经合组织核能机构发布修订版《核设施地震概率安全评估》报告

2021-11-10 11:32  来源:中核战略规划研究总院    核设施  经合组织核能机构  核电厂  核安全

经合组织核能机构风险评估工作组2021年10月7日发布《第18号技术意见文件:核设施地震概率安全评估》。自2002年该工作组发布《第2号技术意见文件:核设施地震概率安全评估》以来,地震概率安全评估领域的研究已取得重大进展。


经合组织核能机构风险评估工作组2021年10月7日发布《第18号技术意见文件:核设施地震概率安全评估》。自2002年该工作组发布《第2号技术意见文件:核设施地震概率安全评估》以来,地震概率安全评估领域的研究已取得重大进展。因此,工作组有关专家对这一技术意见文件进行了修订,旨在对安全评估工作的主要内容进行介绍,明确当前核设施地震概率安全评估(SPSA)工作的进展情况,并优化现有评估技术,进而为各国安全评估工作的开展提供支持。

地震概率安全评估方法主要由三个部分组成,即地震危险性概率分析(PSHA)、易损性分析(FA)和地震概率安全评估模型的开发。三个部分的关系如下:

地震危险性概率分析是一种用于评估指定厂址在未来一段时间内发生不同水平地震动的超越概率的方法。地震的位置、规模和地面震动水平存在很大的不确定性。地震危险性概率分析方法对这些不确定性进行量化,以便对现场地面运动做出真实描述。

易损性分析的目的是估算地震发生时结构、系统和部件的失效概率,其失效可能造成的风险将被量化并纳入到地震概率安全评估结果中。获取易损性函数参数的方法多种多样,但运用不同方法所需要付出的努力大不相同。在实践中,对于给定的结构、系统和部件,所选择的方法要根据这些结构、系统和部件的重要性以及比保守方法更为现实的估算方法所产生的预期效益来决定。自20世纪90年代中期以来,地震响应概率分析(SRA)的应用取得了重大进展,这提高了计算结构响应的可行性。

地震概率安全评估模型可以对由地面运动引起的事件序列进行全面建模,并对相关风险(包括不确定性)进行量化。一般来说,这一模型是使用现有的内部事件概率安全评估模型开发的,包含地震危险性概率分析和易损性分析的结果。

报告就地震概率安全评估方法的三个组成部分及其应用提出了下述技术意见:

多个国家已将地震概率安全评估方法用于风险依据决策,这表明地震概率安全评估方法已经足够成熟,可以用于分析地震可能导致的堆芯损坏事故和放射性释放的风险。

由于自然界的随机性和可用数据——尤其是灾害风险数据——的有限性,任何地震评估(从事实方面看)都存在很大的不确定性。地震概率安全评估方法提供了一个系统框架,用于明确追踪和量化这些不确定性及其影响,而不是进行含糊处理甚至忽略它们。这也是该方法的主要优势之一。

通过易损性分析方法,研究人员可对核电机组的结构、系统和部件的抗震能力进行系统地分析。此外,通过易损性分析,研究人员或将找到能够提升核电厂抗震能力的具有较高经济性的措施。

地震概率安全评估结果对于寻找降低核电厂安全风险的有效措施而言至关重要。例如,当出现与先前评估结果明显不同的地震危害时,地震概率安全评估方法可对核电厂安全进行再评估,从而判断该危害对核电厂安全的影响,并确定最有效的安全提升措施。

在处理与地震的位置、大小和地震动水平相关的巨大不确定性时,存在地震风险的地区广泛采用地震危险性分析高级委员会的地震危险性概率分析方法。在过去的十年中,这些地区基于经验制订了实施指南,并以此对委员会的初始方法进行了补充。

持续的研究旨在更好地理解地震评估方法,并在可能的情况下减少其不确定性。然而,考虑到自然界的随机性和收集数据(尤其是危害性数据)的局限性,巨大的不确定性仍将是评估方法中切实存在的问题。

地震概率安全评估方法面临下述挑战:

在欧洲等内陆板块地区,预估最大震级对地震危险性概率分析而言尤其具有挑战性;就地震目录中记录的地震波来看,在这些地区中,大地震很少发生,且地震往往发生在先前未识别的活动断层上。

尽管可以进行特定场景的地震人因可靠性量化分析,但大量的未知因素——如电厂状态、非安全相关部件的多重故障引起的干扰、主控制室中仍然可用的指示等——使得这一量化过程复杂且具有挑战性。解决此问题的一种常见做法是修改由内部事件概率安全评估造成的人为错误概率。

市场上很少有公司和专家接受过地震危险性概率分析或易损性分析方面的培训并拥有相关经验。

与地震概率安全评估水平相关的限制性因素包括:

地震动预测方程(GMPE)是地震风险评估中一个非常敏感的问题。欧洲大部分地区的仪器强震记录数量有限,很难基于经验推导出衰减关系。

传统的地震危险性概率分析严重依赖根据地震数据简短记录推断出的极低发生概率,这是进行概率安全评估时需要输入的参数。

必须指出的是,上述挑战和限制中,绝大多数并非地震概率安全评估方法所特有的。相反,这些是所有地震安全性评估方法固有的挑战和限制。

认识并解决评估工作的不确定性和局限性是极为重要的,这是因为许多国家选择通过风险依据决策对监管框架进行完善,而概率安全评估方法目前被广泛应用于风险依据决策过程中。

总体而言,如果考虑进行地震概率安全评估,那么在风险依据决策中使用概率安全评估方法是有意义且全面的。尽管一些国家仍在探讨地震概率安全评估方法的成熟度和可行性,但是不可否认的是,这一方法为合适的核电厂快速解决方案和备用方案的制订、以及全球核电厂安全性的提升提供了强有力的支持。

(中核战略规划研究总院 李晨曦)

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。

维度网

深圳核博会

中国核电网


推荐阅读