新能源丨核电站叠加外部事件的识别与筛选
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外部事件指源于核电站外部的事件，直接或间接引发始发事件，并可能导致安全系统失效或操纵员失误，进而可能导致堆芯损坏或大量放射性释放，包括自然灾害和人为灾害。多种外部事件的叠加发生可能会影响电厂不同的功能，其叠加影响可能要远大于单一事件。例如，日本福岛核事故就在于地震及其引发的巨大海啸造成，它是继美国三里岛事故、前苏联切尔诺贝利事故后的又一严重核泄露事故。该事故促使各国强烈意识到开展外部事件叠加情况（或“叠加外部事件”）风险分析的重要性。通过外部事件叠加情况风险分析，可以识别核电站在应对外部事件叠加发生时的薄弱环节，从而提出相关的安全改进建议。而外部事件叠加情况的识别与筛选是开展外部事件叠加情况风险分析首先要完成的工作，它可以帮助核电站识别出具有重要影响的叠加外部事件，减少不必要的叠加外部事件风险分析。
目前国际上针对外部事件叠加情况的识别与筛选研究处于初期阶段，还没有相对明确和完善的方法来指导外部事件叠加情况的识别和筛选，而更多受限于专业人员的判断，且涉及专业范围较广。我国开展此项工作相对较晚，目前尚无正式发布相关的标准和导则。在此背景下，本文给出开展核电站外部事件叠加情况识别与筛选的方法流程，为国内同行的相关工作提供参考。
外部事件叠加情况识别与筛选流程
外部事件叠加情况的识别与筛选流程如图1所示。主要包括三个阶段：一是特定厂址外部事件清单：获得适用于特定厂址的外部事件清单；二是外部事件叠加情况的识别：识别出可能发生的所有外部事件叠加情况；三是外部事件叠加情况筛选：筛选出对核电站具有重要威胁的外部事件叠加情况。
在整个过程中，需要收集特定厂址的外部事件信息以及与之相关的数据、分析方法和经验反馈信息，特定厂址针对外部事件的设计基准和管理措施等。信息的收集越全面越好。必要时需要通过电站巡访进行信息收集和确认。
图1 外部事件叠加情况识别与筛选整体流程
特定厂址外部事件清单
特定厂址外部事件清单是整项工作的输入。特定厂址的外部事件清单可参考目标厂址已有的清单、其他电站清单、法规标准或导则中推荐的通用清单（如NUREG-2300、IAEA SSG-3）等。为避免不常见事件因为不在参考清单范围内被忽略，或目标厂址不适用的事件也包含在内，在此清单的基础上结合厂址信息和灾害特点，通过工程分析、电厂经验反馈、区域信息收集等方式进行补充和/或修改，最终得到适用于特定厂址的外部事件清单。
外部事件清单确定之后，要明确各事件定义范围，熟悉对电厂的功能影响。不同强度、不同种类外部事件对电厂影响不同，关注事件带来的主要影响即可。通常，对于造成以下影响的外部事件需要重点关注：
通过压力对厂房或构筑物结构破坏；
通过飞射物对厂房或构筑物结构破坏；
影响最终热阱；
影响通风系统；
丧失厂外电；
水淹；
火灾；
影响电气/仪控设备。
外部事件叠加情况识别
特定厂址外部事件种类多、数量大，若对清单中所有事件（N个）考虑叠加，则将有（2N-N-1）种叠加情况。鉴于同时发生三种及三种以上事件的概率比较低，仅考虑两种事件的叠加，此时有n×(n-1)/2中叠加情况，数目仍然较大。可根据一定的筛选准则筛除那些不参与叠加的外部事件，以减少后续进行筛选分析的外部事件叠加情况数目。当然，若外部事件数量不多，可以直接跳过识别过程。但若外部事件数量比较多，建议先筛除不参与叠加的事件。
目前，国内同行已经明确的用于核电站单一外部事件筛选的准则包括：
准则C1/危害性：该事件的潜在危害等同或小于电厂设计事件；
准则C2/频率：单个事件的发生频率比总体风险水平小两个量级；
准则C3/距离：该事件发生位置距电厂较远，不足以对电厂造成影响；
准则C4/被包含：该事件已经包含在另一事件的定义中；
准则C5/预警：该事件发展缓慢，并且可以证明有足够的时间排除危险源或者采取措施使电厂不会受到该事件的影响；
准则C6/适用性：该事件不适用于被分析的厂址。
某单一外部事件根据上述筛选准则被筛选掉，但与其他灾害的叠加可能对电厂影响较大，不能忽略，故上述筛选准则不一定都满足外部事件叠加情况识别过程。为避免遗漏重要的外部事件叠加情况，建议采用“C3/距离”、“C4/被包含”筛除无需进一步考虑叠加的外部事件。因为若某单一事件发生距离电厂较远，则它与其他事件的叠加效应也会因距离电厂远而忽略。另外，若某单一事件影响已被包含在其他事件中，为避免重复分析，也无需考虑它与其他事件的叠加情形对电厂的影响。
最后，对保留下来的外部事件考虑两两叠加，列出所有可能发生的外部事件叠加情况。
具体分析过程如图2所示。
图2 外部事件叠加情况识别流程
外部事件叠加筛选流程
目前，我国还没有明确的外部事件叠加情况筛选准则。通过调研国外相关工作报告以及国内相关工作经验反馈，提出以下外部事件叠加情况筛选准则，具体筛选过程如图3所示。通过对识别出的外部事件叠加情况进行如下筛选，即可获得对核电站具有严重影响的外部事件叠加情况。
图3 外部事件叠加情况筛选流程
准则M1：叠加外部事件中的事件之间不相关或互斥。
该条筛选准则适用于相互独立发生或互斥事件之间的叠加情况。此时参与叠加的外部事件同时发生概率很低或为零，无需考虑对电厂影响。例如：陨石撞击与其他事件的发生均无任何关联，同时发生概率很低；强风和雾不会同时发生，为互斥事件，同时发生概率几乎为零。
准则M2：叠加外部事件中的事件之间有相关性，且叠加事件影响由单个事件定义包含。
该条筛选准则适用于具有相关性的外部事件叠加情况，需要结合外部事件定义范围和对电厂的主要影响进行判断。通常多用于恶劣天气与人外灾害的叠加情况。例如：飞机坠落的发生频率中已经考虑了雾的影响，可根据M2筛除该叠加事件。
准则M3：叠加外部事件中的事件之间有相关性，且影响电厂相同，且叠加事件影响可由其中最为严重的单一事件包络。
该条筛选准则适用于具有相关性且影响电厂相同的外部事件的叠加情况。要掌握外部事件对电厂有哪些影响，并结合电厂设计特征和灾害特点判断叠加事件中哪一个事件的后果更为严重。由于对灾害认识水平有限，且涉及专业繁多，使用该筛选准则时需要由专家或电厂工作人员予以确认。
准则M4：叠加外部事件的发生频率远小于总体风险水平，至少小两个量级。
此条筛选准则需评估叠加外部事件的发生频率，但一般极端自然灾害发生频率的确定较困难。我国当前运行核电厂总体风险水平在10-5/堆年，若叠加外部事件发生频率小于10-7/年，则可根据M4筛掉。
准则C1~C5：单一外部事件筛选准则。
叠加事件整体上可看作一个事件，当叠加外部事件不能由以上四条准则筛除时，可以通过单一外部事件筛选准则进行筛选。例如：高气温和高水温的变化过程均较缓慢，且有预警性，它们的叠加情况可根据C5筛除。
以上所示筛选准则可以单独使用或多条筛选准则联合使用，顺序不分先后。但务必要保证筛选依据的合理和记录完整。
外部事件叠加情况识别与筛选是开展外部事件风险分析的第一步，而我国在该方面研究还处于起步阶段。在确定核电站面临叠加外部事件对不同影响和叠加筛选准则方面是叠加事件分析的难点，且没有相关的正式指导文件，更多地受限于专业人员的判断。本文提出了该项工作的一些见解，为国内同行相关工作提供参考。
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