核电厂安全运行对策研究

冯献灵，薛广宇

（海南核电有限公司，海南海口 570100）

0 引言

目前，核电厂安全运行问题主要体现在3 个方面：第一，核泄漏安全问题。第二，核电厂发电系统设备故障问题。第三，核电厂安全监督管理问题。在简述这3 种问题的基础上综合探讨解决对策，希望能为核电厂安全运行管控工作提供参考方案。

1 核电厂安全运行问题

（1）核泄漏安全问题。核能是一种重要能源，有效利用核能发电能够有效缓解电力资源短缺问题，满足国民经济发展和正常生活对电力资源的需求。核能发电与其他常规能源相比，具有特殊性，即核能发电存在放射性问题，一旦发生放射性核泄漏问题，必然导致较大规模的社会影响，甚至威胁国民的生命安全与健康。

（2）核电厂发电系统设备故障问题。核电厂发电需要运用各种系统设备，发挥所有系统设备功能方能确保核电厂安全稳定运行。然而，设备在长期运转中难免会发生各类故障，如果不能及时发现潜存的问题必然会滋生更大的安全隐患。其次，虽然核技术以及对应的工艺技术水平有了长足发展，但与俄罗斯、美国等发达国家相比，某些设备的自动化技术还存在一定的差距，系统可能无法及时发现安全隐患，某些关键设备出现安全故障后，会导致整个核电站的发变电系统瘫痪。

（3）核电厂安全监督管理问题。核电厂积极响应WANO（World Association of Nuclear Operators，世界核电运营者协会）的各项标准和要求，努力提高核电厂运行指标，但是部分核电厂的安全监督管理机制还存在一定的漏洞，某些安全监督管理职责不是足够明确，核电安全监督管理部门设置与结构组成也待优化，使得核电厂安全监督管理工作存在一定问题。

2 核电厂安全运行对策

2.1 全方位监测、控制核泄漏问题

全方位监测、控制核泄漏安全问题，确保核电厂的安全稳定运行，必须利用先进的技术，全面掌握设备的各种工况，获取所有有效信息，通过分析和判断，发现是否存在核泄漏与核辐射安全隐患。目前，将物联网系统与核能发电管理相结合，有助于准确获取核电厂运行信息，并通过信息分析了解是否存在安全隐患。物联网是将信息感知、传递、识别、分析、测控等功能均连接于互联网平台，从而实现信息智能化识别管理目标。从宏观层次来看，物联网的特征体现在3 个方面：全面性感知，可靠性传递，做好设施处理。物联网层次结构主要分为三层，分别是应用层、网络层和感知层，其中，应用层的主要功能是智能应用、环境监测、工业监控功能；网络层的三大功能是信息识别、信息转换和通信网络功能；感知层是具备传感器技术和短距离传输网络功能。在信息时代，全球都在用物联网技术来交流信息、完成各种通信活动。从技术集成角度来看，物联网这种集成技术融合了信息感知、信息识别、信息传递、信息分析和信息测控技术等优势。在核电厂安全运行管理工作中全面应用物联网技术可以在第一时间内感知核电系统设备运行工况安全与否，及时将信息传递给安全管理总系统，并由总系统下达指令。

此外，当前有不少核电厂赋予了总系统较为全面的安全管理功能。从基础视角来看，执行核电站安全管理工作的系统平台是应急管理系统，该系统主要是由地理信息系统、三维建模工具和数据库系统组合而成。其中，GIS（Geographic Information System，地理信息系统）是一种存储、分析、显示和管理地理空间数据信息的软件，该系统主要功能包括实现空间数据的可视化、存储数据信息、做好空间分析等，将该系统应用于核电厂应急系统中能够对核电厂安全运行实施全方位监测与分析，及时发现潜在的风险因素，尤其是核泄漏问题。三维建模工具Sketch Up是一套3D 绘图软件，能够驱动核电厂应急系统构建完善的三维模型，并通过模型分析了解核电厂运行状况。而且，Sketch Up具备丰富的网络模型资源，工作人员可以根据实际需求选择直接调用、插入和修改三维模型。目前，核电厂应急系统主要包括三种数据库——空间数据库、模型数据库和基础数据库，这三种数据库功能各异、互相作用，从而能全面监测核电厂的运行状况，判断是否存在核泄漏问题。

2.2 做好核电厂发电系统设备安全维护管理工作

做好核电厂发电系统设备安全维护管理工作，首先要定期检测系统设备，及时消除故障隐患。其次，要将安全自动化管理技术植入发电系统设备之中，同时，要充分利用电子信息技术大力加强核电厂电力系统自动化建设，不断优化电力系统自动化功能，全方位构建电力系统信息化管理平台，以此实现核电站电力自动化系统安全管理。从整体结构来看，优化电子信息技术在电力自动化系统中的应用方案，加强电力系统自动化建设，必须坚持五项基本原则：

（1）安全性原则。该原则要求在设计核电站电力自动化系统与信息化管理平台的过程中，应严格遵守《电力行业信息系统安全等级保护基本要求》和《电力二次系统安全防护规定》，加强核电站自动化系统设备和信息化管理平台的安全性，充分借助电子信息技术、大数据技术、人工智能技术、计算机自动化技术、网络安全防护技术和云计算技术防止信息化管理平台及其网络系统被非法入侵。而且，在设计和安装软件系统的过程中，应着重加强安全防御设置，完善安全登录与数据安全管理系统，做好数据保密工作，优化纵向防御模式，做好故障现场维持工作与最小特权分拨工作，及时隔离故障区。

（2）总体结构设计原则。在设计电力自动化系统管理平台的过程中，必须充分借助电子信息化技术和人工智能技术对该管理平台系统进行总体设计，然后，依次做好平台系统设计、模块设计、重要基础设计、监测布局设计和软硬件配置设计等工作，从而全面实现电力系统管理平台自动化与信息化。

（3）功能化设计原则。设计师应注重优化核电站电力自动化系统管理平台功能，做好各项功能模块的技术研发工作，结合标准要求，适当拓展业务，加强软硬件设备的开放性、通用性和标准性，扩大硬件存储容量，优化软件接口，以此促进系统升级与数据信息共享。

（4）通信保障自动化原则。设计师应根据本地电网布局、建筑分布结构、气候特色、风力等级和风力资源容量构建电力自动化通信网络，科学配置通信网，并借助中心服务器促进平台网络的互联性，以此实现信息共享。

（5）拓展性原则。该原则要求在设计电力系统自动化管理平台的过程中秉承模块化思想，充分利用OOP 技术，依次设计分层结构，提前预留接口，这样方能全面优化电力系统自动化管理平台的内聚性能与耦合性能，加强电力自动化系统架构的拓展能力。再次，发挥电子信息技术在电力自动化系统中的应用价值，必须依次做好电力自动化系统配置工作，实现配网自动化、电力资源调度自动化和变电站自动化。

实现配网自动化必须充分利用自动化控制技术、计算机网络技术和信息传输安全管理技术，同时，根据电力资源安全生产与传输顺序优化电网系统，运用远程控制技术对输电过程进行自动化调整，确保输电量与需求量的一致性，以此降低能耗。而且，要对变压器、输电线缆进行优化，配置电子信息化设备以便于实现电力系统设备运行的自动化监管。

实现电力资源调度自动化，必须以人工调度为基础，科学设计自动化电网调度模式，改善电网信息采集功能、传输功能和控制功能，运用人机联动化管理措施调控电力资源调度工作，自动分析用电信息和输电信息，制定合理的输电方案。

实现核电厂发电设备安全自动化，则必须充分利用电子信息技术改良自动化设备，完善电力资源生产模式与传输模式，科学调整变电站重要设备，通过优化线缆提升电力资源传输效率，确保用电与输电安全质量。与此同时，核电厂工作人员应充分借助电子信息技术、计算机网络技术、远程监控技术和通信技术对核能输变电工作进行全方位控制，从而全面提升核电厂发电设备运行的自动化效果，做好核电厂安全监督工作，维持输变电的稳定性与安全性。

目前，电力系统自动化与信息化管理系统主要有三大分支系统，分别是监控系统、能量管理系统和数据信息查询系统，这三大分支系统所安置的位置各不相同，因此，能够互相独立，发挥各自的功能，不会互相影响。电力系统自动化与信息化管理系统会对这三大分支系统进行统一化管理，获取所有信息，实现对数据资源和指令的安全输送。需要注意的是，不同分支系统通常是由不同厂家所设计，因为各厂家所参考的说明书和行业协议存在差异，所以后期设计的系统兼容性不尽相同，这样必然会影响各系统信息的共享和无障碍交流。对此，当代核电厂大多引进了Web 服务软件，从而成果开发了综合性服务管理平台，能够有效促进不同分支系统的数据沟通与共享。当前Web 服务软件是借助SOAP 技术来收集各区域核电厂的原始数据信息，同时，Web 服务软件能够制定并执行同一化标准，完成不同系统、不同区域的数据处理工作。此外，Web 技术能实现多种操作系统与通信协议的同步使用，确保数据信息的安全传输，不会影响各分支系统的独立功能。

2.3 健全核电厂安全监督管理机制

确保核电厂安全运行，必须结合时代发展趋势和国际上最先进的安全管理标准要求来不断健全和完善核电厂安全监督管理机制，细化核电厂安全监督管理制度，规范核电厂安全操作行为，建立标准的核辐射安全管理目标，将群体辐射目标控制在合理可行的最低范围内。其次，要借助远程监控设备全面监督核电厂的工作流程，以便于及时发现安全隐患问题。再次，核电厂必须充分利用“同行评估”和“经验反馈”等管理模块，发现自身安全监督管理工作方面的不足之处，向最优秀的电厂学习，时刻以提高核电厂的安全稳定运行能力为己任。

3 结束语

全面做好核电厂安全监督管理工作，避免出现安全隐患，规避核泄漏和设备故障问题，核电厂应充分利用先进的技术全面监督核能发电工作，获取所有信息，及时发现核泄漏与辐射安全隐患；定期检测系统设备，及时消除设备故障隐患，将安全自动化管理技术植入发电系统设备之中以便于实现设备安全管理；健全核电厂安全监督管理机制，全方位落实安全管理工作。