张丹
DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.023
摘 要：在核电厂核应急准备工作过程中，应急设施设备的冗余配备程度在法律法规层面没有一个全面可衡量的标准。因此本文提供了一种应急设施设备冗余度计算理论，以供核电厂应急响应管理部门在设施配备与采购过程进行参考。
关键词：核电厂 应急设施 冗余度 投入
中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（a）-0023-02
2016年11月7日，国家能源局发布电力发展“十三五”规划（2016-2020年），针对核电领域，提出“安全发展核电，推进沿海核电建设”的重点工作任务，要求“坚持安全发展核电的原则，加大自主核电示范工程建设力度，着力打造核心竞争力，加快推进沿海核电项目建设。”这是2011年日本福岛核电厂核事故后，我国对核能发展最新的规划要求，其对核电发展的基本前提是务必确保“安全”。应急准备作为核电厂确保核安全，多道屏障，纵深防御的最后一道屏障，其重要性不言而喻。因此，如何做好应急准备，特别是做好应急设施设备的应急准备显得尤为重要。
核电厂开展应急设施设备建设过程中，国家法律法规的强制性要求必须执行，同时还要综合考虑国家推荐性标准和其他同行电厂的经验反馈及内外部专家的改进建议。强制性要求是应急设施设备建设的骨架和脉络，而其他的推荐性要求和建议，是作为应急响应能力建设的短板提升、有益补充或锦上添花。同时我们应注意到，与能够很快见到直接收益的生产性投入相比，应急准备的日常性投入无直接可见收益，而且电厂的经营状况各异，对于电厂的决策者和执行者而言，将缺少一个量化可衡量的评价标准来决定在核应急准备领域资源投入程度。因此本文将试图通过将冗余度概念引入到核电厂应急设施设备的配备与采购决策过程，为核电厂应急设施设备资源投入的决策提供一个建议解决思路。
1 冗余度的相关定义与举例
1.1 相关定义
冗余安全度治理原则：为确保安全，在治理事故隐患时应考虑设置多道防线：即使发生有一两道防线无效，还有冗余的防线可用于控制事故隐患。
安全冗余：通常指通过多重备份来增加系统的可靠性，在电力系统中线路双重保护属于设备性冗余保障电网安全，倒闸操作双监护是通过制度性冗余来保障人身安全，增加系统的可靠性。
冗余设计分为工作冗余和后备冗余两种类型。工作冗余，指一种两个或两个以上的单位并行工作的并联模型，由各处单元同时工作且平均负担工作，因此工作能力有冗余，也可以叫做并联冗余。后备冗余，平时只需一个单位工作，另一个或几个单位是冗余的，用于待机备用，在正常工作单位不可用时启动，也可以叫做串联冗余，串联冗余类似于核电厂多道屏障的应用原理。核电厂应急设施设备的配备也应用后备冗余或者说串联冗余的配备方式。
核电厂多道屏障的设计思路，即是考虑，当发生核事故时，如果出现一道屏障发生故障不可用的情况，还可以有几道屏障来减缓核事故的维护，降低风险。而核应急准备作为最后一道屏障，仍有必要对其进一步进行深入和细化的研究，以充分考虑极端自然灾害或严重事故情况下，当出现部分应急设施设备不可用的情况，仍有足够的冗余设施设备来保障应急响应功能的可用和应急响应行动的实现。
1.2 应用案例
正面案例1：公路上发现一个坑洞，在坑洞修补完善前，为确保路过行人及时发现这个坑洞，既要设防护栏及警示牌，又要设照明及夜间警示红灯。
反面案例1：日本福岛核事故首先是外部电网断电，继而柴油发电机出现故障，阀门又失灵，最终出现核泄漏，多道安全屏障和安全设计层层突破，说明福岛核电站没有充分考虑到特大地震和海啸“组合拳”造成的危害，也就是说冗余度还不够或者说安全设施设计基准假设不够严谨。
待解决案例1：为防止发生严重地震，造成核电厂全厂失电的情况，需要考虑充足且多样化的通讯手段以保障通信联络的畅通，电厂已配备了行政电话、安全电话、独立的无线通讯系统和少量的卫星电话，这些通信設施的基本配置和冗余配备是否足够应对极端情况呢？
待解决案例2：核事故情况下，需要为核电厂的应急响应人员配备碘片，配备标准为每人每天1片，连续工作可连服3天，最长不超过10天。那么是按照一人1片、还是3片或者10片来配备呢？是否需要考虑外部支援人员的碘片呢？考虑有多少外部支援人员来到电厂呢？
2 冗余措施影响因素的分析
对于较易施行且投入又少的冗余设施很容易落实，例如坑洞警示设施，而对于已发生或事件发生后危害和损失很大的事件，则其改进行动的投入往往可以不计成本，例如日本福岛核事故后的改进措施。这两类事件基本都不需考虑冗余度的分析。而对于一些在发生概率上、损失程度上、成本投入上都不太明确的异常事件，则十分必要进行冗余度分析，并对各个影响因素进行逐个梳理，以确定哪些行动需进行必要的冗余配备，例如核应急碘片和通讯设施的冗余配备等。
冗余度分析主要的影响因素如下。
需要应对的异常事件发生后造成的损失（A）：突发事件造成损失的大小将影响应急响应资源投入的程度，后果影响越大越需要考虑冗余措施的投入，单位：RMB。
需要应对的异常事件发生的概率（B）：突发异常事件发生的概率将直接决定该类事件是否纳入应急设施配备的考虑当中，发生的概率越高越需要考虑应急设施，越需要考虑冗余程度，单位：%。
已采取的冗余措施弥补的损失（C）：针对假设的异常事件已采取的应急措施能够弥补的损失大小，单位：RMB。
拟采取的冗余措施弥补的损失（D）：拟采取的冗余措施能够弥补的损失大小，单位：RMB。
拟采取的冗余措施的投入（E）：拟采取的冗余措施所需的投入成本大小，单位：RMB。endprint
拟采取的冗余措施的收益比率（F）：拟采取的冗余措施对异常事件应对的贡献提升程度，单位：%。
拟采取的冗余措施的投入产出比（G）：拟采取的冗余措施的经济性指标，单位：%。
拟采取的冗余措施冗余度指标（S）：统计比较G和H的数值得到的综合收益，单位：%。
3 冗余度的计算
当明确了冗余度分析主要的影响因素之后，则通过如下三个计算公式来判断冗余设施投入是否合适：
公式一：拟采取的冗余措施的收益比率：
公式二：拟采取的冗余措施的投入产出比：
公式三：拟采取的冗余措施冗余度指标：，x和y为权重因子。
4 冗余度计算结果的应用
核电厂可根据生产经营状况的好坏以及冗余措施所带来的收益情况，选择不同的计算公式来进行冗余度计算，进而确定是否投入冗余措施，具体应用场景如下：
（1）应用场景一：当公司生产经营状况良好，盈余资金较多，且对每项拟投入的冗余措施的收益情况更为关注时，则优先使用公式一进行计算。
（2）应用场景二：当公司生产经营状况一般，而各项冗余措施的收益比率差不多时，则优先采用公式二进行评估计算。
（3）应用场景三：当公司对于拟采取的冗余措施所带来的收益比率和经济性都十分关注时，则需同时进行公式一和公式二的计算，并引入适当的权重因子，以公式三的最終结果来衡量是否采用该冗余措施。
5 结语
安全与危险在同一事物中是相互对立、相互依赖而存在的，不会存在绝对的安全或危险。要想保持生产的安全状态，就必须采取多重措施，以冗余度理念来预防，把危险因素限制在可控的范围内。采用冗余度分析之后，能得出定量的分析结果，有助于应急设施设备投入有效落地，以进一步提高核电厂的应急响应水平。本文仅供核电厂进行核应急响应设施设备投入时作为决策参考。
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