时间:2022-12-04 20:52:27
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1、操纵人员严重事故缓解能力培训的必要性
严重事故是指核电厂超设计基准事故中的某些概率很低的,可能由安全系统多重故障引起,并导致堆芯明显恶化,危及多层或所有用于防止放射性物质释放屏障完整性的事故序列。
在核电六十多年的发展史上,发生过三次严重核事故。三哩岛与切尔诺贝利核事故后,世界各核电厂加大了安全系统改进及人因失误预防,而福岛核事故真正将人们对核安全的认识从严重事故的预防延伸到事故后的缓解,使人们认识到要保证核电安全稳定运行,必须加强严重事故的预防和缓解。
在实际机组及严重事故管理导则(SAMG)的文件体系中,严重事故缓解策略的选择和相关决策主要由技术支持中心(TSC)人员做出,操纵员人员主要负责执行TSC的缓解策略指令,监视机组状态并向TSC反馈机组信息。但这不等于说在严重事故的缓解过程中,操纵人员就是被动的和不重要的。
操纵人员是直接面对机组进行控制的人员,对机组状态的了解和把握最为清楚,可以将有用的机组信息及时反馈给决策人员,帮助决策人员选择正确的策略。在策略执行中也可以核对策略执行的限制条件,保证正确策略有效实施,并在策略执行过程中及执行后,监视策略执行的效果,对机组状态进行长期监视和干预。因此,在严重事故的缓解过程中,操纵人员扮演着重要的角色,其对严重事故缓解知识的掌握情况及缓解的技能水平,对有效预防和缓解严重事故具有重要的意义,需要掌握必要的严重事故缓解知识。所以,需要对操纵人员在严重事故缓解中的知识和能力需求进行分析,对操纵人员严重事故缓解能力进行有效的培训。
2、严重事故分析
2.1严重事故始发事件。现有核电厂基于纵深防御原则设计,有多道安全屏障及事故响应的专设安全设施,抵御及缓解事故能力的很强。只有在发生多重故障及操作失误时才可能发生严重事故,包括严重的反应性事故、全厂断电、失水事故后失去应急堆芯冷却、SG传热管破裂及ATWT等。另外还包括地震、火灾、台风、海啸等自然灾害的原因。
2.2严重事故主要破坏形式。在严重事故中可能出现的破坏形式:
1)功率陡长导致蒸汽爆炸及堆芯解体。由于大量的意外的反应性引入事件引起的功率陡长,燃料熔化及蒸汽爆炸,造成堆芯解体。
2)锆水反应。在严重的失水事故中,反应堆失去余热排出手段,燃料元件升温并,高温锆合金包壳与高温蒸汽发生化学反应,产生大量氢气。氢气的燃烧或爆炸会对安全壳完整性构成严重威胁。
3)氢气爆炸。当氢气浓度超过可燃浓度限值时可能发生燃烧爆炸。这将会引起安全壳超压和温度升高,从而对安全壳的完整性构成威胁,放射性裂变产物因此可能释放到环境中,造成严重后果。
4)水蒸气爆炸。水蒸气爆炸会破坏结构部件乃至安全壳的完整性,引起放射性物质的泄露。
5)安全壳直接加热。在严重事故中,若反应堆冷却剂系统处于高压状态,当出现破口时,堆芯熔融物将以很高的速度喷放到堆腔,并对安全壳大气进行加热,从而导致安全壳超压失效。
6)安全壳超压失效。安全壳长期升温升压会导致安全壳超压失效,造成放射性物质外泄。
7)安全壳负压失效。安全壳设计压力为微正压,正常运行状态为微负压。安全壳喷淋可使安全壳降温,并使安全壳内蒸汽冷凝产生一定的真空,导致安全壳因负压破坏。
8)传热管的蠕变失效。蒸汽发生器传热管在高温和一二次侧高的压差作用下,可能发生蠕变破裂,使传热管失效,造成放射性外泄。
9)堆芯熔融物与混凝土相互作用。严重事故情况下,堆芯熔融物熔穿压力容器底封头,堆芯碎片落到堆腔底板,与混凝土底板发生作用。造成地基熔穿,产生大量氢气从而使安全壳完整性收到破坏。
2.3严重事故缓解的主要策略。为了防止和避免严重事故造成的严重后果,需要采取措施,缓解严重事故的后果。在已经进入严重事故的情况下,应争取终止严重事故进程,尽可能长时间保持安全壳的完整性。当安全壳完整性已经遭到破坏时,则要尽量降低放射性物质释放。严重事故处理的主要策略包括:
1)向蒸汽发生器注水;
2)向反应堆冷却剂系统注水;
3)反应堆冷却剂系统卸压;
4)安全壳卸压;
5)向安全壳注水;
6)控制安全壳状态;
7)减少安全壳氢气浓度;
8)抑制安全壳氢气可燃性;
9)控制安全壳真空度。
执行上述策略,可以为反应堆冷却剂系统提供热阱,维持和恢复堆芯冷却,排出堆芯余热,防止堆芯熔毁,预防或延缓压力容器失效及蒸汽发生器传热管蠕变失效。当堆芯熔融后,可以提供水源,洗涤由堆芯熔融物释放的裂变产物,预防高压熔融物喷射(HPME),缓解安全壳高压对安全壳完整性的威胁,及防止熔融堆芯与混凝土相互作用(CCI)或缓解其后果,从而防止裂变产物不可控释放。氢气浓度控制措施可以防止安全壳内氢气爆炸,及维持安全壳是一个水蒸汽惰化的环境条件,缓解氢气燃烧对安全壳完整性的严重威胁。当安全壳面临负压威胁时,可以通过空气自然流入或主动引入压空等策略适当提高安全壳压力,避免安全壳因负压导致破坏。
3、操纵人员严重事故缓解能力培训分析
3.1目前操纵人员培训体系。现有操纵人员培训主要包括安全授权培训、基础理论培训、核电厂系统与设备培训、在岗培训及全范围模拟机培训等几个方面。
培训内容包括特定授权领域工作的基本知识和技能、核电厂反应堆物理及反应堆热工水力等基本理论知识、核电厂的生产流程中的系统与设备知识,核电厂仪表、控制与保护等知识。
在岗培训包括现场操作员及学习操纵员在岗培训,主要掌握核电机组实际操作技能及工作方法等,学习内容包括工作方法、现场操作、运行技能、行为习惯等。
模拟机培训的是使学员在各种工况下熟练使用规程控制机组状态,在机组出现故障或事故的情况下,控制机组并逐步将电厂导入安全状态。培训内容包括正常运行工况、预期运行事件工况、设计基准事故以及超设计基准事故。超设计基准事故工况包括:全厂停电(应急柴油机启动失败)、全厂给水系统丧失、LOCA事故、预期瞬态未触发事故停堆保护(ATWS)等。
3.2针对严重事故缓解能力需要加强的内容。通过对现有培训体系的分析可以发现,目前严重事故缓解能力培训在整个操纵人员的培训中所占比例还比较少,只在理论培训部分涉及到严重事故分析,模拟机培训中对于超设计基准事故时的培训也仅有少量内容。为了更好的应对严重事故,提高操纵人员应对严重事故的能力,需要通过培训、演习等手段加强操纵人员严重事故缓解能力的培训。
1)严重事故基础理论知识培训,包括严重事故定义、严重事故始发事件、可能的诱发因素,如全厂断电、失水事故后失去应急堆芯冷却、SG传热管破裂及ATWT等。
2)严重事故主要物理过程及破坏形式,包括堆芯损伤、堆芯、包壳熔化、锆水反应、堆芯熔毁、安全壳内氢爆、蒸汽爆炸、压力容器熔穿、堆芯熔融物喷射、安全壳直接加热、安全壳超压、安全壳负压失效、传热管蠕变失效、堆芯混凝土相互作用、放射性外泄等。
3)事故缓解过程中需要掌握的相关知识:
a)安全相关重要的泵、风机在事故缓解中的作用;
b)严重事故过程中相关取样的内容和目的;
c)各种事故现象对堆芯以及安全壳完整性的危害;
d)事故过程中可能的裂变产物释放路径及隔离手段;
e)各水箱水装量及失去水装量的风险;
f)一回路注水的必要性、前提条件和可行方案;
g)二回路注水的必要性和可行方案;
h)移动式电源和泵的接口及负荷;
i)乏燃料水池补水的方式及乏池水位监测手段。
4)严重事故管理程序的使用及事故缓解过程相关内容:
a)严重事故情况下重要电厂参数测量的目的和测量的手段,及超过定值时相应的处理措施,这些参数包括蒸汽发生器水位、反应堆冷却剂系统压力、堆芯温度、安全壳水位、现场放射性释放量、安全壳压力、安全壳氢气浓度等。
b)各事故处理策略的目的、事故缓解可用的手段、缓解措施的负面影响、负面影响的缓解措施、策略实施的限制条件、事故处理过程需要监测的特定参数,以及事故处理过程中需要注意的事项等,如:
①氢气燃烧对安全壳完整性的严重威胁;
②超压对安全壳的严重威胁;
③严重事故情况下堆芯再淹没的可能性;
④减少向环境的放射性排放的措施;
⑤运行移动式氢气复合器的限制条件。
5)全范围模拟机在操纵人员正常运行、异常及故障运行、设计基准事故的培训中发挥了重要作用,但全范围模拟机还不能完全模拟严重事故工况。因此,需开发严重事故模拟机对事故的演变过程及缓解措施进行模拟,提高操纵人员应对严重事故工况的能力。
6)福岛事故后相关培训改进。福岛事故后各电厂为了预防严重事故,作出了一系列的改进措施,比如增加了移动电源,添加了应急补水泵等。在汲取福岛事故经验教训的基础上,还应加强以下培训,更好的应对严重事故:
a)加强极端自然灾害下事故应急响应的培训和演练;b)加强主控室团队协作培训;c)加强反应性管理专项培训,防止严重的反应性事故发生;d)加强事故工况下反应堆运行相关的物理及热工水力知识培训;e)加强严重事故管理培训和演练,包括管理导则有关的背景知识的培训。
7)加强三哩岛、切尔诺贝利、日本福岛核事故的经验反馈学习。
8)加强操纵人员的心理评价及训练。严重事故情况下的心理因素对事故处理也有重要的影响。通过虚拟现实,模拟严重事故发生时的场景,在模拟的事故环境下锻炼人员的心理素质及提高应对严重事故的能力。
4、结束语
安全是核电的生命线,严重事故是核安全的严重威胁,只有制定充分的应对方案,加强操纵人员严重事故缓解能力的培训,提高操纵人员严重事故缓解的能力,才能在严重事故发生时将危害和损失降到最小。
参考文献
[1]孙吉良,肖岷,黄辉章等.大亚湾核电站严重事故管理导则.核动力工程,2003年S2期
2、技能等级考评工作仅1月份完成新进大学生班132人初级工考评工作;配合技能鉴定部完成国网技能等级评价和中电联技能等级认证技师和高级技师综合评审组织工作;疫情期间,对拟参加中电联技能等级认证的高级工及以下各工种考评约800名考生开通了网上理论考试练习功能,并提供电话答疑服务;布置国网技能等级评价知识题库完善工作,确定10个工种负责人并具体分配任务;组织起草和修改国网技能等级评价考评工作标准。
3、完成1月份技能等级实操考核和3月份培训师能力提升为目的的基地使用和工器具借用配合工作;完成国网输电带电作业实训基地复审的资料、场地、库房准备和现场迎审相关工作;按实训基地管理标准化要求,开展库房台帐管理、安全工器具检测管理和实训设备点检等相关工作。
4、完成疫情期的信通与多媒体设备常规运维和使用保障工作;做好视频会议和中心培训师教学能力竞赛网上公开课的技术支持工作。
5、按中心教科研项目工作计划要求,组织实施西区教学楼装修工程配套的网络培训教室、信息及多媒体设备、综合布线等改造项目;群创项目-地面挂、拆杆上防坠速差器装置研制,大修项目-实训基地维修和东校区教学楼网络教室维修,二类项目-电力电缆实训材料购置等项目均进入招标阶段;运检项目-110kV变电站设备综合检修进入招标准备阶段。实训耗材需求收集工作正在进行中,部分急需的耗材已抓紧落实采购。
6、认真制定2020年支部党建工作计划、理论学习计划和党员责任区工作计划;按党支部标准化建设要求组织“”和主题党日活动;积极实施多岗位“党建+”工程,启动“我是党员,我先上!”党员示范岗创新活动,率先在信息化运维管理方面推出“党建+信息化主动服务”活动,以党建价值创造推动工作业绩的提升,积极发挥党员先锋模范作用。
二、一季度安全工作总结
1、春节前,组织相关管理人员对实训场所和信息机房进行安全巡查,做好“二防四关”工作并张贴封条。
2、组织做好春节后各实训场地、室和信息机房等场所安全巡查和设备点检工作,为全面复工做好准备。
3、为迎接省公司、培训中心2020年春季暨迎峰度夏安全大检查,组织部门安全员开展自查,按照省公司检查标准,特别是对照历次大检查中发现的本科及其他校区、部门的问题,从深层次上对本科管理范围内的实训场地、设施设备、库房及工器具等开展自查,发现问题及时整改或制定具体整改计划,争取实现“安全检查零问题”的目标。2019年安全大检查通知整改问题均已完成整改、无遗留。
三、工作成效(亮点与创新)
无。
四、存在问题及分析
无。
五、下一阶段的工作安排
1、按中心下达的技能等级考评计划实施考评工作。
2、编制完成《技能等级考评工作标准》,开展技能等级考评标准化建设工作。
3、制定技能等级考评项目化管理实施细则,按工种组建项目组,编制本工种技能等级考评项目实施方案,逐步开展项目化管理工作。
4、继续开展实训基地的日常、资产、使用、点检、维修、检测、采购等工作的标准化管理,做好实训基地使用和工器具借用保障工作。
5、编制物资类工种技能实操考核场地改造方案,对一站式实训库房进行整体布置调整,购置必要的物资仓储配套工器具材料等。
6、研究制定新建成高新技术实训场地(室)管理制度,组织编制新建成的多处实训设施设备的点检标准。
7、做好信息化设备日常运维工作,开展信息化设备资产清查、点检、采购和报废工作,提升信息化设备管理主动服务能力。
1.学习方法和内容都与高中有很大的差距电工电子技术基础大多数学生会联想起高中物理,甚至一些学生还会在笔记本和作业本的封面上留下“物理”字样。这说明他们把这门课程作为高中物理的延续。但是高中物理涵盖范围很广,比如力学、运动、光学、电学等,只起到入门作用。高中阶段为了应对高考,学生主要注重书面学习,对于电学概念的理解也很抽象,只是不断地做题,很少有实验的机会,而电工电子技术着重对于实验测量动手能力的培养,与高中学习方法相差很大,学生一时无法适应。高中电学注重对电学原理的推论,目的是培养学生综合分析、归纳演绎的思维能力;而高职阶段电工电子技术更注重对这些原理规律的应用,不注重公式推导和计算,注重解决实际问题。以此分析,电工电子技术教学要从高中“重结果(理论计算正确性)”向“重实践(解决问题过程)”的方向迈进。
2.实验效果不佳电工电子课程实验所安排的内容,相对比较滞后,传统的验证性试验较多,学生只是测量记录数据,就可以完成实验任务。或者实验的步骤过于清晰,使学生没有思考的空间,没有积极探索的动力,也就在一定程度上丧失了实训的意义。
3.缺少专业内涵电工电子课程是诸多专业的基础课,由于各个专业要求不同,知识技能侧重点和实践能力的要求也不同。目前的教学过多地向“平台课”发展,各专业学生在一个平台授课,和专业脱节,不利于未来专业课教学。还有,任课教师的因素也有一定影响。当前专业教师大都进行专业课教学,而电工电子技术课程的教师很多来自外聘,专业能力和教育能力参差不齐,对于学生的掌控较差,也在一定程度上削弱了教学质量。
二、研究对策
对于以上调查分析结果,结合近年来的教学实践,特别是和学生直接面对面的交流,在此提出以下几点对策:
1.抓好最初两周现有的电工电子基础教材尽管在形式上各有千秋,不断展示出近年来的多种教学改革成果,但内容上大致相当。学生一上来就被各种电路和数据参数定义所左右,往往在初期就遇到困难,并随之失去对课程的兴趣。经过多年的教学实践证明,一门课程前两周的内容和教学方式往往决定了这门课程在学生心目中的地位。于是笔者提出一定要精选前两周的教学内容,将学生领进这扇大门。目前的教学中,第一次课除了师生介绍、课程绪论和安全用电知识以外,很难有更多令学生感兴趣的东西,大都在第二次课就进入直流电路。这样做很容易让学生回忆起高中教学,在心理上有一定的阴影,毕竟他们的高中学习相对较差。这一方面要求有更多内容进入教材的绪论部分,并且能够吸引学生。另一方面也要求教师自身有足够内涵让学生能够“亲其师,信其道”。尽量还原人类认识电、使用电的历史,激发学生的学习兴趣,有利于对学生全面素质的培养。将三百年来的电学发展史分为三个层次呈现——发现之旅、智慧之光和飞越之梦。发现之旅强调对于电的发现过程,通过“静电魔力”、“存储电能”、“捕捉闪电”三个部分,讲述最初人类对于电的认识。慕欣布罗克的莱顿瓶存储了电能,富兰克林的实验捕捉了闪电,并最终证明闪电(lightning)与电(electricity)是一样的。智慧之光通过对历史上“生物电”的大论战,引出了电动势的概念,伏打电堆的出现改变了以往的电学研究。1808年,在伦敦的英国皇家研究所里,占据了地下室一整个房间的电堆组令两个相互靠近的碳棒间产生了一道持久耀眼的火花。这是千支蜡烛和百盏煤气灯都无法比拟的明亮,从此黑暗不再,曙光破晓。飞越之梦以电磁感应理论和莫尔斯电码为基础,在人类还没有认识到电的本质的时候就开始了对应用“电”的研究。最终,跨越大西洋的海底电缆连接成功,赫兹的无线电技术已发了人类“飞越”的梦想。俄国一位正从事电灯推广的青年波波夫留下了这样的名句:“用我一生的精力去装电灯,对广阔的俄罗斯来说,只不过照亮了很小一角,要是我能指挥电磁波,就可飞越整个世界。”
2.改变实训模式笔者一直在努力进行课程改革,增加电工电子技术实训力度,目前的实训现场感不强,没有专业特点,始终停留在高中物理延续的实验室阶段。要改变这种模式,必须要引入专业特性,运用电学知识分析和解决实际问题。根据不同的专业,选择专业课所需要的知识技能点,或者专业实际应用电路进行实践分析。比如汽车类专业在进行整流滤波电路实训中,完全可以采用汽车用整流器作为实训最后一环,一方面是理论应用,一方面是专业设备,两者结合效果显着。
3.从现象到本质在理论内容开始授课之前,用专业实践和实训现象入手来提出问题,让学生通过实验去分析和解决问题。比如在RC串联交流电路中,首先利用实验的方法让学生发现不同频率下RC串联电路中电阻电压、电容电压和总电压的数值关系,进而分析数据产生差别原因;与熟悉的电阻串联进行比较,进一步要求学生扩大实验范围去寻找不同,并适时提出对于实验现象的有效解释,一步步引导学生总结出规律,并升华为理论。
三、未来方向
通过近年来对于电工电子技术教学的实践研究,特别是充分分析高中物理和电工电子技术课程衔接问题之后,对于未来课程有以下几点建议:
关键词:
汽车电工电子技术;实训项目;职业能力;实训板
现代汽车的先进技术都离不开电子技术,因此《汽车电工电子技术》课程在汽车技术专业领域的地位进一步提升,已经成为汽车电子技术、汽车检测与维修、汽车新能源技术等专业的非常重要的专业基础课程。各高职院校在积极进行教学改革的同时,努力提高课程内实验实训水平,以适应新形势下对汽车技术专业学生的人才培养要求。在中国制造2025和工业4.0的背景下,企业对人才的需求发生了很大的变化。这就需要高职院校的师生改变传统的教与学的观念,重新调整教与学的目标。在课程开发与设置上,要更加注重培养学生的职业能力,而非过多强调基础知识的灌输。那么,课程的实训教学就要让学生在课堂学习中培养职业与工作能力,真正做到理论与实践相结合。
1实训板开发思路
《汽车电工电子技术》课程兼具了电工电子技术基础知识的讲授和汽车电路原理的渗透的任务,在实验实训设备的配备上,有的高职院校注重打基础,与汽车电路联系过少;有的高职院校注重品牌,实验台涉及电路功能只针对个别品牌车辆。在新形势下,课程实训项目的开发,要满足企业、学生、教师三方面的需求,做到既符合课程的培养目标,又拓展学生的知识面;既能够与时俱进,又能够节约成本。
1.1调研
要对企业、学生和任课教师进行调研,通过调研可以获得企业对实训项目内容的建议和对学生各方面能力的需求;可以了解学生对现有实训条件的满意度和对实训内容的需求;可以了解任课教师(包括本课程任课教师和后续课程)对实训操作的建议与意见。调研可通过企业专家座谈、学生问卷调查和教师教研讨论的形式进行。
1.2实训项目设计
实训项目设计要从课程教学内容出发,联系实际车辆中电工电子电路的应用。实训项目是为课程教学服务的,实训电路要在实现汽车应用电路功能的基础上,将课程中所涉及的知识点灵活应用于其中。比如汽车玻璃升降器控制电路中应用了555定时器构成的单稳态触发器、继电器、直流电动机正反转控制等知识内容。实训项目还要留有一定的升级空间,也就是要给学生发挥创新能力的机会。与实训项目相配套的实训指导书设计,也是实训内容开发的一个重要环节。实训指导书的功能不仅仅是简单指导学生实训的步骤,实训过程和任务安排要体现对学生职业能力的培养,比如语言表达、电路图的识读、表格和曲线的分析与绘制、统筹安排时间等。
1.3实训板制作
实训电路要先经过软件调试,选择合适的电路元件参数;然后再在面包板或简易电路板上做硬件调试,检验电路功能的同时还要检验实训操作的可行性,比如电路元件要实现即插即拔,易于更换;合并掉多余的电源;保险丝便于拆卸等。一切准备就绪后,要制线路板了。由于技术问题,这部分任务可由专业制板人员完成。基本电路元件的焊接,可以让参加汽车电工电子技术兴趣小组的学生参与其中。这不仅可以培养学生负责任的工作态度,还可以调动学生创新的热情,因为学生会从他们使用实训板的角度来提出更好的修改和创新的意见。
1.4实训板试用与反馈
实训板开发制作完成后,应该在学生中进行小范围的试用,然后收集学生的反馈信息,在考验实训板可操作性的同时,能够及时地发现实训板的不足之处。
2开发成果
依据上述实训板开发思路,确定并制作了10个实训板,并编写相对应的实训指导书。