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【设备技术改造与更新篇】福岛核电站告诉我们什么？

2024-12-24 09:30设备大视野人气：1

2011年3月11日，日本遭遇里氏9级大地震和海啸袭击，导致福岛第一核电站发生核泄漏。时隔一年多，关于福岛核泄漏事故的调查还在继续，核事故的原因到底是什么，是地震太强还是核电站抗震能力太弱？与之相关的争议从未停止。

2012年7月5日，日本国会福岛核电站事故独立调查委员会公布最终调查报告，首次将这起牵动全球的核泄漏事故定性为“人祸”，而非天灾。报告称，福岛第一核电站的问题在东日本大地震发生之前就已经存在。日本国会福岛核事故独立调查委员会发布最终调查报告，这已是该委员会在东京召开第20次会议汇总调查报告，最终调查报告共5册，达641页。报告指出，在3月11日那天，福岛第一核电站已处于脆弱状态，无法承受地震和海啸冲击，“尽管有机会采取措施，监管机构和东京电力公司（简称东电）管理层蓄意拖延决策，没有及时采取措施”。日本东北部去年３月１１日遭遇强震，触发海啸，造成约2万人失踪或遇难。福岛第一核电站多座反应堆外部供电中断，冷却系统难以运行，导致堆芯熔毁，引发辐射物质泄漏。这一事件被确定为７级核电站事故，与前苏联，现在的乌克兰切尔诺贝利核电站事故相当。

日本福岛核电站——43年役龄的设备——第一代不够安全的设计——日本人所惯有的“节省”——地震、海啸——东京电力公司和日本政府不及时与不当的处理——掩盖真相的企业和政府，最后导致危害全球的核事故。当我们从对遭受地震、海啸重创的日本人民的同情中醒悟过来，引发出很多发人深省的思考。

一台用了几年尚能工作的家用空调，为了减少噪音扰邻，为了节能低碳，我们还要果断的淘汰更新，何况一座用了43年，已经出现过多次意外，而这些危害是巨无霸、无国界，甚至波及全球的，却不果断的淘汰，这到底是什么道理？

日本东京电力公司这种“压榨”式的设备利用和不当的“节省”，其后果不但让成千上万日本人拿出高于其所得“利润”成千上万倍的代价来偿还，而且还要让全世界为之买单。这一切尚未结束，我们的买单时期恐怕五年、十年都不止。

天灾不可料，但人祸却是可以杜绝的，那就看我们人类是否能够共同下决心去杜绝。是否同心同德的为人类社会可持续的幸福而牺牲眼前的，地区的和局部的利益。

当我们在设备前期管理中还在为频频忽视设备的“寿命周期费用”现象而感慨时，一个更深刻、更时髦的创新术语隐隐而现，那就是“寿命周期代价”和“寿命周期风险”。对于安全危害重大的设备、设施，今后我们不仅要关注和评价其寿命周期费用，更要关注和评价其“寿命周期代价”或者“寿命周期风险”。

风险等于故障概率乘以故障后果。即使是存在很小的概率，如果延长服役其后果十分巨大，风险就变得不能容忍！也就是说，当故障风险超过某一阈值，我们就要果断淘汰这些设备、设施，飞机如此，核电站如此，水坝如此、海上钻井平台如此，……

如果说BP公司在墨西哥湾的海底油管爆炸已经给了人类一记重重的耳光，日本福岛的核泄漏简直就是给人类臂膀上的一刀。

提到寿命周期风险，首先要了解什么是风险。风险等于故障概率乘以故障后果。当故障风险超过0.5，就是不能容忍的风险。

故障概率可以由设备的浴盆曲线（故障率曲线）表示出来。故障后果则随着故障发生后导致的损失大小而定。例如漏油是一种轻微后果，大量漏油可能是较严重后果，天然气泄漏是严重后果，爆炸是更严重后果，核泄漏是十分严重后果。

当故障概率和故障后果均低于0.7时，故障风险低于0.49，即不足50%；当高于0.7时，后果急剧加大，迅速超过50%、60%。所以控制风险的概率节点和控制后果的节点都应该是0.7。这一点与帕累托的80/20分布律有所不同。我们称为70/30分割律。也就是说，不能容忍风险的控制节点是概率和后果控制在0.7以内。

依照70/30分割律，对于高风险设备，如飞机、核电站、高速列车、炼化装置、航天飞船等，因为其故障后果十分严重，其最佳的淘汰时期应该是其寿命周期的0.7倍（与浴盆曲线的耗损故障期大概重叠）左右。假如核电站的设计寿命周期为40年，28年是其最佳的淘汰节点。日本福岛核电站在这个理论淘汰节点的前后共发生9次核泄漏事件，只不过被东电公司给隐瞒或者大事化小了。虽然这样的淘汰造成一定的经济损失，但可以使得其寿命周期风险大大降低。使用到其寿命周期末端，或者做延寿处理，无疑会大大增加风险。

依据此原理，我们回放福岛核电站的泄露，其后果远远超过了其延寿创造的价值；2010年4月10日波兰总统卡钦斯基乘坐的几十年役龄的-154飞机在俄罗斯西部城市斯摩棱斯克机场坠毁。总统及其夫人、军队参谋长与副外长克莱默尔等一行87人在坠机事故中遇难。其后果，包括政治影响都超过了图-154延寿创造的经济价值。历史上还有大量的统计数据支持我们这一假说。

所有这些事件还给我们另外的启示——设备的实际服役周期是需要依据风险而调整的。当风险急剧增大时，果断缩短设备的服役周期，淘汰就是最佳的策略。延寿处理——对于风险较小的设备系统是可行的，对于风险巨大的系统是需要十分谨慎的。

笔者最近曾经去中海油某分公司讲学，了解到他们从某跨国公司收购来的若干海上平台，很多都是70年代早期由IIAPCO开发，大量的平台、压力容器、阀门、旋转设备、管线处于超期服役状态。这无疑会加大了这些作业设施的故障风险。如果出现类似于BP公司的事件，将对公司的海外运营产生巨大的经济冲击。我和其总经理的交谈中明确提示他注意其海上油田的寿命周期风险管理。也想通过本文提醒中海油、中石化、中石油等所有收购跨国油气项目的企业引起注意。如果海底资源丰富，仍有开采价值的平台，可以通过改造更新投入来降低风险。如果蕴藏量不足，需要整体淘汰的平台及其设施，建议及时出售给当地企业或者做报废处理。

任何事物有优点必然有缺点，真理与谬误本来是一丝之差，悖论总蕴含其中。

寿命周期风险管理会不会错杀无辜呢？当然有可能！风险是故障概率和故障后果的乘积。概率是不确定的量，而后果又分为有形的和无形的，或者是可以度量和难以度量的。经济损失可以度量，而信誉损失、环境危害往往难以度量。因此风险的计算结果往往存在不确定性。也就是说风险评估决策本身也存在一定风险。

尽管如此，风险管理的合理性是毋庸置疑的，基于风险的寿命周期管理是未来需要认真探索的新领域。

作者：李葆文