陶 革,高 軒,趙傳禮,陶 鈞,馬回明
(中核核電運(yùn)行管理有限公司,浙江海鹽 314300)
截至2020 年12 月,全世界在運(yùn)的各種類(lèi)型的商用核電廠數(shù)量已達(dá)443 座,總裝機(jī)容量達(dá)393.335 GW,另有在建核電廠52 座。隨著核電運(yùn)營(yíng)機(jī)組數(shù)量的日益增加,核電在帶來(lái)高效經(jīng)濟(jì)的綠色能源的同時(shí),其安全穩(wěn)定運(yùn)行也越來(lái)越受關(guān)注。隨著運(yùn)行年限的增加,核電廠的系統(tǒng)、構(gòu)筑物和部件也不可避免地出現(xiàn)老化,其設(shè)計(jì)規(guī)定的可靠性和安全裕度可能會(huì)因老化而逐漸降低;核電廠必須對(duì)安全重要的系統(tǒng)構(gòu)筑物和部件的老化進(jìn)行有效管理,以確保核電廠在整個(gè)服役期間(包括延壽運(yùn)行期間)都能保有足夠的安全裕度。開(kāi)發(fā)并實(shí)施有效的老化管理大綱是進(jìn)行核電廠老化管理工作的重要方法之一。如何編制一份有效的老化管理大綱,或者說(shuō)一份有效的老化管理大綱應(yīng)該具有哪些核心要素是核電領(lǐng)域高度關(guān)注并廣泛研究的問(wèn)題。本文對(duì)目前國(guó)際上認(rèn)可的,并得到廣泛應(yīng)用的兩種老化管理大綱體系進(jìn)行了詳細(xì)的分析和介紹,并對(duì)兩個(gè)老化管理大綱體系的要素內(nèi)容進(jìn)行了比較和說(shuō)明,可為國(guó)內(nèi)核電廠老化管理大綱的編制和審查提供參考和支持。
隨著運(yùn)行年限的增加,核電廠的系統(tǒng)、構(gòu)筑物和部件(Systems, Structures, and Components)也不可避免地會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象;若不對(duì)安全重要SSCs 的老化進(jìn)行有效管理,則電廠的可靠性和安全裕度就可能會(huì)因老化而受到影響。
電廠的老化管理,是為把系統(tǒng)、構(gòu)筑物或部件的老化劣化控制在可接受的限值內(nèi)而采取的工程、運(yùn)行和維護(hù)行動(dòng)。通過(guò)實(shí)施有效的老化管理,核電廠可確保在整個(gè)服役期間(包括延壽運(yùn)行期間)都能保有足夠的安全裕度,同時(shí)還可以有效地保證和提高電廠的出力水平。核行業(yè)多年來(lái)的實(shí)踐證明,對(duì)識(shí)別出的顯著影響電廠安全和/或經(jīng)濟(jì)性的老化效應(yīng)進(jìn)行管理的最有效的方法之一,就是通過(guò)老化管理大綱(Aging Management Program)的方式來(lái)進(jìn)行規(guī)范化的老化管理。老化管理的范圍通常包括安全相關(guān)的SSCs、部分非安全相關(guān)的SSCs(它們失效時(shí)會(huì)影響安全相關(guān)SSCs 實(shí)現(xiàn)其預(yù)期功能)、針對(duì)某些特定事件的SSCs,還可以包括電廠要求的、影響發(fā)電的SSCs。
老化管理大綱是核電廠進(jìn)行老化管理的主要程序文件之一,通常可分為四種類(lèi)型:預(yù)防性大綱、緩解性大綱、狀態(tài)監(jiān)測(cè)大綱和性能監(jiān)測(cè)大綱。預(yù)防性大綱主要是用于阻止老化效應(yīng)的發(fā)生(如用于防止容器類(lèi)設(shè)備外部腐蝕的涂層大綱),緩解性大綱則用于盡可能地降低老化降質(zhì)速率(如緩解管道內(nèi)部腐蝕的化學(xué)管理大綱),狀態(tài)監(jiān)測(cè)大綱則主要用于對(duì)已出現(xiàn)的老化降質(zhì)及劣化程度進(jìn)行檢查和監(jiān)測(cè)(如用于對(duì)侵蝕/腐蝕導(dǎo)致的管道壁厚減薄進(jìn)行檢查和監(jiān)測(cè)的超聲檢查大綱),性能監(jiān)測(cè)大綱用于監(jiān)測(cè)構(gòu)筑物和設(shè)備執(zhí)行預(yù)期功能的能力(如對(duì)熱交換器進(jìn)行熱平衡計(jì)算、驗(yàn)證熱交換器熱交換性能的大綱)。構(gòu)筑物或設(shè)備的老化管理,可能是通過(guò)單個(gè)的管理大綱進(jìn)行管理,也可能是通過(guò)多個(gè)老化管理大綱協(xié)同進(jìn)行管理。
不論采用哪種管理方式,為確保老化管理的有效性,某些要素是老化管理大綱中必須包含的、必不可少的要素,這些必須包含的、必不可少的要素通常被稱(chēng)為老化管理大綱的基本要素。經(jīng)過(guò)多年的研究、實(shí)踐、反饋改進(jìn)和驗(yàn)證,老化管理大綱的大綱要素也趨于標(biāo)準(zhǔn)化,常見(jiàn)的大綱要素包括:老化管理大綱的范圍、緩解/阻止老化效應(yīng)的預(yù)防性措施、老化效應(yīng)的探測(cè)、需進(jìn)行監(jiān)測(cè)/檢查的與SSCs 預(yù)期功能劣化有關(guān)的參數(shù)、老化效應(yīng)的監(jiān)測(cè)和趨勢(shì)跟蹤/分析、驗(yàn)收準(zhǔn)則、糾正措施、驗(yàn)證過(guò)程、審查和批準(zhǔn)流程、運(yùn)行和研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)反饋等。
目前,國(guó)際上普遍認(rèn)可的老化管理大綱體系有兩類(lèi):國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(International Atomic Energy Agency)的老化管理大綱9 要素體系和美國(guó)核管會(huì)(Nuclear Regulatory commission)認(rèn)可的老化管理大綱10 要素體系。這兩種老化管理大綱體系在核行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用,但因其大綱要素?cái)?shù)量和要素條目不同,在實(shí)際應(yīng)用中往往給電廠老化管理大綱的開(kāi)發(fā)者造成疑惑和不解。以下內(nèi)容將對(duì)兩個(gè)不同的老化管理大綱體系進(jìn)行詳細(xì)的分析和介紹,并對(duì)這兩個(gè)老化管理大綱體系中的要素內(nèi)容進(jìn)行比較。
2.1.1 IAEA 老化管理的范圍
早在19 世紀(jì)80 年代,IAEA 已開(kāi)始組織成員國(guó)開(kāi)展對(duì)老化認(rèn)知和老化管理方法的研究,并出版了一系列的有關(guān)核電廠老化相關(guān)的技術(shù)指南、專(zhuān)項(xiàng)研究報(bào)告,以幫助成員國(guó)的監(jiān)管當(dāng)局以及核電廠了解安全重要的SSCs 的老化并建立起一套有效的老化管理方法。IAEA 要求老化管理應(yīng)考慮包括組織機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)收集和保存、老化管理范圍界定、老化管理審查、老化管理大綱開(kāi)發(fā)和實(shí)施、時(shí)限老化分析、老化管理活動(dòng)的記錄等多方面的內(nèi)容,并采用德氏PDCA 循環(huán)(Plan-Do-Check-Act,即計(jì)劃-實(shí)施-檢查-行動(dòng))的方法來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)化的老化管理(見(jiàn)圖1)。
圖1 系統(tǒng)化的老化管理Fig.1 Systematic approach to aging management
根據(jù)IAEA 安全導(dǎo)則SSG-48《核電廠老化管理和支持長(zhǎng)周期運(yùn)行大綱的開(kāi)發(fā)》[1],老化管理的范圍應(yīng)包括:
(1)履行以下基本安全功能所必需的安全重要的SSCs:反應(yīng)性控制;從反應(yīng)堆和燃料存儲(chǔ)池中導(dǎo)出熱量;限制放射性物質(zhì)、屏蔽輻射、有計(jì)劃的放射性排放控制、限制意外的放射性釋放。
(2)其他SSCs,若發(fā)生故障可能會(huì)阻止安全重要的SSCs 實(shí)現(xiàn)其預(yù)期功能。例如,來(lái)自旋轉(zhuǎn)機(jī)械的飛射物沖擊;起重設(shè)備故障;水淹;高能管線破裂;液體泄漏(如來(lái)自管道或其他壓力邊界部件)。
(3)在安全分析(包括確定性和概率性)中被引用的、具有應(yīng)對(duì)特定事件功能的其他SSCs,或國(guó)家監(jiān)管要求的其他SSCs。例如,應(yīng)對(duì)內(nèi)部事件(如內(nèi)部火災(zāi)和內(nèi)部水淹)所需的SSCs;應(yīng)對(duì)外部危險(xiǎn)(如極端天氣、地震、海嘯、外部水淹、龍卷風(fēng)和外部火災(zāi))所需的SSCs;應(yīng)對(duì)特定的事件(如承壓熱沖擊、未緊急停堆的預(yù)期瞬態(tài)和全廠斷電)所需的SSCs;處理設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況或緩解嚴(yán)重事故后果的SSCs。
2.1.2 IAEA 老化管理大綱的9 要素
為了對(duì)影響構(gòu)筑物/部件預(yù)期功能的老化效應(yīng)進(jìn)行有效管理,電廠應(yīng)建立有效的老化管理大綱,確保構(gòu)筑物/部件的預(yù)期功能能夠滿(mǎn)足當(dāng)前執(zhí)照基準(zhǔn)的要求。按照IAEA 安全導(dǎo)則SSG-48,一份有效管理老化效應(yīng)的老化管理大綱應(yīng)當(dāng)包含以下9 個(gè)要素:基于老化認(rèn)知的老化管理大綱范圍、緩解和控制老化效應(yīng)的預(yù)防性措施、老化效應(yīng)的探測(cè)、老化效應(yīng)的監(jiān)測(cè)和趨勢(shì)跟蹤、老化效應(yīng)的緩解、驗(yàn)收準(zhǔn)則、糾正措施、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及研發(fā)結(jié)果的反饋、質(zhì)量管理。
(1)基于老化認(rèn)知的老化管理大綱范圍
老化管理的范圍包括對(duì)構(gòu)筑物/構(gòu)件和部件的管理。老化管理應(yīng)基于對(duì)老化的認(rèn)知(包括主要降質(zhì)機(jī)理、敏感部位);全面理解構(gòu)筑物和部件的老化效應(yīng)、降質(zhì)機(jī)理以及它們?nèi)绾斡绊慡SCs 的預(yù)期功能,是實(shí)施系統(tǒng)化老化管理的先決條件。老化認(rèn)知應(yīng)基于以下幾個(gè)方面:①設(shè)計(jì),包括SSCs 的預(yù)期功能和適用的法規(guī)要求、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件(含安全分析);②SSCs 的制造,包括材料特性、可能會(huì)對(duì)老化產(chǎn)生影響的制造狀況及服役狀況;③SSCs 運(yùn)行和維護(hù)歷史,包括調(diào)試、運(yùn)行瞬態(tài)和事件、功率提升、變更和更換;④作用在構(gòu)筑物或部件上的應(yīng)力(包括構(gòu)筑物或部件的荷載以及構(gòu)筑物或部件內(nèi)/外部的環(huán)境狀況);⑤在役檢查和監(jiān)督檢查的結(jié)果;⑥運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、研發(fā)結(jié)果以及服役后的檢查結(jié)果;⑦巡檢結(jié)果、檢查和狀態(tài)評(píng)估的結(jié)果(如有);⑧時(shí)限老化分析的評(píng)估結(jié)果。
(2)緩解及控制老化效應(yīng)的預(yù)防性措施
應(yīng)明確需要采取的預(yù)防性措施,確定需要保持的服役狀況(即環(huán)境狀況和運(yùn)行狀況)以及減緩構(gòu)筑物和部件潛在降質(zhì)的運(yùn)行操作。
(3)老化效應(yīng)的探測(cè)
應(yīng)包括需監(jiān)測(cè)和檢查的參數(shù),以及能在構(gòu)筑物或部件失效前及時(shí)探測(cè)出老化效應(yīng)的有效技術(shù)(檢查、測(cè)試和監(jiān)測(cè)方法)。
(4)老化效應(yīng)的監(jiān)測(cè)和趨勢(shì)跟蹤
包括明確需要監(jiān)測(cè)的構(gòu)筑物或部件的狀態(tài)指標(biāo)和參數(shù)、收集用于構(gòu)筑物和部件老化評(píng)估的數(shù)據(jù)、確定所需采用的評(píng)估方法(包括數(shù)據(jù)分析和趨勢(shì)跟蹤和預(yù)測(cè))。
(5)老化效應(yīng)的緩解
確定用于緩解老化效應(yīng)和/或降質(zhì)的運(yùn)行、維修和更換活動(dòng)等。
(6)驗(yàn)收準(zhǔn)則
對(duì)于涉及是否需要采取糾正行動(dòng)的判定準(zhǔn)則,應(yīng)予以評(píng)估。
(7)糾正措施
明確構(gòu)筑物或部件不滿(mǎn)足驗(yàn)收準(zhǔn)則時(shí)所需采取的糾正措施。
(8)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及研發(fā)結(jié)果的反饋
建立對(duì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)結(jié)果進(jìn)行及時(shí)反饋的機(jī)制,并提供所反饋內(nèi)容(如果適用)已在老化管理大綱中予以考慮的客觀證據(jù)。
(9)質(zhì)量管理
質(zhì)量管理的內(nèi)容包括:老化管理大綱的實(shí)施和所采取行動(dòng)的記錄管理控制、用于老化管理大綱評(píng)估和改進(jìn)的指標(biāo)、驗(yàn)證預(yù)防性措施的充分性和適當(dāng)性、確認(rèn)所有的糾正措施都已得到落實(shí)且有效、應(yīng)遵循的記錄保存要求等。
2.2.1 美國(guó)老化管理大綱的范圍
美國(guó)對(duì)老化管理大綱要素的要求,來(lái)自NRC 頒布的技術(shù)文件NRGEG-1801《核電廠通用老化管理經(jīng)驗(yàn)報(bào)告》[Generic Aging Lessons Learned (GALL) Report,GALL 報(bào)告][2],這是一份用于指導(dǎo)核電廠執(zhí)照更新申請(qǐng)審查的技術(shù)文件。NRC 人員會(huì)依據(jù)GALL 報(bào)告中所要求的10 個(gè)老化管理大綱要素來(lái)審查申請(qǐng)執(zhí)照更新的電廠的老化管理大綱的充分性[3,4]。
GALL 報(bào)告中的老化管理大綱,主要是針對(duì)電廠執(zhí)照更新范圍內(nèi)的系統(tǒng)、構(gòu)筑物和設(shè)備(SSCs),其范圍包括:
(1)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件過(guò)程中或之后需保持下述功能的安全相關(guān)SSCs:保持反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的完整性;完成停堆并維持反應(yīng)堆處于安全停堆狀態(tài);防止或緩解可能造成廠外照射的事故后果。
(2)非安全相關(guān)的系統(tǒng)、構(gòu)筑物和部件,若其發(fā)生故障會(huì)影響上述(1)中所要求的功能順利執(zhí)行。
(3)與滿(mǎn)足特定法規(guī)所要求的功能有關(guān)的SSCs。這些法規(guī)要求的功能包括消防、環(huán)境鑒定、承壓熱沖擊、未能緊急停堆的預(yù)期瞬態(tài)。
2.2.2 美國(guó)老化管理大綱的10 要素
美國(guó)老化管理大綱中的大綱要素共計(jì)有10項(xiàng):大綱范圍、預(yù)防性措施、監(jiān)測(cè)/檢查參數(shù)、老化效應(yīng)探測(cè)、監(jiān)測(cè)及趨勢(shì)、驗(yàn)收準(zhǔn)則、糾正措施、驗(yàn)證確認(rèn)、管理控制、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
(1)大綱范圍
老化管理大綱的管理范圍參見(jiàn)3.1 節(jié)內(nèi)容。需要關(guān)注的是,老化管理大綱的管理對(duì)象是執(zhí)照更新范圍內(nèi)的非能動(dòng)、長(zhǎng)壽命的構(gòu)筑物和部件,不包括能動(dòng)的、短壽命的構(gòu)筑物和部件(非能動(dòng)是指在執(zhí)行預(yù)期功能時(shí)沒(méi)有活動(dòng)的部件,或結(jié)構(gòu)、特性不發(fā)生變化的SSCs;長(zhǎng)壽命是指不基于鑒定壽命或規(guī)定的時(shí)間周期進(jìn)行更換的SSCs)。
(2)預(yù)防措施
老化管理大綱應(yīng)對(duì)所采取的措施進(jìn)行說(shuō)明,這些措施應(yīng)能夠緩解或預(yù)防老化引起的降質(zhì)。
(3)監(jiān)測(cè)/檢查參數(shù)
所選取的監(jiān)測(cè)或檢查參數(shù)應(yīng)與構(gòu)筑物或部件的預(yù)期功能降質(zhì)相關(guān)聯(lián)。例如,通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)大綱中的監(jiān)/檢測(cè)參數(shù),電廠應(yīng)可探測(cè)老化效應(yīng)的現(xiàn)狀及程度;通過(guò)對(duì)預(yù)防或緩解大綱中特定參數(shù)的監(jiān)測(cè)來(lái)預(yù)防或緩解老化效應(yīng)(如水化學(xué)大綱通過(guò)控制冷卻劑中的氧含量來(lái)緩解管道破裂)。
(4)老化效應(yīng)的探測(cè)
老化效應(yīng)的探測(cè)必須在構(gòu)筑物和部件的預(yù)期功能受損前進(jìn)行,以確保大綱范圍內(nèi)構(gòu)筑物和部件的預(yù)期功能仍能實(shí)現(xiàn)。老化效應(yīng)的探測(cè)包括探測(cè)方法和探測(cè)技術(shù)(如目視、體積測(cè)量、表面檢查)、檢查頻率、樣品范圍大小、數(shù)據(jù)收集以及為探測(cè)老化效應(yīng)而實(shí)施檢查的時(shí)機(jī)。此外,大綱中還需明確數(shù)據(jù)的收集要求(何時(shí)、何地、如何收集大綱所要求的數(shù)據(jù))。
(5)監(jiān)測(cè)及趨勢(shì)
應(yīng)能提供可預(yù)測(cè)的降質(zhì)程度,并及時(shí)給出所需的糾正或緩解措施。本要素還包括如何評(píng)估收集到的數(shù)據(jù),以及如何對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行前瞻性的趨勢(shì)預(yù)測(cè)。
(6)驗(yàn)收準(zhǔn)則
對(duì)涉及是否需要采取糾正行動(dòng)的判定準(zhǔn)則應(yīng)予以評(píng)估,確保在延壽運(yùn)行期間的各種當(dāng)前執(zhí)照基準(zhǔn)設(shè)計(jì)工況下,構(gòu)筑物和部件的預(yù)期功能都能得到保持。
(7)糾正措施
應(yīng)及時(shí)采取糾正措施(包括確定根本原因和防止不利情況的再次發(fā)生)。
(8)驗(yàn)證確認(rèn)
確保預(yù)防性措施是充分的,相關(guān)的糾正措施都已得到實(shí)施且有效。
(9)管理控制
應(yīng)設(shè)定正式的審查和批準(zhǔn)流程。任何用于管理執(zhí)照更新期間老化效應(yīng)的大綱都應(yīng)當(dāng)采取管理控制。
(10)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)
老化管理活動(dòng)相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)(包括過(guò)去的糾正行動(dòng)所導(dǎo)致的大綱升版或所產(chǎn)生的新大綱或活動(dòng)),應(yīng)能提供客觀證據(jù)以證明老化效應(yīng)得到了充分的管理,在電廠運(yùn)行許可證延續(xù)期間構(gòu)筑物和部件的預(yù)期功能將會(huì)得以保持。
應(yīng)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)反饋結(jié)果確認(rèn)當(dāng)前老化管理大綱的有效性,對(duì)發(fā)現(xiàn)的大綱弱項(xiàng)進(jìn)行加強(qiáng)或編制新的老化管理大綱。
2.3.1 大綱要素比較
圖2 是IAEA 和美國(guó)老化管理大綱的要素關(guān)聯(lián)圖。結(jié)合前文對(duì)IAEA 和美國(guó)老化管理大綱的要素解析可以看出:從技術(shù)層面上,IAEA老化管理大綱9 要素和美國(guó)老化管理大綱10要素的要素內(nèi)容與要求是基本一致的,只是所用的要素術(shù)語(yǔ)以及要素的歸類(lèi)方法略有不同(如IAEA 老化管理大綱的要素“9.質(zhì)量管理”的要求,就包含了美國(guó)老化管理大綱的要素“8.驗(yàn)證”和要素“9.管理控制”的要求)。
圖2 IAEA 與美國(guó)老化管理大綱的要素關(guān)聯(lián)Fig.2 Relationship between the elements of IAEA and US Aging Management Program
2.3.2 管理對(duì)象比較
兩類(lèi)大綱的管理對(duì)象存在一定的差異。IAEA 老化管理大綱的管理對(duì)象包括了能動(dòng)和非能動(dòng)的設(shè)備和部件,而美國(guó)老化管理大綱的管理對(duì)象僅為非能動(dòng)、長(zhǎng)壽命的設(shè)備和部件。這是因?yàn)椋?/p>
(1)美國(guó)是世界上開(kāi)發(fā)核電比較早的國(guó)家之一,形成了一套自己的較為健全的核電標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)體系。美國(guó)核電廠的首次運(yùn)行執(zhí)照期限一般為40 年,在首次運(yùn)行執(zhí)照到期前電廠可向NRC 提交運(yùn)行執(zhí)照期滿(mǎn)后的繼續(xù)運(yùn)行許可申請(qǐng),經(jīng)NRC 審查批準(zhǔn)后會(huì)更新電廠的運(yùn)行執(zhí)照(該過(guò)程在美國(guó)被稱(chēng)為運(yùn)行執(zhí)照更新[5],更新的運(yùn)行執(zhí)照期間限為20 年,更新次數(shù)沒(méi)有限制)。在美國(guó),對(duì)能動(dòng)、短壽命的SSCs 的老化管理,是依據(jù)美國(guó)維修法規(guī)10 CF 50.65(Requirements for monitoring the effectiveness of maintenance at nuclear power plants,簡(jiǎn)稱(chēng)MR 或維修法規(guī))[6]通過(guò)實(shí)施有效的預(yù)防性維修活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電廠首次執(zhí)照運(yùn)行期間,維修法規(guī)就已開(kāi)始實(shí)施并持續(xù)進(jìn)行,NRC 也會(huì)對(duì)電廠維修法規(guī)的實(shí)施情況進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)督和檢查??梢?jiàn),由于那些能動(dòng)、短壽命的SSCs 的老化在電廠運(yùn)行期間已經(jīng)得到了有效管理和監(jiān)督,故電廠在進(jìn)行運(yùn)行執(zhí)照更新申請(qǐng)時(shí),就無(wú)須再對(duì)能動(dòng)、短壽命的構(gòu)筑物和部件進(jìn)行重復(fù)性的審查。因此在與執(zhí)照更新相關(guān)的GALL 報(bào)告中,老化管理大綱管理對(duì)象的范圍也就僅限于關(guān)注執(zhí)照更新審查范圍內(nèi)的非能動(dòng)、長(zhǎng)壽命的構(gòu)筑物和部件。
(2)鑒于各成員國(guó)法規(guī)體系和國(guó)情的不同,作為國(guó)際組織的IAEA 要盡可能多地考慮其法規(guī)文件在各成員國(guó)的普適性,故此IAEA 在確定老化管理大綱的管理范圍時(shí),包括能動(dòng)和非能動(dòng)、長(zhǎng)壽命和短壽命的構(gòu)筑物和部件。另外,IAEA 在參考美國(guó)GALL 報(bào)告的基礎(chǔ)上,于2014 年發(fā)布了IGALL 報(bào)告,即《國(guó)際通用老化經(jīng)驗(yàn)反饋報(bào)告》(International Generic Ageing Lessons Learned GALL-Guideline,簡(jiǎn)稱(chēng)IGALL導(dǎo)則)[7]。對(duì)于IAEA 頒布的標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則文件,各成員國(guó)可以根據(jù)自己的國(guó)情和法規(guī)要求進(jìn)行參考或引用。
可見(jiàn),兩類(lèi)大綱管理對(duì)象的差異是由于二者的體系不同和受?chē)?guó)情因素影響導(dǎo)致的,但就這些差異并不影響老化管理大綱的整體要素要求。
我國(guó)核電起步較晚,但是發(fā)展較快。截至2021 年底,我國(guó)大陸已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組有53 臺(tái),在建機(jī)組有16 臺(tái);與此同時(shí),以秦山一期為代表的我國(guó)首批核電機(jī)組也已安全運(yùn)行了超過(guò)30 年,如何有效實(shí)施電廠設(shè)備的老化管理也成為國(guó)內(nèi)核電廠安全運(yùn)行和運(yùn)行許可證延續(xù)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。
我國(guó)的核安全監(jiān)管法規(guī)體系是參照IAEA體系制定的,不少已頒布的核安全法規(guī)/導(dǎo)則文件都參考了相應(yīng)的IAEA 文件。2012 年頒布的我國(guó)核電廠老化管理導(dǎo)則文件HAD 103/12《核動(dòng)力廠老化管理》也參考了相應(yīng)的IAEA 導(dǎo)則,該導(dǎo)則要求核電廠開(kāi)展主動(dòng)的(有預(yù)見(jiàn)性和有針對(duì)性的)老化管理,老化管理應(yīng)貫穿于核動(dòng)力廠的整個(gè)壽期。對(duì)于電廠運(yùn)行期間的老化管理,該導(dǎo)則還明確要求所有老化管理大綱都應(yīng)具有以下基本要素內(nèi)容:基于老化認(rèn)知的老化管理大綱的范圍、緩解和控制老化劣化的預(yù)防性措施、老化效應(yīng)的探測(cè)、老化效應(yīng)的監(jiān)測(cè)和劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)、老化效應(yīng)的緩解、驗(yàn)收準(zhǔn)則、糾正行動(dòng)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)結(jié)果反饋、質(zhì)量管理??梢?jiàn),HAD 103/12《核動(dòng)力廠老化管理》對(duì)老化管理大綱的要素要求就是IAEA 大綱體系中的9 要素要求。
雖然HAD 103/12《核動(dòng)力廠老化管理》明確給出了老化管理大綱應(yīng)包含的9 個(gè)基本要素,但因認(rèn)知原因以及缺少監(jiān)管當(dāng)局認(rèn)可的老化管理大綱范本(包括缺少來(lái)自IAEA 的老化管理大綱范本),如何編制一份符合HAD 103/12《核動(dòng)力廠老化管理》要求的老化管理大綱仍然一直困擾著國(guó)內(nèi)核電廠。各電廠都有自己的管理老化的大綱/程序文件,但卻少有能真正滿(mǎn)足HAD 103/12《核動(dòng)力廠老化管理》要求的老化管理大綱。
秦山核電廠1#機(jī)組是我國(guó)自主設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行管理的第一臺(tái)核電機(jī)組,在安全穩(wěn)定運(yùn)行30 年后,于2021 年又獲得了運(yùn)行許可證延續(xù)許可,成為中國(guó)大陸首臺(tái)成功實(shí)施運(yùn)行許可證有效期限延續(xù)的核電機(jī)組。目前我國(guó)與運(yùn)行許可證延續(xù)有關(guān)的法規(guī)、導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)尚處于制定和完善的過(guò)程中,因而秦山核電廠1#機(jī)組運(yùn)行許可證延續(xù)所采用的技術(shù)路線是:依據(jù)我國(guó)核安全局頒發(fā)的《〈核電廠運(yùn)行許可證〉有效期限延續(xù)的技術(shù)政策(試行)》并參考美國(guó)執(zhí)照更新法規(guī)體系和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
在美國(guó)執(zhí)照更新體系中,GALL 報(bào)告屬于“核電廠執(zhí)照更新申請(qǐng)的標(biāo)準(zhǔn)審查大綱”[NUREG-1800,Standard Review Plan for Review of License Renewal Applications for Nuclear Power Plants”(SRP-LR)]的基準(zhǔn)文件,可為美國(guó)NRC人員對(duì)電廠運(yùn)行執(zhí)照更新申請(qǐng)的審查提供指導(dǎo);同時(shí),GALL 報(bào)告還提供了55 份被NRC 認(rèn)可的、用于管理執(zhí)照更新范圍內(nèi)SSCs 老化效應(yīng)的老化管理大綱。對(duì)于電廠管理特定老化效應(yīng)的AMP 的審查,可以通過(guò)審查其與GALL 報(bào)告中對(duì)應(yīng)的AMP 的一致性(需要對(duì)大綱10 要素逐一進(jìn)行審查)來(lái)進(jìn)行,從而證明電廠管理特定老化效應(yīng)的老化管理大綱是充分的,足以對(duì)電廠執(zhí)照更新期間的老化效應(yīng)進(jìn)行有效管理。
在秦山核電廠1#機(jī)組的執(zhí)照更新安全評(píng)估活動(dòng)中也參考并借鑒了該方法。為便于充分利用美國(guó)GALL 報(bào)告完成電廠老化管理大綱的審查,秦山核電廠首先對(duì)已有的老化管理大綱進(jìn)行了收集整理并按照10 要素的要求進(jìn)行了格式轉(zhuǎn)換,然后對(duì)比GALL 報(bào)告中的AMP 進(jìn)行一致性審查,最終根據(jù)審查結(jié)果對(duì)電廠的老化管理大綱進(jìn)行相應(yīng)的修訂(必要時(shí)開(kāi)發(fā)新的老化管理大綱)。此時(shí)電廠得到的最新版老化管理大綱已屬于滿(mǎn)足10 要素體系的老化管理大綱??紤]到我國(guó)現(xiàn)行法規(guī)體系對(duì)老化管理大綱的具體要求以及便于今后國(guó)家監(jiān)管部門(mén)對(duì)老化管理大綱的審查,秦山核電廠又按照美國(guó)老化管理大綱體系和IAEA 老化管理大綱體系的要素對(duì)應(yīng)及關(guān)聯(lián)關(guān)系,成功地把經(jīng)過(guò)有效性評(píng)估的10 要素體系老化管理大綱轉(zhuǎn)換成了符合HAD 103/12《核動(dòng)力廠老化管理》要求的9 要素體系老化管理大綱,并在電廠正式發(fā)布實(shí)施。
開(kāi)發(fā)并實(shí)施有效的老化管理大綱是核電廠進(jìn)行老化管理的重要方式,一份有效的老化管理大綱必須包含的要素有:老化管理大綱的范圍、緩解/阻止老化效應(yīng)的預(yù)防性措施、老化效應(yīng)的探測(cè)、需進(jìn)行監(jiān)測(cè)/檢查的與構(gòu)筑物和部件預(yù)期功能劣化有關(guān)的參數(shù)、老化效應(yīng)的監(jiān)測(cè)和趨勢(shì)跟蹤/分析、驗(yàn)收準(zhǔn)則、糾正措施、驗(yàn)證過(guò)程、審查和批準(zhǔn)流程、運(yùn)行和研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)反饋等。另外,在對(duì)老化管理大綱進(jìn)行審查和評(píng)估時(shí),也需要對(duì)大綱要素進(jìn)行逐一評(píng)估,以判斷老化管理大綱對(duì)老化效應(yīng)的管理是否充分、有效;如果發(fā)現(xiàn)大綱存在弱項(xiàng),則必須對(duì)弱項(xiàng)進(jìn)行糾正和補(bǔ)強(qiáng),必要時(shí)可以開(kāi)發(fā)新的老化管理大綱。
雖然IAEA 與美國(guó)的老化管理大綱在要素名稱(chēng)和歸類(lèi)方法上略有不同,但本質(zhì)上二者對(duì)大綱要素的要求是一致的(管理對(duì)象除外);按照IAEA 要求的9 要素開(kāi)發(fā)老化管理大綱或按照美國(guó)的10 要素開(kāi)發(fā)老化管理大綱,都能達(dá)到同樣的效果。各國(guó)核電廠可根據(jù)自己國(guó)家核電法規(guī)的具體要求和電廠情況,選擇是采用9 要素還是10 要素來(lái)編制和管理電廠的老化管理大綱。鑒于我國(guó)核安全導(dǎo)則HAD 103/12《核動(dòng)力廠老化管理》是按照大綱9 要素來(lái)要求的[8],國(guó)內(nèi)核電廠可按照9 要素的原則來(lái)編制、實(shí)施、審查和評(píng)估老化管理大綱。