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【設備技術改造與更新篇】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生核泄漏。時隔一年多，關于福島核泄漏事故的調查還在繼續，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查委員會公布最終調查報告，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生之前就已經存在。日本國會福島核事故獨立調查委員會發布最終調查報告，這已是該委員會在東京召開第20次會議匯總調查報告，最終調查報告共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，無法承受地震和海嘯沖擊，“盡管有機會采取措施，監管機構和東京電力公司（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，冷卻系統難以運行，導致堆芯熔毀，引發輻射物質泄漏。這一事件被確定為７級核電站事故，與前蘇聯，現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“節省”——地震、海嘯——東京電力公司和日本政府不及時與不當的處理——掩蓋真相的企業和政府，最后導致危害全球的核事故。當我們從對遭受地震、海嘯重創的日本人民的同情中醒悟過來，引發出很多發人深省的思考。

一臺用了幾年尚能工作的家用空調，為了減少噪音擾鄰，為了節能低碳，我們還要果斷的淘汰更新，何況一座用了43年，已經出現過多次意外，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的“節省”，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，那就看我們人類是否能夠共同下決心去杜絕。是否同心同德的為人類社會可持續的幸福而犧牲眼前的，地區的和局部的利益。

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”現象而感慨時，一個更深刻、更時髦的創新術語隱隱而現，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，今后我們不僅要關注和評價其壽命周期費用，更要關注和評價其“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點和控制后果的節點都應該是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點是概率和后果控制在0.7以內。

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點。日本福島核電站在這個理論淘汰節點的前后共發生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造的價值；2010年4月10日波蘭總統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延壽創造的經濟價值。歷史上還有大量的統計數據支持我們這一假說。

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風險而調整的。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是可行的，對于風險巨大的系統是需要十分謹慎的。

筆者最近曾經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，大量的平臺、壓力容器、閥門、旋轉設備、管線處于超期服役狀態。這無疑會加大了這些作業設施的故障風險。如果出現類似于BP公司的事件，將對公司的海外運營產生巨大的經濟沖擊。我和其總經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，建議及時出售給當地企業或者做報廢處理。

任何事物有優點必然有缺點，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。經濟損失可以度量，而信譽損失、環境危害往往難以度量。因此風險的計算結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域。

作者：李葆文