三哩岛事件中运行人员人为干预错误分析

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摘要：三哩岛核事故具有重要的研究价值，文中对事件中人为干预失误进行了后果分析和原因追溯。根据各因素对事件的影响，在参数设置、人员培训、训练模拟器发展和规程预案建设方面提出了几点建议。

关键词：三哩岛核事故 人为干预 原因追溯 后果分析 模拟器训练 反应堆安全运行

三哩岛核事故暴露出了该反应堆在安全设计、电站管理、机构监管、控制室布置、操作规程、事故预案、运行人行员操作和培训等多方面的问题。事后的研究对压水堆技术的提高、核安全水平的提升起到了重要的促进作用。运行人员的干预是反应堆安全运行链条的最后一环，对事件的发展和进程有着重要影响。对运行人员人为干预进行研究，对系统的安全设计和运行人员核安全素质提高具有重要意义。

一、三哩岛核事件中人为干预错误

三哩岛核事故是由机械故障引起，由于运行人员一系列干预错误导致后果不断恶化，最终造成堆芯熔化、大量放射性物质外泄的严重核事故。三哩岛事件中运行人员对紧急情况进行了一系列人为干预，十三次干预对事件的进程和危害后果产生了重要影响。

由上表，运行人员一系列重要的干预事件中，1、3、6、7、9、12、13六次人为干预对事件进程的影响是积极的。而2、4.5、8、10、11，对事件进程的影响是负面的，属于严重的人为干预错误。而3、8虽缓解了热阱丧失事故与失水事故，对防止事故危害后果的进一步扩大起到了重要作用，但时间上严重滞后，错过了事件处理的最佳时机，属于延误性失误。更应注意的问题是，在堆芯温度失控、冷却剂沸腾的情况下，应急冷却系统始终未投入。

二、人为干预的性质和后果分析

三哩岛事件中，运行人员几乎是不加思考的进行紧急情况处理，就如平时训练的一样。事件处理的一系列干预错误中，六个错误操作，两个属于严重的延误问题，还有一个没有实施。

1、延误关闭释放阀管路上的截止阀问题很严重。延误时间达2小时20分钟，造成冷却却剂大量流失，系统压力快速下降，冷却剂饱和沸腾和堆芯发生。

2、打开释放放阀前的截止阀。这是一个致命错误，在冷却剂已经大量流失，压力大幅下降的情况，释放阀再次被打开两个多小时，使堆芯长期，造成堆内冷却剂的彻底汽化，最终导致了熔堆事故。

3、打开备用给水泵的截止阀，在延误的8分钟时间里，蒸汽发生器干涸，造成了失冷事故，一回路超压，引发释放阀自动泄压；加上释放阀不回座机械故障的叠加，造成了大量失水事故。

4、停止高压注入泵。整个过程中两次停止高压注入泵，调小注入流量。使得流失的冷却剂得不到足够的补充，加快了堆芯和熔堆事件发生。

5、停止冷却剂泵，堆芯内的冷却剂失去搅拌，热量在局部聚积，温度快速升高。停止所有冷却剂泵后十分钟内，堆出口的温度指示就超出了测量范围。

6、未投入冷却系统。汽轮发电机停止工作，堆芯温度快速上升的情况下，投入冷却系统是导出堆芯余热和防止温度升高的最佳选择。运行人员不做为，使得堆芯温度的上升无法得到控制。

三、错误干预前因追溯

1、关闭释放阀截止阀迟误，直接原因是运行人员一直未发现释放阀发生机械故障。运行人员可应当由四个方面现象意识到释放阀故障问题。1.系统的压力表指示；客观上是控制台仪表太多，布置不合理和仪表信号处理和指示严重滞后事件的进程。主观上有运行人员核安全素质不够，忽略了稳压器压力这个至关重要的参数。2.泄压管路超温报警信号；客观上之前曾多次发生过微量泄露导致的泄压管路超温报警；主观上是运行人员将超温报警错误理解成释放阀打开引起温度报警的延续。3.在设计上只有阀门应处的位置指示灯，而没有实际阀位指示。4.没有及时发现安全壳地坑里的水位连续上升，主要是就地岗位没有人值守，控制室里安全壳地坑水位信号被过多的信息所淹没。

2、错误打开释放阀前的截止阀。主要原因是缺乏科学可行的事故处理预案和科学的干预准则。

3、停止高压注入泵和调小注入流量。稳压器水位表假水位指示引起的误判是主因，之前高压注入泵误启动事件是诱因。模拟器训练强中，要求稳压器必须保持足够的汽腔以实现调节功能力；而模拟器训练的仿真与实际差别较大，另外缺乏科学合理的运行人员对异常情况和事故工况的干预准则和处理预案。

4、延迟打开备用给水泵截止阀。除了仪表太多，布置不合理的原因外，还有指示灯故障未及时修理，以及标签遮盖的问题。

5、停止所有冷却剂泵。在冷却剂已经大量汽化，发生烈震动的情况下，防止冷却剂发生严重故障停止其运行有其合理性。问题是紧急情况下安全保证的优先级的运用上的错误。很明显，压力容器及堆内构件安全的优先级要高于冷却剂泵，至少要保证一台运行对堆芯冷却剂进行搅拌。

6、运行人员一直未投入应急冷却系统的原因，从很多资料无法考证。据其他错误干预的进行推断，可能归为以下几方面：处理预案问题，模拟器训练问题，运行人员对干预措施和准则的掌握情况。

四、事件经验教训及建议

通过对人为干预失误的后果推导与前因追溯，反应堆安全设计、仪表仪表的和自动控制系统的可靠性、操纵台布置、运行人员训练和运行规程处理预案的建设等方面的问题清楚呈现出来。事故后很多方面进行了改进，以下几个方面仍需进行改进。

1.按照参量对反应堆安全运行影响程度进行等级分类，对级别高的仪表进行突出设计，并对重要的设计限值进行突出标注，增强直观性。

2.释放阀后进行流量或压差监测，提示阀门的开关；弥补温度监测首次排放后恢复的延迟和滞后。

3.增设稳压器与堆出口温度差表，对堆内冷却剂的过冷度进行指示，实现对压力容器内冷却剂状态的监测和沸腾安全裕度的监测。

4.在运行人员的培训中，注重核安全素质的培养。增加运行人员对反应堆运行与安全的理论知识和干预准则掌握、加强各种处理预案的科学验证和演练。

5.继续提升模拟器的仿真水平，使其能够满足各种复杂情况下的训练和试验要求。

6.明确运行人员的岗位职责与分工，对重要岗位人员进行安全冗余配置。

7.在应急处理中设备安全保障优先等级进行科学划分，并体现在干预准则中。

五、结束语

三哩岛核事是进行核安全研究的经典案例。对其进行研究对于压水堆的发展和核安全水平的提高具有重要意义。其意义不仅在于每次研究取得的新发现和认识，更在于不断提醒人们对核安全的关注与重视。文中对三哩岛事件中运行人员人为干预失误进行了前因追溯和后果分析，在此基础上提出在安全监测和人员训练方面提出几点建议，希望能对核安全的发展起到一些积极的作用。

参考文献：

[1]李春军.压水反应堆安全状态监测探讨.科技促进发展，2011.12.(216)

[2]电力工业部科学抚摩情况研究所.美国三哩岛核电站事故调查报告，1980.

[3]沈祖培，王遥，高佳.人因失误的后果-前因追溯表.清华大学学报（自然科学版），2005年第45卷.6.（799-802）

[4]张源芳.核电站模拟器在三里岛事件后的新要求和新发展.核动力工程.，989.12.（29-34）