CN104966158A - 影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，包括如下步骤：确定事故类型及验收准则；分析操作员主要干预内容，确定操作员不干预叠加时间；执行事故分析，判断操作员在一定时间要求内干预是否为事故处理满足验收准则的必要条件；建立概率安全分析模型，在概率安全分析模型中分析是否有人因事件。本发明的筛选方法，筛选出操作员不干预敏感事故，从而判断核电站机组设计中的薄弱环节，为核电站的进一步改进提供了依据。

Description

影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法

技术领域

本发明属于事故筛选方法，具体涉及一种影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法。

背景技术

核电厂为应对设计基准事故，设计了如安全注入系统等专设安全系统，此外其它部分辅助系统也承担了部分的安全功能。为确保安全系统的安全功能正确启动，设置了保护系统和相关仪表。在事故工况发展至某些状态参数达到确定的阈值的条件下，可触发反应堆紧急停堆或专设安全系统及设施的动作，以保护机组，缓解事故后果。

通过合理的设置保护系统保护逻辑以及阈值，可确保在部分事故情景下，仅通过安全系统的自动动作即可处理事故工况。但对于复杂的事故工况，鉴于机组状态参数变化的复杂性和关联性，部分仪表与设备设计或安装方面的局限性，并考虑到部分专设安全系统会导致机组状态不可控，同时还需要兼顾对事故工况的恢复等各个方面，仅靠安全系统的自动动作不足以确保事故后果满足验收准则。为此则需要操作员的手动干预，判断状态并缓解导致机组状态恶化的不利因素。

在复杂的事故处理中，操纵员对事故的响应是至关重要的。从事故发生后反应堆自动动作开始的时刻起，直到操纵员进行手动干预之间的间隔称为操纵员不干预时间。较长的操纵员不干预时间设计具有简化系统操作、减少人员干预而可能产生的误操作、降低运行和维修要求、提高反应堆的安全性和经济性等特点，因此延长改进操纵员不干预时间技术是国际先进压水堆技术的重要发展趋势之一。在美国电力公司推行的美国核电用户要求文件(URD)以及欧洲10家核电公司共同编制的欧洲核电用户要求文件(EUR)中都对操作员不干预时间提出了更高的要求。

在操作员执行手动干预之后，增加了出现人因失误的可能性，包括判断错误事故状态、操作错误等，因此操作员不干预时间是判断机组性能的一个重要指标。传统的二代机组对允许操作员不干预时间要求一般为5～10分钟，三代机组将这一指标要求提高到30分钟。

指标提高将带来系统设置配置上的改进，匹配机组安全性能的提升。为达到这一目的，需筛选出对操作员干预敏感的事故，即操作员干预动作对事故走向及事故缓解起到重要作用的事故。基于操作员干预敏感事故，对机组的响应进行分析，评估机组设计中对操作员不干预的薄弱环节，或评估机组的设计满足操作员不干预的要求，以此展开对各类堆型操作员不干预性能的评估。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，筛选出操作员不干预敏感事故，从而判断核电站机组设计中的薄弱环节，为核电站的改进提供了依据。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，包括如下步骤：

步骤一：采用事故分析确定论法，判断操作员在时间要求内干预是否为事故处理满足验收准则的必要条件，筛选出操作员不干预敏感事故；

步骤二：建立概率安全分析模型，在模型中分析是否有人因事件，筛选出操作员不干预的敏感事故。

进一步，在步骤一中，首先确定事故类型及验收准则；然后分析操作员主要干预的内容，确定操作员不干预叠加时间；最后执行事故分析，判断操作员在时间要求内干预是否为事故处理满足验收准则的必要条件。

进一步，在步骤二中，如果有人因事件，分析操作员的干预动作，获取成功准则及干预时间。

进一步，综合分析步骤一和步骤二两种方法的结论，判断事故是否为操作员不干预的敏感事故，找出核电站机组设计的薄弱环节，提出改进项；如果是操作员干预的敏感事故，结束操作。

进一步，如果是操作员不干预的敏感事故，筛选出操作员不干预敏感事故清单。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明通过采用事故分析确定论法，以事故分析验收准则作为判断原则，筛选操作员不干预的敏感事故，从而准确的判断核电站的保护逻辑设计中的薄弱环节，为核电站的进一步改进，包括系统配置改进，逻辑设置改进等方面提供了依据。

(2)本发明通过采用概率论法，以堆芯损毁作为验收准则，筛选操作员不干预的敏感事故。该方法是对上述方法进行补充和优化；同时，该方法以人因分析为基础，为优化事故规程，减少人因事件提供了依据。

附图说明

图1是本发明影响操作员不干预时间敏感事故筛选方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

本发明判断某一事故是否操作员干预敏感事故，即在于判断操作员的干预对于事故的发展是否是及其重要。这一重要性应在操作员允许不干预的时间要求内进行考虑。对于保证机组事故后操作员不干预时间的要求，会有统一的指标，但事实上，操作员判断、操作设备、设备动作等环节亦需要一定时间，因此对于每一个具体的工况而言，机组对操作员不干预时间的要求实质上应在基准不干预时间基础上再考虑一个叠加项，这一时间叠加项包含了从操作员开始进行操作起至相关干预动作的功能完成为止之间的时间，这一时间简记为“T”，通过与操作员的人因分析、设备动作时间要求准则等方面得到。

如图1所示，是本发明提供的一种能动性核电厂影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，该方法针对上述要求，遵守以下两点原则：

1)在事故分析假设条件中不考虑操作员干预，事故分析结果是否能够满足事故验收准则。事故的验收准则是在核安全法规中明确规定的机组对事故响应是否安全的重要评判依据，针对不同类别的事故工况有不同的验收准则，对于事故分析结果不能够满足事故验收准则的情况，则说明针对当前的设计尚不足以满足操作员不干预的要求，该事故即为操作员干预的敏感事故。

2)通过概率安全分析模型(PSA)建立的事件树中，结果为“成功”(标识为OK)的序列中是否包含了人因事件。PSA是以堆芯损毁作为最终后果，是针对事故作为始发事故未得以控制而持续恶化发展过程的描述。此时对操作员干预的考虑情景为在事故发生后出现的安全系统不能执行其安全功能的条件下，人因事件在保护堆芯中起到的重要性，是对上一准则的补充。人因事件方面包含了重要的人员操作事件，其中有定量化的人因事件发生概率以及人因事件对堆芯损毁概率的贡献值，这方面将有助于判断事件的操作员干预敏感性。

根据上述两点主要原则，操作员干预的敏感事故判断方法如下：

步骤一，为筛选出“影响操纵员不干预的敏感事故”，首先需分析在基于现有机组模型的事故分析的假设条件。查看对应事故分析的假设条件中是否包含了不干预时间要求内对于“操纵员干预动作”的假设。若包含，则需定性分析如果操纵员不干预，在不考虑操作员干预的假设条件下，通过事故分析，判断是否将会导致事故分析的验收准则在上述“不干预”时间内状态不可控。若可能，则将此事故定义为“事故分析敏感事故”。

对于需要执行事故分析的事故，首先确定针对每一个敏感事故的验收准则中的T。应用业界通用的事故分析软件，在输入事故相关的所有自动动作的假设条件后执行分析或计算，以HAF102中说明的验收准则为依据，确认在操纵员在要求不干预时间内不干预的情况下机组是否能够承受。对于不能承受的事故，将其纳入操作员不干预敏感事故。

步骤二，以概率安全分析中人因事件部分通过基于人的认知可靠性模型(HCR)方法列出的操作员快速响应作为主要分析内容。若PSA的模型中显示某一人因事件含有需要事故后允许不干预要求时间之内进行干预的动作，则说明该人因事件所属事故的PSA计算模型中考虑了允许不干预要求时间之内的操作员干预动作的影响，则需将此事故定义为分析对象。

针对上述分析对象，使用下述两条原则进行筛选：

只考虑单一故障情况下的操纵员干预。即：若从事故发生开始至第一个操纵员干预动作之间，还存在其它系统或功能不可用的情况，则不考虑分析此事故；

不考虑事故进一步恶化已经进入超设计基准事故或严重事故处理的人因事件。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以M310机组的蒸汽发生器传热管断裂为例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。假设对M310机组的事故后允许不干预时间提出了30分钟的要求。

蒸汽发生器传热管断裂是III类事故，验收准则为向大气的放射性释放必须在限值范围内。

对该事故的操作员干预动作为隔离破损的蒸发器给水和蒸汽，包括辅助给水隔离阀，主蒸汽隔离阀，主蒸汽旁路隔离阀；停运高压安注和采用稳压器喷淋降低一回路压力。在考虑阀门行程时间、操作员操作之间的间隔以及确认时间等，事故后操作员干预的叠加时间T保守估计约为180s。

经事故分析表明，安注投运后约10分钟蒸发器出现满溢，放射性物质开始向大气释放。若30分钟后开手动干预(33分钟后干预动作完成)则向大气释放的放射性物质总量有超出限值的风险。因此从步骤一的角度，可将蒸发器传热管断裂事故列为操作员不干预敏感事故。

在PSA分析中，功率运行模式下的蒸发器传热管断裂事故分析的事件树中，有“平衡一二回路压力”操作员干预的人因事件，该人因事件将可能作为堆芯损毁路径上的事件之一。根据对该人因事件的HCR分析，操作员需要在事故后11～15分钟之内完成对破损蒸发器汽水隔离的操作。因此通过步骤二，可确认将蒸发器传热管断裂事故列为操作员不干预敏感事故。

以上步骤可以筛选出了操作员不干预的敏感事故，在此基础上可进行下一步的薄弱环节分析，改进机组对事故后的响应。基于以上的事故分析和人因事件分析，可分析得出影响30分钟之内操作员不干预的关键点在于无法平衡一、二回路之间压力导致的冷却剂向二回路长期泄漏，以及蒸发器满溢导致的放射性物质向环境大量释放。若想达到30分钟的操作员不干预要求，通过在设计方案上的改进对这几项薄弱环节进行完善。

本发明的筛选方法并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (5)

1.影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，包括如下步骤：

步骤一：采用事故分析确定论法，判断操作员在时间要求内干预是否为事故处理满足验收准则的必要条件，筛选出操作员不干预敏感事故；

步骤二：建立概率安全分析模型，在模型中分析是否有人因事件，筛选出操作员不干预的敏感事故。

2.如权利要求1所述的影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，其特征是：在步骤一中，首先确定事故类型及验收准则；然后分析操作员主要干预的内容，确定操作员不干预叠加时间；最后执行事故分析，判断操作员在时间要求内干预是否为事故处理满足验收准则的必要条件。

3.如权利要求1所述的影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，其特征是：在步骤二中，如果有人因事件，分析操作员的干预动作，获取成功准则及干预时间。

4.如权利要求2或3所述的影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，其特征是：综合分析步骤一和步骤二两种方法的结论，判断事故是否为操作员不干预的敏感事故，找出核电站机组设计的薄弱环节，提出改进项；如果是操作员干预的敏感事故，结束操作。

5.如权利要求4所述的影响操作员不干预时间敏感事故的筛选方法，其特征是：如果是操作员不干预的敏感事故，筛选出操作员不干预敏感事故清单。