基于危险源辨识管理的卡拉奇核电项目热态性能试验安全管理浅研

张明磊,卫福奇,王 勇,李 勍,朱 伟,王 健,尹逊华,姜二龙

(中国中原对外工程有限公司,北京 100044)

通过介绍危险源的相关知识和热态性能试验的主要过程等，对巴基斯坦卡拉奇2号机组热态性能试验中基于危险源的现场安全管理进行分析、研究，以试验中危险源为安全管理重点，围绕危险源开展相关安全管理工作，采取有针对性的安全管控措施把整个试验风险降低到可控范围内。热态性能试验是核电厂调试阶段最重要的综合性试验之一，是最接近机组正常运行状态的，压力、稳定等都达到运行标准，但核岛内还遗留一些尾项工作，例如管道保温未完全安装完毕、部分孔洞正式护栏未安装、正式灭火器还未配置、通风系统未完全投用、管道、阀门有少量跑冒滴漏等。同时大量建安脚手架存、设备、临时设施等在现场，造成了调试活动与建安施工的深度交叉，各类隐患隐蔽性更强，安全管理难度增大。虽然热态性能试验开展中，整个核岛区域是受管控状态，但是还是有人员进入巡检、消缺等开展相关工作。此时分析出试验过程中存在的危险源并采取合理的控制措施，就是最大可能保护现场人员安全，保障卡拉奇核电调试阶段热态性能试验的安全顺利开展。

1 危险源的概念

任何作业过程都存在危险源，人们在系统安全理论的研究过程中，提出了危险源的概念，认为危险源的存在是事故发生的根本原因，为防止事故发生就是消除或控制系统中的危险源。危险源是指可能造成人员伤害和疾病、财产损失、作业环境破坏或其他损失的根源或状态。根据危险源在事故发生、发展中的作业用，一般分为第一类危险源、第二类危险源。第一类危险源是指可能发生意外释放的能量或危险物质，其一般都是工艺上客观存在的，以目前科技发展暂时无法替代，例如核岛一回路的高温水蒸气、管道等保温材料中所含甲醛等。第二类危险源是约束或限制第一类危险源采取的措施的破坏、失效的各种现象。广义上包括物的故障、人的失误、环境不良以及管理缺陷等因素。这些是造成能活危险物质意外释放的直接原因。例如高温管道附近安全警示标示的缺失，造成人员烫伤，防甲醛面罩滤盒的过期，造成人员甲醛中毒等。第二类危险决定了事故发生可能性，出现得越频繁，发生事故的可能性就越大。在卡拉奇核电热态性能试验中，需重点关注第二类危险源的管控问题。

根据危险源的分类方法按生产过程危险、有害因素分类及按照职工伤亡事故分类等方法。危险因素强调突然性、危害性。有害因素强调缓慢性、过程性。根据《生产过程危险和危害因素分类代码》(GB/T 13816—2009)的规定，危险因素和有害因素共分四大类，192个小类，具体为：

1)人的因素：心理生理性、行为性；

2)物的因素：物理性、化学性、生物性；

3)环境因素：室内、室外、地下；

4)管理因素：组织机构、责任制、规章制度、投入；

根据《企业职工伤亡事故分类》(GB 6441—1986),按照导致事故的原因和伤害方式，危险源又可以分为：物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、火灾、高处坠落、坍塌、等20个类别。

危险源又可以具体分为重大危险源和一般危险源。《重大危险源辨识》(GB 18218—2000)的国家标准定义为：工业活动中危险物资或能量超过临界量的设备、设施、或场所。其主要针对化学品类。对于非化学品品类的重大危险源尚未提出明确的标准和定义，一般根据行业、现场实际情况自行定义。

2 核电机组热态性能试验介绍

2.1 热态性能试验目的

根据HAD103-02核电调试程序3.2 A2阶段预运行试验中描述：热态性能试验以验证系统性能是否与规定要求相一致。并应该尽可能模拟核电厂实际运行条件，包括在典型的湿度、压力、流量下的预期运行事件。其主要目的主要有三个：1)验证系统的热态性能是否与设计要求一致；2)验证系统和设备在高温运行时的可靠性；3)高温下对设备和管道内壁进行钝化。

2.2 热态性能试验试验过程

热态性能试验主要通过主冷却剂泵和稳压器电加热器对一回路升温，通过上充下泄流量阀节对一回路进行升压，至热停堆状态，并在各平台对一回路、二回路系统及相关辅助系统进行调试试验，是在尽可能模拟实际运行工况的条件下，验证NSSS(核蒸汽供应系统)及相关辅助系统的可靠性和运行特性，这个阶段NSSS的状态要达到291.7 ℃，15.5 MPa。

第一步：一回路、二回路及相关辅助系统进行充水及静态排气；

第二步：一回路进行动态排气及升温升压(升温速率≤28 ℃/h，升压速率≤0.4 MPa/min);

第三步：从277 ℃开始计时保温，持续300 h，之后执行热停堆平台(291.7 ℃、15.5 MPa)；

第四步：钝化结束且热停堆平台是试验结束后才降温降压。

3 卡拉奇2号机组基于危险源的辨识管理

3.1 热态性能试验中危险源的辨识

热态性能试验是核电厂调试阶段最重要的大型综合性试验，其涉及系统较多、持续时间也较长、范围广、各项危险源集中或交叉出现，是核电厂调试阶段的安全管理的重点和难点。在试验中通过危险源作为安全管理的重点，需要大量的实践经验，包括过去的事件及事故的经验以及对生产工艺、标准等各方面的实际知识。对待危险源识别，必须持尊重客观、实事求是和虚心的态度，从安全管理角度来看，主要有以下几点：

1)组织的建立情况，是否有已建立符合要求的组织机构；

2)工作人员活动情况，需要进入有危险源区域是那些人；

3)危险源设施和区域，准确的判断危险源的位置；

4)危害的机理，了解危险源的具体性质等。

在卡拉奇核电热态性能试验中危险源安全管理分析主要从组织机构管理、分析流程两方面开展工作。热态性能试验中危险源管理组织机构中，执行危险源管理的安全保卫小组，其分为安全技术组、工业安全组。管理小组在试验前搜集相关资料、辨识危险源、分析基本要素、制定管控措施，从而实施有针对性的危险源管理。在卡拉奇2号机组热态试验前，危险源管理小组组织编制了《卡拉奇2号机组热态功能试验工业安全专项控制方案》《卡拉奇2号机组热试风险分析及预案》《拉奇调试项目部2号机组热态性能试验期间的管理规定》等，其组织实施过程通畅有效(见图1)。

图1 热态性能试验危险源管理组织体系管理流程Fig.1 The management process of the hot performance test hazard management organization system

安全保卫小组在试验前得到危险源的辨识要求，危险单位划分、识别、分类三个步骤主要目的是将热态性能试验危险源具体定位并明确，让危险源完全暴露在分析人员面前，便于后续采取合理有效的措施。危险源的分析、控制、转化，主要是在几个步骤的基础上对其存在条件、危险性及触发因素进行分析，消除危险源发生破坏的具体条件，把危险源的危害降低到试验可接受的范围内。一般来讲，危险源完全消除非常困难,大部分只能通过个人防护、管理里措施、工程措施、隔离等手段达到控制危险源产生危害。

3.2 热态性能试验中危险源的应急

危险源的应急管理也是卡拉奇2号机组热态性能试验中重要的安全管理工作。危险源在突破多重安全管理措施后会引发事故，其是突发性的，一般很难提前预判，为了全方位的控制危险源，把可能存在的损害降低到最低，必须建立相关应急预案。安全保卫小组组织编制的《卡拉奇核电2号机组热态功能试验期间火灾风险预案》《卡拉奇核电无脚本应急演练》等预案都是热态性能试验中应急管理的重要文件。

4 卡拉奇2号机热态性能试验中基于危险源的安全管理

卡拉奇热态性能试验开展前，安全管理小组使用直观经验方法和系统分析方法详细分析出试验过程中危险源及存在条件、特性等并采取了适合卡拉奇核电现场的管理措施。通过《企业职工伤亡事故分类标准》(GB 6441—1986)标准进行汇总、梳理，并编制了《卡拉奇2号机组热态性能试验工业安全专项控制方案》，具体如下(见图2和表1)。

(1)灼烫

涉及作业为带压堵漏、高温/高压管道周边操作、压力设备/管道附近的操作和活动的、误进入蒸汽排放区域等。

采取的措施主要有建立试验控制区，在周边设备警示标示。试验人员作业前穿戴好个人防护用品等。

表1 热态性能试验中存在灼烫风险的设备清单Table 1 List of equipment with burning risk in the hot performance test

(2)中毒和窒息

1)中毒：主要因为核岛内应管道保温、油漆等在高温下的缓慢释放，其涉及整个核岛区域。

甲醛为无色有刺激性气体，对人眼、鼻等有刺激作用，相对密度1.067，能燃烧，也可能爆炸，吸入过量能中毒。其浓度分布有一定的规律，从卡拉奇2号机组热态性能试验长达一个月检测来看，其水平面以下各层甲醛浓度较低，水平面以上各层逐步升高，其环吊附近达到最高峰。另外甲醛浓度变化还和升温升压过程有密切联系，总体随着温度升高而升高，但不是线性关系，本文不再详细描述。

采取的措施主要有：甲醛浓度的定期监测通报、工作人员佩戴适当的个人防护用品、控制工作时长、核岛区域实行适当管控等(见表2)。

2)窒息：主要涉及进入充氮设备区域内各类作业、巡检等。

采取的措施主要有：建立隔离区，充氮设备附近设置警示标识、作业人员随身佩戴氧表、设置专业监护人员等(见表3)。

表2 根据甲醛浓度范围采取的管控措施Table 2 Control measures according to formaldehyde concentration range

表3 有氮气窒息风险的房间Table 3 Rooms with the risk of nitrogen suffocation

(3)火灾

主要为热试期间相关设备的带电运行、核岛内升温升压后易燃物自燃等。

采取的措施：设置重点防火部位并定期巡检、配合适当灭火器、开展试验前开展各类易燃物的集中清理等(见表4)。

表4 热态性能试验期间重点防火部位及灭火器配置Table 4 Key fire prevention parts and fire extinguisher configuration during the thermal performance test

(4)高处坠落

主要涉及是操作高处设备/阀门、巡检带有自爬梯的设备房间等。

采取的措施：佩戴个人防护用品、2 m以上作业佩戴安全带等。

(5)机械伤害

主要涉及各类泵、电机等转动设备附近的各类作业。

采取的措施：佩戴个人防护用品、转动设备启动后，适当保持安全距离，防止卷入设备等。

(6)触电、起重伤害、其他伤害

整个热态试验性能试验过程较长，其涉及危险源种类也较多，但在本次试验中，需重点关注因试验而较为突出的危险源，因为此类危险源产生的危害的后果及概率大大增加。

5 结论

本文以危险源辨识和管理做为卡拉奇2号机组热态性能试验的安全管理核心，从基于危险源管理的角度开展试验安全管理工作。危险源管理小组即安全保卫小组通过热态性能试验前的收集资料、辨识、分析、管控、应急等对整个试验过程危险源详细掌控，梳理出各类危险源可能产生的区域及危害，采取合理的安全管控措施，最大可能减少危险源发生发展成为事故的可能性。同时，也为现场安全人员找出了较为明确的安全管理方向。目前从卡拉奇2号机组实践经验来看，基于危险辨识的热态性能试验的安全管理取得良好成果，并为后需同类堆型机组在巴基斯坦建设中提供宝贵实践经验和资料。