福岛核事故之后,全世界的目光再次聚焦核电安全。针对福岛核事故的经验反馈,大亚湾核电基地制订并完成了50余项福岛后安全改进行动,其中,核电站非能动应急高位冷却水源系统(简称“高位冷却水源系统”)的研发及其成功应用,提高了我国核电站应对极端自然灾害的能力,提升了核电站的安全性和可靠性,也标志着我国核电站安全水平迈上了一个新台阶。
2015年9月28日,中国电力企业联合会2014年度中国电力创新奖评选结果揭晓,高位冷却水源系统荣获“中国电力创新奖二等奖”。这一殊荣是对项目科技创新的高度肯定。
创新驱动发展,护航核电安全
高位冷却水源系统由大亚湾核电运营管理有限责任公司(简称“大亚湾运营公司”)牵头研制。作为我国核电行业第一家专业化的运营管理公司,该公司始终将安全视作核电站的生命线,“核安全高于一切”、“安全就是效益”的文化导向也早已深入大亚湾人的骨子里。自商运以来,大亚湾核电基地建立了一整套具有纵深防御特点的内部安全管理組织体系,从管理规程到执行规程,再到具体的技术规程和运行、维修、系统设备改造规程,完整覆盖了一座核电站的每一个生产管理环节,具体化为白纸黑字的文件就高达3万多份。
高位冷却水源系统正是剑指核电站运行安全的项目,也是核电行业首次系统考虑核电站应对超设计基准事故的薄弱环节分析和应对措施的项目。
该项目历时三年半,大亚湾运营公司与合作单位研发了一套在核电站现有冷却水源丧失事故状况下,能够为核电站提供备用应急冷却水的应急冷却水源系统。据专家介绍,在核电厂发生类似日本福岛超设计基准事故工况下,可通过应急冷却水源系统将高位水源储水以自然重力方式引入辅助给水系统或乏燃料冷却系统,对其进行非能动补水,实现反应堆和乏燃料的冷却,为电源恢复和最终热阱恢复争取时间,从而为反应堆和乏燃料水池的安全提供一条冗余的成功途径。
该系统的成功研发,大大提高了我国核电站应对极端自然灾害的能力,使得堆芯融毁事故从理论上降低到百万年一次的概率,放射性早期释放事故降低到千万年一次的概率,使得我国运营核电站具备三代堆型的安全特征,标志着我国核电站安全运行水平达到了一个全新的高度。
目前,该系统已在岭澳二期2号机建设完成示范工程建设,其中,高位水箱采用钢筋混凝土结构,可以抵御8级地震和台风飞射物的侵害;传输管线采用柔性设计和快速连接设计,具备快速响应、快速修复能力;高位水源储水量达5200立方米,可在极端自然灾害引起的事故工况下,满足堆芯、乏燃料水池超过3天的用水需求。
该项目的示范意义和应用价值也在持续凸显,目前,高位水源系统方案已确定将在辽宁红沿河5、6号机组得到推广应用;高位水源系统设计方案中的利用移动泵实现蒸发器注入方案、安全壳喷淋注入方案、乏池补水方案、换料(PTR)水箱补水方案、辅助给水系统(ASG)水箱补水方案等已经在中广核运行机组和在建机组上得到了应用;示范工程中移动柴油机泵为福岛事故后国内首台移动柴油机泵,已在核电行业得到了广泛的应用和推广。
大亚湾运营公司的安全文化早已渗透成为每位员工的行为习惯甚至生活方式。公司形成了以安全文化为核心的企业文化,不遗余力巩固“安全至上”、“一次把事情做好”、“按程序办事”等安全文化理念,为电站安全运营提供着源源不断的内生动力。
瞄准国际一流,坚守质量高标准
持续二十多年的安全生产业绩,是对大亚湾核电基地坚持技术创新、践行质量理念的最好佐证。质量是始终如一的零缺陷追求,是不断刷新的国际先进的数据记录。其中值得称道的是,截至2015年12月31日,岭澳核电站一期1号机组实现连续安全运行3598天,在全球64台同类型机组中排名第一;大亚湾核电站2号机组实现连续安全运行2482天,在全球64台同类型机组中排名第三。2015年法国电力公司举办的国际同类型核电机组年度安全业绩挑战赛中,公司荣获“能力因子”项目的第一名,公司已连续七年获得此项目的第一名。至此,公司在该安全业绩挑战赛中已累计获得32项次第一名。
对质量近乎苛刻的要求,带来了不断增长的效益。截至2015年12月31日,大亚湾核电站、岭澳核电站一期、岭澳核电站二期六台机组年度累计上网电量达453.78亿千瓦时,其中年度输港电量为117.42亿千瓦时。大亚湾核电基地累计商运上网电量达5730.92亿千瓦时,其中输送香港的电量累计已超2100亿千瓦时,达2120.19亿千瓦时,
输港电量占香港用电量的四分之一,也就是说每四户家庭就有一户使用大亚湾核电站的电,整个基地的上网电量约占广东省用电量的十分之一,清洁的能源为保障粤港两地经济社会发展注入了动力。
质量体现在不断的科技创新以及自主化努力。于1997年开建的岭澳核电站一期以大亚湾核电站为参考,进行了52项重要技术改进,实现了工程管理自主化、建筑安装施工自主化、调试和生产准备自主化,实现了部分设计自主化和部分设备制造国产化。最终,该工程不仅实现了30%的整体国产化率,更实现了可媲美国际同类核电站的先进水平。2002年11月,国际原子能机构(IAEA)对岭澳核电站一期进行运行前安全评审后,给予高度评价:“岭澳一期的大部分指标都可以与新的IAEA国际安全标准相媲美,其业绩将成为全球核工业界极有价值的参照”。
为进一步提高安全性和经济性,岭澳核电站二期于2005年开始主体工程的建设,研发建设人员实施了15项重要技术改进和40余项其它技术改进,其中包括采用数字化仪控和先进控制室、先进燃料组件、半速汽轮发电机组等,为我国研发具备自主知识产权的三代核电技术ACPR1000+打下坚实的基础。通过岭澳核电站二期的项目建设,大亚湾基本形成自主技术品牌核电站设计自主化和设备制造国产化能力,该项目也荣获了2012—2013年度国家优质投资项目特别奖。
质量还体现在低能耗和可持续发展。大亚湾核电基地各电站投运以来,放射性废气、废液年排放量远低于国家规定排放标准,放射性固体废物的年产生量低于设计标准。同时,核电作为清洁能源,还彰显了建设环境友好、资源节约型企业的要义。数据显示,与同等规模的燃煤电站相比,大亚湾核电基地六台百万千瓦级核电机组(按上网电量453.78亿千瓦时计算),2015年少消耗标煤约1480万吨,减少向环境排放:二氧化碳约3650万吨,二氧化硫约35万吨,氮氧化物约23万吨,相当于种植了约10万公顷森林。基于上述在环境保护方面的突出贡献,大亚湾核电基地入选了“中国美丽电厂”,并荣获“生态美”专项奖。
在质量面前,大亚湾核电基地从起步之初就高目标、严要求,“10个0”即是如此——零非计划停机停堆、主控室零报警、零泄漏、零误排放、零人员伤害、零内污染、零火灾、零燃料缺陷、零人员超年度辐射限值、零特许申请。
实现高起点起步后,大亚湾更是在创新中发展,在发展中创新,从“一长一短一高一低” (更长的燃料循环、更短的大修工期、更高的设备可靠性、更低的人因失误率)4个领域全面提升安全运营水平,实现软硬实力双驱动。
聚焦人因工程研究,追求“零缺陷”
国际范围内,核电站能够安全运行六十多年,与人因失误风险的预防和应对密不可分。大亚湾运营公司一直致力通过技术、管理和文化等多重手段,推行一系列防止人因失效的措施,力图从源头上遏制人的犯错“苗头”,追求“零缺陷”目标。
大亚湾运营公司建设了国内核电行业首家行为训练中心,每一位现场运行人都要在这里接受严格的岗前行为训练,通过实景演练来规范行为习惯。在大亚湾核电基地厂区,不少现场人员胸前挂着7张防人因失误工具卡,很多公共区域也时刻悬挂这些卡片,提醒员工在工作中对照执行。为了规范人的行为,公司还将规程覆盖到了每一个生产环节,在大亚湾,没有程序不能进行任何操作,从总经理到普通员工无一例外,“按程序办事”的文化深入人心。
核电站人因工程技术研究所,也是核电站安全运营的幕后英雄之一。服务于大亚湾核电基地的人因工程技术研究所(以下简称“研究所”)致力于研发智能化设施来自动采集、分析、整理人因事件相关数据,综合人因失误的特点,识别出目前机组潜在的人因失误陷阱,以有针对性地提出改进方案,并借由硬件(人机接口改进)与软件(防人因训练课程体系)的建设,有效减少人因失误风险,降低核电事故发生概率。
目前,研究所确立了四大研究方向:一是核電站人员生理、心理行为研究,二是核电站主控室人机接口研究,三是核电站人因事件分析与研究,四是核电站防人因训练场景研发。
天道酬勤。研究所充分利用大亚湾核电基地20多年的核电运营管理经验,依托现有培训设施及技术优势,已经交出了靓丽的研究成绩单:成功研发出M310、CPR1000机组人机接口改进方案设计与验证平台;完成了4套CPR1000机组SOP(标准化作业程序)及防人因研发平台研发;完成10余项人机接口改进方案的研究与验证,并建立人机接口改进方案研究标准流程;“防人因失误训练”标准课程体系成功在多个基地得到推广……
人因工程技术的研究意义重大,通过课题、项目的研究确立一整套的标准、体系,这将大大提升电厂安全管理水平,而随着后续项目成果在国内乃至国际范围的推广,其对核电安全生产的提升乃至核电产业发展所产生的战略意义将凸显放大。
随着国务院核准建设“华龙一号”,国内核电新项目将加速重启,我国核电“走出去”也将迈出更强有力的步伐。速度终有上限,安全永无止境。安全之余核电发展,将始终是无条件坚守的底线。大亚湾核电站20余年的安全运行,不仅为我国核电发展积累了有益的经验,更坚定了社会各界对核电安全的信心。
无疑,大亚湾核电基地作为中国大型商用核电站的开山之作,将继续以出色的业绩和技术、管理的持续创新,为核电可持续发展以及核电“出海”推进,担当好坚实的“大后方”。