核电厂运行安全管理探讨
DOI: 10.12721/ccn.2021.157021, PDF, 下载: 250  浏览: 2508 
作者: 林镇国
作者单位: 福建福清核电有限公司,福建福清,350318
关键词: 核电站;操作安全;措施
摘要: 安全是核能发展的生命线。聚变堆是我国核能发展三步走战略的最终形式,其安全性是使其区别于传统核电的核心特征之一。聚变反应堆的物理特性决定了其基本安全功能需要集中在放射性物质的控制上,而不是反应性控制和废热散发等问题上。这是其核心安全优势。本文以我国的聚变工程试验堆(CFETR)为例,分析聚变反应堆涉及的核安全问题。 CFETR在设计过程中非常重视核安全,并且已经进行了许多研究工作,从最高的监管标准和安全要求到最低的特定定量评估。研究表明,CFETR的发展在核安全方面是乐观的,并且可以保证未来聚变反应堆的核安全。

引言

电力系统分为五个环节:发电,输电,变电,配电和用电。作为电力系统的第一环节,发电厂将各种形式的能源(例如热能,风能,水能和核能)转换为电能。系统的基础和关键。以水电站为例。它从河流或其他水库的高处汲水,利用水压或流苏推动水轮机的旋转,将重力势能和动能转换为机械能,然后水轮机带动发电机旋转,从而转化为水机械能转化为电能。发电厂在发电和输电过程中离不开工业控制系统(简称工业控制系统)。工业控制系统在能量转换过程中收集压力,温度,流量,液位,开关,电压,电流等的状态和数据,根据发电厂设备的状态控制现场设备执行动作以确保电厂发电和输电的安全性和稳定性。工业控制系统在发电厂的发电和输电中起着至关重要的作用。随着智能电网和网络物理技术的深度集成,电力工业控制系统面临着来自电力系统内部和外部的更加复杂的网络安全威胁。对电力工业控制系统的一系列攻击,例如伊朗核电厂的Stuxnet病毒和乌克兰电厂的BlackEnergy病毒攻击,表明对电力工业控制系统的攻击具有攻击程度高,隐蔽性强,持续时间长的特点。以及国家部队的介入。物理隔离和边界保护很难有效地防止网络攻击。对电力工业控制系统的攻击将直接危害现场发电设备的运行,并造成巨大的人员和经济威胁。

1核电站运行安全管理问题

1.1电厂工业控制系统安全问题

从工业控制系统的构成的角度来看,工业控制系统是IT(信息技术)和OT(运营技术)的组合。电厂工业控制系统既包括传统的网络协议,软件和操作系统,也包括专门的工业控制协议,设备,SCADA系统等。电厂工业控制系统中的漏洞包括传统漏洞和工业控制漏洞。传统漏洞包括典型的网络协议漏洞,数据库漏洞,应用软件漏洞,操作系统漏洞等。传统漏洞可能会导致诸如拒绝服务,信息泄漏和特权提升之类的问题。特别是数据库漏洞也可能导致电厂关键生产数据的泄漏。工业控制漏洞涉及工业控制协议,配置软件,设备固件,软件供应链和配置管理。工业控制协议漏洞主要是由电厂或编码过程中常见的工业控制协议(例如IEC104,IEC103,IEC61850,DNP3等)中的安全性问题引起的;组态软件和工业控制设备固件漏洞的原因相似,因此很难快速更新组态软件和工业控制设备。解决的问题;软件供应链主要是由于在工业控制软件和固件的设计和实现中使用了易受攻击的第三方库;配置管理漏洞是由于管理不善或技术技能有限所致,这可能导致工业控制设备和安全设备的存在。配置错误使攻击者能够使用配置错误来绕过安全保护或验证。

1.2安全威胁分析

加强网络安全技能和管理,促进自主可控设备的研发,可以在一定程度上解决管理漏洞和供应链安全问题。但是,自主可控并不意味着安全,安全保护仍然是电厂工业控制系统中亟待解决的问题。传统的边境保护和被动保护很难应对电厂目前面临的安全威胁。通过有限的漏洞扫描,防火墙,入侵检测以及其他非核心业务漏洞扫描,白名单过滤和旁路监视机制,它们只能在一定程度上处理通用网络。基于0天攻击和APT攻击,仍然难以有效应对攻击。同时,对于已发现的安全威胁(例如系统漏洞),由于补救措施可能会对生产业务产生影响,因此难以快速有效地部署对策。同时,由于电厂的工业控制系统与实际的发电业务直接相关,因此对工业控制系统的实时性和稳定性提出了很高的要求。过多的通信延迟或通信数据丢失可能会对电厂造成不可预测的影响。因此,难以在现有的电厂工业控制系统上部署复杂的安全保护系统。

2核电厂运行安全管理策略

2.1CFETR

核安全设计概念经过对聚变反应堆的多年研究,已经表明聚变反应堆在核安全方面具有显着的优势,需要对这些优势进行分析和证明。作为大型核设施,CFETR必须经过核安全审查和项目批准。但是,审查标准需要根据聚变反应堆的安全特性而不是传统裂变反应堆的要求来执行。在设计,聚变方面,必须以定量方式明确表达核安全的性质,并需要通过对源项目进行定量分析,对事故进行分析和评估以及对环境影响进行评估的方式给出答案。通过这些定量评估结果,有可能消除核聚变反应堆安全性的各个方面,为核能工业进入新时代奠定良好的科学技术基础和社会环境。基于上述考虑,在CFETR的核安全系统研究主题设定中,根据从顶级法规核安全到底层源项目以及事故分析和环境影响评估的辅助研究,以及特定相关系统的安全设计,给出CFETR的总体核安全情况。

2.2核泄漏综合监测与控制

为了全面监测和控制核泄漏安全问题,确保核电厂安全稳定运行,有必要运用先进技术充分掌握设备的各种运行状况,获取所有有效信息,并通过分析判断,找出是否存在核泄漏和核泄漏。辐射安全风险。目前,物联网系统与核发电管理相结合有助于准确获取核电厂运行信息,并通过信息分析了解是否存在潜在的安全隐患。物联网是将信息感知,传输,识别,分析,测量和控制等功能连接到互联网平台,以达到智能信息识别和管理的目的。从宏观的角度来看,物联网的特征体现在三个方面:全面感知,可靠性交付和良好的设施处理。物联网的层次结构主要分为三层,即应用层,网络层和感知层。应用程序层的主要功能是智能应用程序,环境监控和工业监控功能。网络层的三个主要功能是信息识别,信息转换和通信网络功能;感知层配备了传感器技术和短距离传输网络功能。在信息时代,物联网技术在世界范围内用于交换信息和完成各种通信活动。从技术集成的角度来看,物联网的集成技术结合了信息感知,信息识别,信息传输,信息分析,信息测控技术的优势。物联网技术在核电厂安全运行和管理中的全面应用可以在第一时间感知核电系统设备的运行状况是否安全,并及时将信息传输到安全管理系统,整个系统将发出指示。此外,目前许多核电厂都具有针对整个系统的全面安全管理功能。从根本上讲,核电厂安全管理系统平台是应急管理系统,主要由地理信息系统,三维建模工具和数据库系统组成。其中,GIS(地理信息系统,地理信息系统)是一种存储,分析,显示和管理地理空间数据信息的软件。该系统的主要功能包括空间数据的可视化,数据信息的存储和空间分析。该系统可用于核电站应急系统中,对核电站的安全运行进行全面监控和分析,并及时发现潜在的危险因素,尤其是核泄漏。 SketchUp是三维建模工具,是一套3D绘图软件,可以驱动核电站的应急系统构建完整的三维模型,并通过模型分析了解核电站的运行状态。而且,SketchUp具有丰富的网络模型资源,工作人员可以根据实际需要选择直接调用,插入和修改3D模型。目前,核电站应急系统主要包括空间数据库,模型数据库和基础数据库三种数据库——。这三个数据库具有不同的功能,并且彼此交互,以便全面监视核电厂的运行状态并判断是否存在核泄漏问题。

结论

如果新的冠状肺炎流行的影响继续存在,监管机构需要考虑在流行期间的实践中学习,并思考在流行后的未来建立新常态的方法。核工业对这种流行病的反应应用了许多技术和组织方法上的创新,以不断提高和提高核安全监管水平。在新的冠状肺炎流行之后,保持社会稳定非常重要。新的王冠流行再次证明,核能作为一种低碳经济,在新的王冠流行期间为满足电力供应发挥了重要作用。作为监管机构,核安全应始终放在首位,在监督中发挥良好作用,维护核能的稳定性和安全性,并积极应对流行后时期的疫情和挑战。

参考文献

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