核电厂应急演习情景库研究与开发

朱晓军 1 赵飞 2 黄立 3

大亚湾核电运营管理有限责任公司

摘要：大亚湾核电自商运至今已有20多年的历史，有着长期而丰富的开展场内综合应急演习的实践和经验。为了响应国家核安全监管部门进一步提高应急演习专业化水平的要求，提升演习的实战性、针对性和检验性，持续提升电厂应急响应实战能力，大亚湾核电开展了演习情景库的研究与开发工作。

关键词：核电厂 应急演习 情景库

1. 现状分析

核电厂核应急演习的情景及设计文件的准备，对演习的顺利实施以及演习目的的实现起着至关重要的作用。而目前在演习情景及演习文件的设计准备方面，尚无具体可操作的法规导则和标准。

以往，新建核电厂核应急演习往往采用按提前写好的脚本开展演习的方式，正式演习前往往还会进行预演。目前大亚湾的演习已经由相对粗放的“过程引导，自由响应”阶段发展到相对完善的“过程引导，自主响应”的实战演习的新阶段，这就意味着参演人员事先对演习内容不知情，更能检验应急人员实战能力。演习时除了模拟机提供的机组状态与参数之外，演习中还需要根据演习设计适时向参演人员提供机组设备故障模式与应急抢修进展、环境辐射监测数据、气象条件、集合人数、撤离车辆、公众信息、突发事件等各种信息，否则参演人员将无法开展预期响应，演习也就无法正常开展。这样就对演习的设计和组织提出了更高的要求。因此，建立一套演习情景库，对提升演习的质量和提高演习的实战性具有非常重要的意义。

2. 情景库开发基本原则

1. 完整性

a) 应涉及不同应急状态的组合

b) 应急初始条件应包括应急状态分级中的四个识别类（R、F、H、S）

c) 事故类型应考虑设计基准事故及严重事故

d) 情景库预期响应行动应涉及电厂场内核应急预案中的所有应急响应功能

2) 针对性

a) 针对大亚湾、岭澳一期和岭澳二期核电厂机组技术特性，考虑电厂实际可能发生的各类核应急事件（事故），或参考国内外实际已经发生的核应急事件（事故）

b) 针对大亚湾核电基地特定条件

c) 针对场内应急组织响应模式

3、 情景库开发基本要求

1）目标明确

应根据电厂场内核应急预案涉及的应急响应功能确定明确的检验目标，针对检验目标设定相应的演习情景。

2）合理性

事故发展应符合核电厂机组技术特性，具有一定的合理性。

3）安全性

演习情景应充分考虑参加人员在演习期间的人身安全以及机组的运行安全，不能影响机组运行安全，不能有较大人身安全风险。

4）可模拟性

应充分考虑演习情景的可模拟性，尽可能考虑那些模拟机上能够实现的事件（事故）。

5）可操作性

演习情景应具有较强可操作性，便于开展应急演习的准备及实施。

4、 情景库开发考虑的典型事故类型

基于最终安全分析报告以及概率安全分析，可考虑以下事故及其叠加，尤其是主蒸汽管道破裂叠加蒸汽发生器传热管破裂事故（SGTR）及一回路小破口（LOCA）叠加低压安注失效。结合福岛事故反馈，还应考虑乏池冷却丧失事故。

1) 一回路破口

2) 蒸汽发生器传热管破裂

3) 丧失外电源

4) 丧失给水

5) 丧失热阱

6) 主蒸汽管破口

7) 安注或安全壳喷淋的丧失

8) 乏池冷却丧失

5、情景库内容要素

情景库可分以下模块进行编制开发：

1. 演习目的模块

2. 演习情景模块

a) 事故情景模块，即事故随时间的发展序列及相关的系统设备状态（含初始条件）

b) 预期响应行动模块

c) 关键监控点模块（包括监控纠偏、演习输入及模拟机控制）

3) 演习输入模块

4) 演习评估模块

根据事故情景，列出对应的演习目的、预期响应，并确定需要的监控纠偏、演习输入项目，即可形成演习情景大纲。

针对需要的演习输入项目，结合演习需要，参考演习输入模块可制作出演习所需的模拟数据和信息提示单。

根据演习目的针对的应急响应功能，参考演习评估模块，即可编制形成演习评估单。

5.1 演习目的模块

由于是针对检验性演习，演习的目的主要是检验两个方面：1）检验电厂场内核应急预案及应急响应程序的适用性；2）检验应急组织的启动与响应能力。

演习情景库列出的演习目的应基本涵盖所有演习的需要，即涉及所有应急响应功能。

示例：

5.2 演习情景模块

1）事故情景模块

事故情况模块主要提供事故发展的序列及故障等情况。

依据最终安全分析报告以及概率安全分析等电站技术文件，给出事故情景的主要事故序列，分析论证事故情景的合理性、现实性和可实施性。

下表以LOCA事故为例：

2）预期响应行动模块

为了方便针对事故情景给出预期的应急响应行动，本模块尽可能列出各应急组在不同应急状态下的关键应急响应行动。

示例：

3）关键监控点模块

确定关键监控点，主要有三个目的：1）在演习偏离预期时及时予以纠正，保证演习按计划顺利进行；2)通过必要的演习输入，向相关应急人员提供演习设定的数据、信息，或触发相关应急人员执行预期的应急响应行动；3）通过模拟机控制引导事故发展。

示例：

综合以上模块即可形成开展一次演习所需要的一整套演习情景。

5.3 演习输入模块

该模块主要是为演习输入提供具体的信息，一方面是针对事故情景向相关应急人员给出与事故情景发展和应急状态阶段相匹配的KRT监测数据、场内辐射监测数据、环境监测数据、气象参数等演习数据，另一方面是引入一些需要响应的事件（如火警事件、撤离车辆不足等）。

辐射监测相关演习数据分有无放射性释放分两类进行模拟。涉及辐射释放的事故情景，辐射监测相关演习数据模的模拟应根据应急初始条件和应急行动水平中R类（异常辐射水平/放射性流出物释放初始条件和应急行动水平）的各类条件判据数值，结合事故序列发展，模拟计算给出相应的演习模拟数据。

5.4 演习评估模块

演习评估模块，结合演习目的模块中所有应急响应功能对应的考核点，列出考核点具体的判断依据。

使用时，根据具体设定的演习目的确定需要的评价标准，制作评估单。评估时可在评估单上做必要的补充记录。

评估单示例如下：

6、 演习情景库开发实施

所有模块中，演习目的模块、预期响应模块、关键监控点模块、演习输入模块、演习评估模块，可考虑统一集中编制。

事故情景根据选取的事故类型分别进行编制，并编制设备故障及模拟机控制要求，在模拟机上进行验证。

在以上各模块素材的基础上，可汇总形成演习情景库，并在后续工作不断补充完善。

工作可分3个层面开展：

1) 可先以LOCA事故进行编制一套完整的情景

2) 编制LOCA事故情景，以及设备故障及制模拟机控制要求，并在模拟机上进行验证。

3) 编制演习目的、预期响应、关键监控点、演习输入、演习评估内容

4) 在此基础上，编制其他类型事故或事故叠加的演习情景

5) 编制各类事故情景，以及设备故障及制模拟机控制要求，并在模拟机上进行验证。

6) 编制演习目的、预期响应、关键监控点、演习输入、演习评估内容

7) 汇总各演习情景子模块，形成演习情景库。

7、 结束语及展望

通过核电厂核应急演习的情景库研究与开发工作，实现了演习时演习情景的随机抽取，增强了核应急演习的实效性、检验性和针对性，提高了核应急管理现代化水平和应急实战能力。为未来开发演习情景设计系统奠定了坚实基础，也向国内外核电同行提供了重要经验。

参考文献：

【1】核安全法规HAF002，核电厂核事故应急管理条例，国务院

【2】国核应委[2015]7号，核应急演习管理规定，国家核事故应急协调委员会

【3】国家标准GB/T17680.12-2008，核电厂应急计划与准备准则 第 12部分：核应急练习与演习的计划、准备、实施与评估

【4】核安全导则HAD002/01-2019，核动力厂营运单位的应急准备和应急响应，国家核安全局