★ 中國核工業第五建設有限公司 劉文斌

關鍵詞：核電廠；運行階段；安全風險識別；分級管控

隨著核電裝機容量的不斷增大，傳統以事后分析為主的風險管理體系已經難以適應精細化安全管理的要求。在此背景下，需要建立起包含系統結構、設備狀態、運行行為和環境條件在內的完整的運行階段安全風險識別體系，并使用科學的風險分級判別和不同控制方式來實現提前發現并有效管控風險，從而提高核電廠運行的安全裕度，增強全過程的安全生產治理能力，支撐核電事業高質量發展。

1   核電廠運行階段安全風險識別方法

1.1   基于系統分解的風險源識別

以核電廠運行系統層級結構為切入點，將整個運行系統按功能邊界和管理單元分成系統、子系統、設備單元和操作環節，確定風險識別的范圍和目標，并根據核電廠運行工況和安全管理要求，確定需要重點分析的對象；再以系統分解的結果為依據，對各個子系統在運行時會遇到的結構缺陷、功能喪失以及接口不暢等問題進行逐一識別，并同時包含人員操作及管理活動中所產生出來的潛在風險。根據圖1流程， 對識別出的風險源進行風險評價，主要分析其發生的可能性以及后果的嚴重性，判斷是否屬于可以接受的風險。對超過可接受閾值的風險源，要采取改變運行參數、改進操作程序、加強技術防護等方法進行有針對性的風險控制，在控制措施落實后再進行一次風險判定，直到風險水平達到運行安全的要求為止。對經過評估處在可以接受的范圍之內的風險，納入持續監測和審查的機制，用運行數據來跟蹤、反饋狀態來達到動態控制的目的。

圖1   風險源識別流程

1.2   設備運行狀態異常風險識別

如圖2所示，應依靠運行監測系統來對重要設備參數的變化進行連續的監控，當發現超限波動時， 立即判斷出是設備異常并且啟動相應的響應程序， 立刻采取停運或降載等措施，防止異常狀態進一步擴大。隨后由設備責任人員對狀態進行核查并進行初步分析，根據異常特征將其分為可以快速消除的輕微異常和需要進一步檢修的復雜故障。對具備處理條件的異常，采取現場快速處置并進行狀態復核的方式；對不能立即處理的情況，采用專項分析確定故障機理、制訂針對性維修方案的方式來實施。維修完成后， 要對設備的運行狀態進行連續監測、驗證，確認達到穩定、可控的程度之后才能解除風險控制。該流程重視異常發現、分析、處置和驗證的閉環管理， 采用分級處置和持續監測的方式將設備狀態風險控制在可以接受的范圍之內， 有效減少了設備故障給核電廠運行安全帶來的影響[1]。

圖2 設備運行狀態異常風險識別流程

1.3   運行操作失誤風險識別

運行操作失誤風險識別時， 要將操作票、DCS/ PLC操作日志、報警記錄和工況邊界統一映射成可以核查的步驟清單，將高風險的動作作為重點監測的對象，然后對每一個步驟設定一個“期望狀態-允許偏差-超限處置”的規則，在識別時使用單一實時監測算法來量化操作過程的偏離。在操作過程中偏離超出允許范圍的即為異常，如式（1）所示：

其中，xt為時刻t的操作偏差觀測量，μ為同類任務在受控工況下的歷史平均偏差基準， 為歷史偏差標準差，zt表示當前操作相對基準的標準化偏離程度。該式將不同任務、不同量綱偏差統一在一個尺度上，便于班組、機組之間橫向比較并迅速找到“偏差突增”的步驟節點，如式（2）所示：

其中，st為時刻t的操作失誤風險累計指數， st- 1為上一時刻累計指數，λ∈(0,1]為更新系數， zt為上式得到的標準化偏離。對連續偏離用平滑累積的方法進行處理， 若st持續上升則觸發分級處置， 先暫停操作和口令復誦，強制交叉核對關鍵狀態，再實行二人復核和監護升級，最后轉入保守工況并復盤操作路徑，將單次小偏差和連續性失誤的趨勢區分，形成可以追溯、可以干預、可以降級的操作失誤風險識別和控制鏈條。

1.4   外部工況變化風險識別

應建立起外部工況參數清單，將影響到反應堆安全、輔助系統可用性以及廠用電穩定的變量進行連續的采集， 并用設置分級閾值的方式來達到風險的快速識別。當監測數據接近或超過預警區段時，立即發出運行風險提示，及時改變運行方式，比如降低功率水平、切換冷卻工況或加強設備巡檢的頻率等；當達到控制閾值時，就啟動相應的運行限制和應急準備措施，防止外部擾動傳入廠內系統。同時要增強外部工況同設備狀態、運行操作三者之間的聯動分析，依靠定期校核外部參數變化對系統安全裕度的影響來完成對風險的提前識別和主動控制[2]。下表1為外部工況變化風險識別關鍵參數。

表1 外部工況變化風險識別關鍵參數

2   核電廠運行階段安全風險分級管控方法

2.1   風險分級判定標準構建

將運行階段所發現的各種風險源統一映射到發生可能性和后果嚴重性的兩個判定維度上，并根據核電廠的安全運行邊界，對可以量化的指標進行細化，保證風險等級判斷有技術依據。根據發生可能性來分，需要對歷史運行數據、設備的可靠度記錄及運行操作偏差次數進行綜合判斷；對于后果嚴重性而言，主要從反應堆安全狀態、重要系統可用性和運行連續性等角度定論。隨后用標準化的風險分級矩陣將兩組指標組合進行判定，確定各種組合條件下的風險等級，為后續管控措施的配置提供直接依據。在實際使用過程中，應對運行狀態的變化以及經驗反饋及時修正分級區間，保證分級標準同機組的實際風險水平相適應，達到分級結果穩定、適用的目的[3]。

2.2   不同等級風險管控措施配置

根據低風險情況進行運行監控、程序化管理，用標準巡檢頻率和運行參數跟蹤來控制風險處在受控狀態。一般風險在常規監控的基礎上增加強度，即縮短監測周期，加大交叉檢查力度，提高運行記錄的復核精度，防止風險演變成大風險；高風險需要設置專項管控方案，確定責任人，采用運行方式變更、設備功能測試、操作審批強化等方式，必要時暫停機組運行工況；高風險的情況下會啟動嚴格的管控機制，實行功率下調、系統隔離或停機處理，同時開展技術論證與應急準備工作。根據風險等級與管控強度、技術措施和管理要求一一對應的方式，將風險控制資源精確投入到需要的地方，并提高運行階段的安全裕度。下表2為不同等級風險管控措施配置。

表2 不同等級風險管控措施配置

2.3   高等級風險重點管控機制

高等級風險重點管控，在運行階段發現的Ⅲ級以上風險要設立專門的強化管理通道，保證風險能及時得到控制。建立高等級風險清單制度，對涉及反應堆安全功能、重要系統可用性以及運行邊界的風險分別單獨建賬、專人負責并實時更新，確定每一項風險的技術責任人和管理責任人。在運行控制方面，對高等級的風險實行運行方式的剛性約束，用功率限制、系統工況調節或設備隔離等方式來減小風險發生的概率，并提高運行監測的密度，達到對關鍵參數實時跟蹤、異常趨勢提前預警的目的。在管理與決策方面要建立多層級會商制度，對于高等級風險的處置方案實行集體審議，防止單個崗位作出決定所造成的偏差，還要加強操作審批、過程監督，保證處置措施按照既定的要求去實施。風險處置完畢之后，還要進行專項復核，對風險消減效果、運行狀態恢復情況等進行驗證，將處置經驗及時反饋給風險識別和分級標準之中，形成持續改進的閉環[4]。

2.4   風險動態監測調整

風險動態監測調整中，先為各類風險分別設定可以被監測的關鍵指標集以及對應的基準區間，在運行過程中用固定的周期更新數據，用單一的實時監測算法來量化偏離程度，得到一條可追蹤的風險趨勢曲線。當趨勢接近閾值時提前發出調整建議，當趨勢超過閾值時直接進入升級處置通道，聯動調整監測頻率、運行方式和審批層級，在措施實施后繼續跟蹤驗證，直到風險回到可以接受的區間并且完成降級復核。為保證動態調整的穩定性，可采用指數加權移動平均（Exponentially Weighted Moving Average， EWMA）實現在線判別，如式（3）所示：

其中，xt為時刻t的風險指標觀測值，l為該指標在正常運行工況下的歷史平均基準， σ為歷史標準差， zt為標準化偏離值。該式將不同量綱的監測指標統一到同一個尺度上，便于將“偏離大小”直接映射到預警、控制閾值，進而支撐風險等級是否需要調整的快速判斷，如式（4）所示：

其中，st為時刻t的動態風險指數， st- 1為上一時刻動態風險指數，λ∈(0,1]為權重系數， zt為上式得到的標準化偏離值。以此對連續偏離進行平滑累積，若   持續上升則執行措施升級，若st連續回落并穩定在閾值下方則觸發措施降級，實現風險分級與管控力度隨工況變化的動態匹配[5]。

3   結束語

綜上所述，在核電裝機規模持續擴大的背景下，運行階段的安全風險具有來勢兇猛、變化快等特點，建立科學統一的風險識別和分級控制的方法體系，可以保證核安全。根據運行階段風險管理的要求， 對系統分解、設備狀態、運行操作、外部工況等各方面的風險進行識別，并在此基礎上建立風險分級判斷標準，配置差異化的管控措施，可以加強高等級風險的重點控制，同時采用動態監測和調整的方法，可以實現風險的全過程管理。

作者簡介：

劉文斌（1982-），男，山西臨汾人，工程師 ，學士，現就職于中國核工業第五建設有限公司，研究方向為核電安全管理。

參考文獻：

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[3] 王強, 張恩. 濱海核電冷源安全影響因素分析及預防[J]. 世界核地質科學, 2025, 42 (04) : 895 - 903.

[4] 郭志偉, 杜語聰, 王澤霖. 核電廠汽輪機安裝過程中的風險控制與良好實踐[J]. 綠葉, 2025, (Z2) : 30 - 35.

[5] 謝婧怡, 梅炳云, 周志貴. 基于核電高風險小支管安全風險保證體系的構建與實施[J]. 中國核電, 2025, 18 (03) : 376 - 381.

摘自《自動化博覽》2026年4月刊