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【設備技術(shù)改造與更新篇】福島核電站告訴我們什么？

2024-12-24 09:30設備大視野人氣：1

2011年3月11日，日本遭遇里氏9級大地震和海嘯襲擊，導致福島第一核電站發(fā)生核泄漏。時隔一年多，關(guān)于福島核泄漏事故的調(diào)查還在繼續(xù)，核事故的原因到底是什么，是地震太強還是核電站抗震能力太弱？與之相關(guān)的爭議從未停止。

2012年7月5日，日本國會福島核電站事故獨立調(diào)查委員會公布最終調(diào)查報告，首次將這起牽動全球的核泄漏事故定性為“人禍”，而非天災。報告稱，福島第一核電站的問題在東日本大地震發(fā)生之前就已經(jīng)存在。日本國會福島核事故獨立調(diào)查委員會發(fā)布最終調(diào)查報告，這已是該委員會在東京召開第20次會議匯總調(diào)查報告，最終調(diào)查報告共5冊，達641頁。報告指出，在3月11日那天，福島第一核電站已處于脆弱狀態(tài)，無法承受地震和海嘯沖擊，“盡管有機會采取措施，監(jiān)管機構(gòu)和東京電力公司（簡稱東電）管理層蓄意拖延決策，沒有及時采取措施”。日本東北部去年３月１１日遭遇強震，觸發(fā)海嘯，造成約2萬人失蹤或遇難。福島第一核電站多座反應堆外部供電中斷，冷卻系統(tǒng)難以運行，導致堆芯熔毀，引發(fā)輻射物質(zhì)泄漏。這一事件被確定為７級核電站事故，與前蘇聯(lián)，現(xiàn)在的烏克蘭切爾諾貝利核電站事故相當。

日本福島核電站——43年役齡的設備——第一代不夠安全的設計——日本人所慣有的“節(jié)省”——地震、海嘯——東京電力公司和日本政府不及時與不當?shù)奶幚怼谏w真相的企業(yè)和政府，最后導致危害全球的核事故。當我們從對遭受地震、海嘯重創(chuàng)的日本人民的同情中醒悟過來，引發(fā)出很多發(fā)人深省的思考。

一臺用了幾年尚能工作的家用空調(diào)，為了減少噪音擾鄰，為了節(jié)能低碳，我們還要果斷的淘汰更新，何況一座用了43年，已經(jīng)出現(xiàn)過多次意外，而這些危害是巨無霸、無國界，甚至波及全球的，卻不果斷的淘汰，這到底是什么道理？

日本東京電力公司這種“壓榨”式的設備利用和不當?shù)摹肮?jié)省”，其后果不但讓成千上萬日本人拿出高于其所得“利潤”成千上萬倍的代價來償還，而且還要讓全世界為之買單。這一切尚未結(jié)束，我們的買單時期恐怕五年、十年都不止。

天災不可料，但人禍卻是可以杜絕的，那就看我們?nèi)祟愂欠衲軌蚬餐聸Q心去杜絕。是否同心同德的為人類社會可持續(xù)的幸福而犧牲眼前的，地區(qū)的和局部的利益。

當我們在設備前期管理中還在為頻頻忽視設備的“壽命周期費用”現(xiàn)象而感慨時，一個更深刻、更時髦的創(chuàng)新術(shù)語隱隱而現(xiàn)，那就是“壽命周期代價”和“壽命周期風險”。對于安全危害重大的設備、設施，今后我們不僅要關(guān)注和評價其壽命周期費用，更要關(guān)注和評價其“壽命周期代價”或者“壽命周期風險”。

風險等于故障概率乘以故障后果。即使是存在很小的概率，如果延長服役其后果十分巨大，風險就變得不能容忍！也就是說，當故障風險超過某一閾值，我們就要果斷淘汰這些設備、設施，飛機如此，核電站如此，水壩如此、海上鉆井平臺如此，……

如果說BP公司在墨西哥灣的海底油管爆炸已經(jīng)給了人類一記重重的耳光，日本福島的核泄漏簡直就是給人類臂膀上的一刀。

提到壽命周期風險，首先要了解什么是風險。風險等于故障概率乘以故障后果。當故障風險超過0.5，就是不能容忍的風險。

故障概率可以由設備的浴盆曲線（故障率曲線）表示出來。故障后果則隨著故障發(fā)生后導致的損失大小而定。例如漏油是一種輕微后果，大量漏油可能是較嚴重后果，天然氣泄漏是嚴重后果，爆炸是更嚴重后果，核泄漏是十分嚴重后果。

當故障概率和故障后果均低于0.7時，故障風險低于0.49，即不足50%；當高于0.7時，后果急劇加大，迅速超過50%、60%。所以控制風險的概率節(jié)點和控制后果的節(jié)點都應該是0.7。這一點與帕累托的80/20分布律有所不同。我們稱為70/30分割律。也就是說，不能容忍風險的控制節(jié)點是概率和后果控制在0.7以內(nèi)。

依照70/30分割律，對于高風險設備，如飛機、核電站、高速列車、煉化裝置、航天飛船等，因為其故障后果十分嚴重，其最佳的淘汰時期應該是其壽命周期的0.7倍（與浴盆曲線的耗損故障期大概重疊）左右。假如核電站的設計壽命周期為40年，28年是其最佳的淘汰節(jié)點。日本福島核電站在這個理論淘汰節(jié)點的前后共發(fā)生9次核泄漏事件，只不過被東電公司給隱瞞或者大事化小了。雖然這樣的淘汰造成一定的經(jīng)濟損失，但可以使得其壽命周期風險大大降低。使用到其壽命周期末端，或者做延壽處理，無疑會大大增加風險。

依據(jù)此原理，我們回放福島核電站的泄露，其后果遠遠超過了其延壽創(chuàng)造的價值；2010年4月10日波蘭總統(tǒng)卡欽斯基乘坐的幾十年役齡的-154飛機在俄羅斯西部城市斯摩棱斯克機場墜毀?？偨y(tǒng)及其夫人、軍隊參謀長與副外長克萊默爾等一行87人在墜機事故中遇難。其后果，包括政治影響都超過了圖-154延壽創(chuàng)造的經(jīng)濟價值。歷史上還有大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)支持我們這一假說。

所有這些事件還給我們另外的啟示——設備的實際服役周期是需要依據(jù)風險而調(diào)整的。當風險急劇增大時，果斷縮短設備的服役周期，淘汰就是最佳的策略。延壽處理——對于風險較小的設備系統(tǒng)是可行的，對于風險巨大的系統(tǒng)是需要十分謹慎的。

筆者最近曾經(jīng)去中海油某分公司講學，了解到他們從某跨國公司收購來的若干海上平臺，很多都是70年代早期由IIAPCO開發(fā)，大量的平臺、壓力容器、閥門、旋轉(zhuǎn)設備、管線處于超期服役狀態(tài)。這無疑會加大了這些作業(yè)設施的故障風險。如果出現(xiàn)類似于BP公司的事件，將對公司的海外運營產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟沖擊。我和其總經(jīng)理的交談中明確提示他注意其海上油田的壽命周期風險管理。也想通過本文提醒中海油、中石化、中石油等所有收購跨國油氣項目的企業(yè)引起注意。如果海底資源豐富，仍有開采價值的平臺，可以通過改造更新投入來降低風險。如果蘊藏量不足，需要整體淘汰的平臺及其設施，建議及時出售給當?shù)仄髽I(yè)或者做報廢處理。

任何事物有優(yōu)點必然有缺點，真理與謬誤本來是一絲之差，悖論總蘊含其中。

壽命周期風險管理會不會錯殺無辜呢？當然有可能！風險是故障概率和故障后果的乘積。概率是不確定的量，而后果又分為有形的和無形的，或者是可以度量和難以度量的。經(jīng)濟損失可以度量，而信譽損失、環(huán)境危害往往難以度量。因此風險的計算結(jié)果往往存在不確定性。也就是說風險評估決策本身也存在一定風險。

盡管如此，風險管理的合理性是毋庸置疑的，基于風險的壽命周期管理是未來需要認真探索的新領(lǐng)域。

作者：李葆文