馬明澤，陶 鈞，王惠良

（秦山核電有限公司，浙江 海鹽 314300）

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，世界上越來(lái)越多的核電廠運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)超過(guò)30年，大家對(duì)核電廠的老化及壽命管理問(wèn)題都非常關(guān)注。圖1顯示的是截至2006年，世界上核電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的分布圖。從世界核電廠運(yùn)行及發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，隨著核電廠運(yùn)行安全性的提高以及出于經(jīng)濟(jì)性方面的考慮，越來(lái)越多的核電廠在到達(dá)設(shè)計(jì)運(yùn)行壽期或運(yùn)行執(zhí)照許可運(yùn)行期限后，仍希望或已經(jīng)在核安全監(jiān)管當(dāng)局的評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)的基礎(chǔ)上繼續(xù)保持核電廠的運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，核電廠都非常重視電廠的壽命管理，包括：（1）優(yōu)化SSCs（系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、部件）的運(yùn)行、維修和服役壽期；（2）將性能和安全裕度保持在可接受的水平；（3）最大限度地回報(bào)電廠服役壽期內(nèi)的投資。

核電廠的老化管理的目的是確保電廠內(nèi)安全重要系統(tǒng)、構(gòu)筑物、部件（SSCs）的狀態(tài)能夠被長(zhǎng)期有效地跟蹤、監(jiān)測(cè)，并且通過(guò)各種可量化的信息、可采集的數(shù)據(jù)來(lái)描述SSCs是否能夠完成其預(yù)定功能，是否發(fā)生了由于老化引起的功能降級(jí)；進(jìn)而為SSCs的檢修管理、延壽管理提供基于老化機(jī)理和實(shí)際狀態(tài)的理論依據(jù)，從而有效地控制SSCs各種老化因素的影響，以使核電廠在整個(gè)壽期內(nèi)以及延壽運(yùn)行期間維持所要求的安全裕度，保證核電廠長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 世界核電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間分布圖Fig. 1 Operation time distribution of world nuclear power plants

電廠老化與壽命管理（Aging Management& Plant Life Management, AM & PLIM）綜合考慮核電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)核電廠安全相關(guān)及核電廠可用率和核電廠壽命相關(guān)、又有潛在老化降級(jí)傾向的SSCs，采取有效的管理措施，使核電廠SSCs的運(yùn)行、維修和技術(shù)支持（在役檢查、試驗(yàn)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等）最佳化，并采取適當(dāng)?shù)闹匦略O(shè)計(jì)、更換和研發(fā)等老化降級(jí)緩解措施或糾正行動(dòng)，確保核電廠SSCs在整個(gè)服役期間，包括電廠延壽期間，其安全裕度能夠滿足要求，并維持盡可能高的性能水平，延長(zhǎng)電廠壽命，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

1 國(guó)外核電廠壽期管理介紹

1.1 背景

在過(guò)去的幾十年內(nèi)，世界核電的重點(diǎn)已經(jīng)從建設(shè)新的核電廠轉(zhuǎn)變到采取措施盡量延長(zhǎng)運(yùn)行核電廠的服役壽期。許多國(guó)家采取的方法表明他們?cè)趯?duì)電廠壽期管理方面的興趣逐步增加，這主要集中在確保電廠正常的服役壽期及延長(zhǎng)電廠的服役或運(yùn)行壽期。對(duì)于一個(gè)核電廠，安全方面的考慮是極為重要的。只有安全方面的要求得到滿足的電廠才能獲得和延長(zhǎng)/重新取得運(yùn)行執(zhí)照。

以美國(guó)為例，美國(guó)核電廠的長(zhǎng)期運(yùn)行主要依靠完善的壽命管理，以繼續(xù)確保電廠運(yùn)行的安全性和成本效率。安全始終放在運(yùn)行核電廠的首要位置，美國(guó)核電廠的安全紀(jì)錄繼續(xù)改善，與此同時(shí)，其成本效率也在提高。例如，核電廠工人每200 000工時(shí)的事故率大概是0.12次（事故是指喪失部分、全部勞動(dòng)力或死亡），這個(gè)數(shù)字大大低于電力工業(yè)2.0次和制造業(yè)3.5次的平均水平。另一個(gè)安全指標(biāo)是核電廠異常事件報(bào)告的數(shù)量。數(shù)據(jù)顯示從20世紀(jì)80～90年代，這個(gè)指標(biāo)呈顯著下降趨勢(shì)，到2000年以后，穩(wěn)定在一個(gè)相對(duì)低的數(shù)量水平。

電廠運(yùn)行的成本效率也是壽命管理的重要部分。雖然安全是電廠運(yùn)行考慮的首要因素，但為了電廠的長(zhǎng)期運(yùn)行，運(yùn)行成本效率也是必須要考慮的一個(gè)因素。數(shù)據(jù)繼續(xù)顯示，最安全的核電廠也是最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核電廠。安全和成本效率之間的正相關(guān)性是美國(guó)核電復(fù)興的一個(gè)主要原因。2006年工業(yè)平均生產(chǎn)成本（燃料、運(yùn)行和檢修開支）低于1.66美分/千瓦時(shí)。過(guò)去幾年來(lái)的平均生產(chǎn)成本低于2美分/千瓦時(shí)，這和其他能夠提供大量可靠電力的電力行業(yè)相比具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2006年美國(guó)核電廠平均容量因子為90%，過(guò)去幾年來(lái)的平均容量因子也差不多為90%。而在20世紀(jì)80年代初期，核電廠的平均容量因子低于60%。從20世紀(jì)80～90年代，這個(gè)指標(biāo)在不斷提高，到現(xiàn)在基本保持在平均90%的水平。而前四分之一的運(yùn)行核電廠，其年度容量因子達(dá)到95%以上。這些高的容量因子是核電廠運(yùn)行成本下降的主要原因。

美國(guó)有100多座核電機(jī)組在運(yùn)行，初始頒發(fā)的運(yùn)行執(zhí)照的運(yùn)行年限為40年。對(duì)于運(yùn)行超過(guò)40年的核電廠要繼續(xù)運(yùn)行，進(jìn)行執(zhí)照更新是先決條件，由于實(shí)施成功的電廠壽命管理，目前延長(zhǎng)運(yùn)行至60年是一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)。美國(guó)首批核電機(jī)組在20世紀(jì)60年代建成，到現(xiàn)在部分核電廠已達(dá)到或接近運(yùn)行年限。目前，美國(guó)已有50座左右的核電機(jī)組完成了運(yùn)行執(zhí)照的更新，將運(yùn)行壽命延長(zhǎng)到60年，還有部分核電機(jī)組運(yùn)行執(zhí)照更新在申請(qǐng)中。圖2顯示了如果采取執(zhí)照更新后美國(guó)核電廠發(fā)電量的增加。

圖2 執(zhí)照更新對(duì)美國(guó)核電站發(fā)電量的影響Fig. 2 Impact of license renewal on the power output of US nuclear power plants

在核電廠延壽方面，目前世界上主要存在兩種模式：一種是運(yùn)行執(zhí)照有期限（一般是40年）的核電廠，在運(yùn)行執(zhí)照到期后必須進(jìn)行執(zhí)照更新，然后才能繼續(xù)運(yùn)行。這方面最典型的是美國(guó)的核電廠。在執(zhí)照更新方面，美國(guó)相關(guān)的法規(guī)以及核工業(yè)導(dǎo)則和程序等已經(jīng)相當(dāng)成熟了，相應(yīng)的文件體系也越來(lái)越完善。另外一種是運(yùn)行執(zhí)照是沒(méi)有期限的，核電廠必須每10年進(jìn)行一次定期安全評(píng)審，只要評(píng)審的結(jié)果顯示核電廠仍然保持安全運(yùn)行，則核電廠就一直可以運(yùn)行下去。很多歐洲的核電廠屬于這種情況。例如，法國(guó)EDF，根據(jù)國(guó)家的法規(guī)和具體的要求，每10年對(duì)其所有的核電廠進(jìn)行安全評(píng)審。對(duì)于電廠的壽命管理大綱，集團(tuán)公司安排進(jìn)行審查。電廠的壽命管理，關(guān)鍵考慮的因素就是安全和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，只要這兩方面都滿足要求，核電廠就可以繼續(xù)運(yùn)行下去。

1.2 美國(guó)核電廠的執(zhí)照更新

自從1998年第一個(gè)執(zhí)照更新申請(qǐng)?zhí)岢鲆詠?lái)，NRC和核工業(yè)相關(guān)的導(dǎo)則和程序已變得越來(lái)越成熟，相應(yīng)的文件化工作也越來(lái)越完善。例如，NRC已經(jīng)修訂了NUREG-1800，“審查核電廠執(zhí)照更新申請(qǐng)的標(biāo)準(zhǔn)審查計(jì)劃”（現(xiàn)在是第1版）；NUREG-1801, GALL報(bào)告（現(xiàn)在是第1版）；NEI（美國(guó)能源研究所）已經(jīng)升版了NEI95-10，執(zhí)行10CFR（聯(lián)邦法規(guī)）第54章——執(zhí)照更新規(guī)則要求的工業(yè)導(dǎo)則（現(xiàn)在是第6版）。這些修訂后的導(dǎo)則文件結(jié)合首次執(zhí)照更新評(píng)審的許多經(jīng)驗(yàn)可以確保更適合未來(lái)的執(zhí)照更新申請(qǐng)。另外，NRC也調(diào)整了一些評(píng)審活動(dòng)，重點(diǎn)關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)的檢查和實(shí)地監(jiān)查。美國(guó)與執(zhí)照更新相關(guān)的文件如表1所示。

根據(jù)美國(guó)核電廠進(jìn)行執(zhí)照更新申請(qǐng)的經(jīng)驗(yàn)，一般來(lái)說(shuō)核電廠獲得運(yùn)行執(zhí)照更新分5個(gè)階段。

第一階段是準(zhǔn)備及研究階段，主要包括：準(zhǔn)備項(xiàng)目計(jì)劃、準(zhǔn)備項(xiàng)目導(dǎo)則、開發(fā)執(zhí)照更新信息管理系統(tǒng)、準(zhǔn)備培訓(xùn)導(dǎo)則、組織機(jī)構(gòu)建立。

第二階段是工程及環(huán)境工作開展階段，主要包括：電站綜合評(píng)價(jià)（I P A）（系統(tǒng)及設(shè)備篩選、老化管理大綱評(píng)審）、時(shí)限老化分析（TLAA）、環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

第三階段是編制執(zhí)照更新申請(qǐng)報(bào)告，主要是對(duì)第二階段整理的信息進(jìn)行總結(jié)并提供以下信息內(nèi)容: IPA 結(jié)果概要、TLAA 和豁免結(jié)果概要、安全分析報(bào)告補(bǔ)充材料、技術(shù)規(guī)格書的修改、初始環(huán)境影響報(bào)告的補(bǔ)充材料。

表1 美國(guó)和執(zhí)照更新相關(guān)的文件Table 1 US documents related to license renewal

第四階段是N R C審查及批準(zhǔn)階段，這個(gè)階段主要是協(xié)助N R C對(duì)執(zhí)照更新申請(qǐng)進(jìn)行審查, 包括: 響應(yīng)NRC的要求，提供和執(zhí)照更新申請(qǐng)安全及環(huán)境審查相關(guān)的補(bǔ)充信息 (RAIs)、協(xié)助N R C進(jìn)行監(jiān)查和現(xiàn)場(chǎng)巡查、協(xié)助N R C/A C R S(反應(yīng)堆安全防衛(wèi)咨詢委員會(huì))的公開會(huì)議、響應(yīng)NRC確定的公開和確認(rèn)項(xiàng)目并根據(jù)需要更新相關(guān)的支持性文件、根據(jù)NRC審查期間電廠的變化情況更新執(zhí)照、更新申請(qǐng)中的信息內(nèi)容(要求是每年更新一次)。

第五階段是承諾和實(shí)施階段，這個(gè)階段包括執(zhí)照更新申請(qǐng)承諾的和更新的安全分析報(bào)告補(bǔ)充部分中列出的老化管理大綱的實(shí)施，既包括現(xiàn)有的大綱繼續(xù)執(zhí)行，也包括部分現(xiàn)有大綱要進(jìn)行修訂，同時(shí)在進(jìn)入延長(zhǎng)壽期前一些新的大綱可能需要制定。

根據(jù)美國(guó)核電廠執(zhí)照更新的經(jīng)驗(yàn)，這幾個(gè)過(guò)程需要4～5年的時(shí)間，費(fèi)用大概需要1 000萬(wàn)～2 000萬(wàn)美元。美國(guó)NRC對(duì)核電廠運(yùn)行執(zhí)照更新申請(qǐng)的審查時(shí)間大概是22～30個(gè)月。

1.3 PSR在核電廠壽期管理中的作用

IAEA針對(duì)核電廠老化和壽命管理頒布了一系列的管理和技術(shù)導(dǎo)則如表2所示。

IAEA對(duì)核電廠老化和壽命管理的監(jiān)管要求按定期安全評(píng)審(PSR)的模式進(jìn)行，老化管理是PSR中的內(nèi)容之一。隨著核電廠運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，核監(jiān)管當(dāng)局對(duì)電廠老化安全的關(guān)注也隨之增加。基于IAEA的理念，老化管理是10年定期安全審查（PSR）所要求的14項(xiàng)安全因素之一。核電廠系統(tǒng)化老化管理應(yīng)以上一次PSR的結(jié)論為輸入，通過(guò)總體性老化管理活動(dòng)的開展，為下一次PSR做好準(zhǔn)備。系統(tǒng)化老化管理的實(shí)施步驟如圖3所示。PSR涉及電廠老化和壽命（延壽）兩方面的內(nèi)容，只要電廠相關(guān)SSCs老化管理等14項(xiàng)安全因素滿足PSR的審查要求，核電廠可10年一個(gè)周期不斷地循環(huán)往復(fù)地運(yùn)行。

表2 IAEA管理和技術(shù)導(dǎo)則Table 2 IAEA management and technical guides

PSR老化管理審查內(nèi)容包括：老化管理組織機(jī)構(gòu)及職責(zé)；核電廠現(xiàn)有老化管理大綱和程序?qū)匣芾磉m用性評(píng)估；老化管理設(shè)備篩選清單合理性及完整性；篩選的老化管理設(shè)備老化機(jī)理分析、老化探測(cè)方法、老化緩減措施、老化狀態(tài)評(píng)估、老化管理程序的適應(yīng)性；專題性老化管理的適合性。

2 秦山核電廠老化管理

秦山核電廠是中國(guó)第一座自主研發(fā)、自行設(shè)計(jì)、自行建造的核電廠。作為原型核電廠，其電功率為30萬(wàn)kW，設(shè)計(jì)壽命為30年。核電站于1991年12月15日并網(wǎng)發(fā)電，至今已經(jīng)運(yùn)行了18年。秦山核電廠在2003年完成了第一次定期安全審查，對(duì)安全重要的主要設(shè)備均進(jìn)行了相應(yīng)的老化機(jī)理分析及老化管理審查，發(fā)現(xiàn)了老化管理中的弱項(xiàng)，提出了相應(yīng)的對(duì)策。目前，在秦山核電廠已經(jīng)成立了專門的機(jī)構(gòu)，協(xié)調(diào)核電廠的老化管理，已經(jīng)確立了建立一套完整的老化管理體系、電廠安全重要的系統(tǒng)、構(gòu)筑物和部件（SSC）的老化得到有效控制的老化管理總體目標(biāo)，并制定了秦山核電廠老化管理的5年規(guī)劃。5年規(guī)劃的工作內(nèi)容框架包括：建立老化管理體系及老化管理大綱、開展部分重要安全相關(guān)設(shè)備的老化管理、建立老化管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

2.1 老化管理組織機(jī)構(gòu)

老化管理是一項(xiàng)綜合性的活動(dòng)，需要核電廠各相關(guān)組織（包括外部組織）協(xié)同配合，為此需要強(qiáng)有力的組織保證。秦山核電廠根據(jù)IAEA老化管理組織機(jī)構(gòu)模型要求，結(jié)合秦山核電廠實(shí)際，提出秦山核電廠老化管理組織機(jī)構(gòu)模型如圖4所示。

2.2 老化管理大綱

秦山核電廠完成了《秦山核電廠老化管理大綱》的編制，大綱采用了IAEA推薦的系統(tǒng)化老化管理模型。

圖3 系統(tǒng)化老化管理的實(shí)施步驟Fig. 3 Implementation steps for systematic aging management

老化管理活動(dòng)以對(duì)老化機(jī)理的理解為核心，按P D C A循環(huán)，即P-P L A N、D-D O、C-CHECK和A-ACT四個(gè)方面構(gòu)成循環(huán)。系統(tǒng)化老化管理是將PDCA循環(huán)應(yīng)用于核電廠SSCs的過(guò)程，詳見(jiàn)圖5。

老化管理過(guò)程的封閉循環(huán)表明,需要根據(jù)當(dāng)前對(duì)SSCs的理解和評(píng)估以及同行審查的結(jié)果，不斷改進(jìn)SSCs的具體老化管理大綱。每完成一次循環(huán)，對(duì)SSCs老化的認(rèn)識(shí)和管理就上升一個(gè)層次。

秦山核電廠老化管理大綱從管理和技術(shù)兩方面對(duì)秦山核電廠310 MW壓水堆核電機(jī)組開展系統(tǒng)化老化管理提出總體性要求。內(nèi)容包括老化管理所依據(jù)的法規(guī)、規(guī)范、導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)；系統(tǒng)化老化管理大綱的模型和實(shí)施步驟；老化管理的組織機(jī)構(gòu)；老化管理大綱與現(xiàn)有管理大綱和程序的關(guān)系；老化管理數(shù)據(jù)收集、記錄保存和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的要求；老化管理設(shè)備篩選原則和篩選結(jié)果；老化機(jī)理分析的技術(shù)要求和分析結(jié)果；建立針對(duì)設(shè)備的老化管理大綱；建立針對(duì)專題的老化管理大綱；技術(shù)退化問(wèn)題的管理對(duì)策。

2.3 關(guān)鍵設(shè)備的老化管理

秦山核電廠根據(jù)IAEA、美國(guó)NRC等機(jī)構(gòu)針對(duì)核電廠的老化管理方法，在初步確定應(yīng)進(jìn)行老化評(píng)價(jià)和管理的系統(tǒng)、構(gòu)筑物和部件（簡(jiǎn)稱SSCs，統(tǒng)稱設(shè)備）清單并進(jìn)行篩選的基礎(chǔ)上，決定首先開展反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器波動(dòng)管、儀控電纜、安全殼及堆腔混凝土等的老化管理項(xiàng)目，制定相應(yīng)的老化管理大綱，建立相應(yīng)的老化管理數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)其實(shí)際老化狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)及剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。下面介紹一些關(guān)鍵設(shè)備的老化管理開展情況。

圖4 老化管理大綱組織機(jī)構(gòu)、功能及其接口關(guān)系Fig. 4 Aging management program, organizations, functions and their interfaces

2.3.1 壓力容器

對(duì)于壓水堆核電廠來(lái)說(shuō)，反應(yīng)堆壓力容器（RPV）在核電廠的整個(gè)服役期內(nèi)，無(wú)論從技術(shù)或從經(jīng)濟(jì)角度看都是難以更換的，所以，RPV的壽命就決定了整個(gè)核電廠的運(yùn)行壽命。反應(yīng)堆壓力容器的老化管理工作實(shí)際上從設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)開始。2005年5月，秦山核電廠與設(shè)計(jì)院合作，根據(jù)秦山核電廠設(shè)計(jì)及十幾年運(yùn)行情況,開始對(duì)反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)行中期評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)方法的研究, 并對(duì)秦山核電廠反應(yīng)堆壓力容器中期老化狀況進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)應(yīng)用該方法來(lái)指導(dǎo)與規(guī)范今后反應(yīng)堆壓力容器老化管理工作，為核電廠將來(lái)的延壽運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。先后完成了反應(yīng)堆壓力容器中期評(píng)估實(shí)施程序、反應(yīng)堆壓力容器材料輻照影響評(píng)估報(bào)告、反應(yīng)堆壓力容器疲勞損傷影響評(píng)估報(bào)告、反應(yīng)堆壓力容器結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估報(bào)告、反應(yīng)堆壓力容器特殊問(wèn)題影響評(píng)估報(bào)告、前四根輻照監(jiān)督管試驗(yàn)與理論計(jì)算的合理性和適用性的評(píng)估及修正計(jì)算報(bào)告、輻照監(jiān)督大綱修改建議報(bào)告等的編制。其中反應(yīng)堆壓力容器結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估包括了：RPV材料輻照后脆性轉(zhuǎn)變溫度升高的預(yù)測(cè)、P-T限制修訂、上平臺(tái)能量的評(píng)估、承壓熱沖擊下完整性評(píng)估。評(píng)估結(jié)果表明，在現(xiàn)有的輸入條件下，秦山核電廠反應(yīng)堆壓力容器在壽期末乃至在延壽階段（假定延壽20年）的結(jié)構(gòu)完整性是有保證的。

圖5 系統(tǒng)化老化管理的實(shí)施過(guò)程Fig. 5 Implementation of systematic ageing management

2.3.2 蒸汽發(fā)生器

蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)化的老化管理工作自2004年10月正式啟動(dòng)，首先進(jìn)行的是蒸汽發(fā)生器老化管理大綱的開發(fā)和管理支撐數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，希望以此項(xiàng)目來(lái)獲得老化管理大綱及管理數(shù)據(jù)收集、記錄、儲(chǔ)存方面的經(jīng)驗(yàn)。2005年4月完成了對(duì)蒸汽發(fā)生器老化機(jī)理的分析，2005年年底完成了《SG老化管理大綱》。大綱按照PDCA循環(huán)的順序，對(duì)蒸汽發(fā)生器老化管理的各個(gè)方面作了描述和規(guī)定，其中完成的內(nèi)容包括：老化機(jī)理的分析和篩選、建立了老化管理大綱的編制原則和構(gòu)成、建立了蒸汽發(fā)生器老化管理文件體系、確定蒸汽發(fā)生器老化管理的內(nèi)容和時(shí)機(jī)、建立了蒸汽發(fā)生器老化評(píng)估的體系、建立了具有一定操作性的蒸汽發(fā)生器老化管理工作程序，規(guī)定了清晰的工作流程。2005年11月，數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)試完成，安裝在秦山核電廠局域網(wǎng)上試運(yùn)行。蒸汽發(fā)生器老化管理大綱開發(fā)及蒸汽發(fā)生器老化管理數(shù)據(jù)庫(kù)的建立為蒸汽發(fā)生器的老化狀況評(píng)定和壽命評(píng)估打下了基礎(chǔ)。2006年12月開始，秦山核電廠與相關(guān)研究院所合作，開展蒸汽發(fā)生器的實(shí)際老化狀態(tài)與剩余壽命的評(píng)估工作。2007年建立了SG老化機(jī)理的實(shí)際老化狀態(tài)評(píng)價(jià)和壽命評(píng)估體系并通過(guò)了外部專家評(píng)審。2008年基于SG老化機(jī)理的實(shí)際老化狀態(tài)評(píng)價(jià)和壽命評(píng)估體系，對(duì)SG運(yùn)行17年的結(jié)構(gòu)完整性和熱性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)壽期和預(yù)計(jì)的20年延壽期的結(jié)構(gòu)完整性和熱性能進(jìn)行了評(píng)估。

2.3.3 穩(wěn)壓器波動(dòng)管

秦山核電廠穩(wěn)壓器波動(dòng)管考慮熱分層影響下的疲勞因子計(jì)算是2003年第一次定期安全審查弱項(xiàng)整改內(nèi)容之一。為了開展該項(xiàng)工作，需獲得穩(wěn)壓器波動(dòng)管熱分層參數(shù)實(shí)測(cè)值，根據(jù)實(shí)測(cè)穩(wěn)定數(shù)據(jù)并考慮電廠實(shí)際運(yùn)行瞬態(tài)，對(duì)穩(wěn)壓器波動(dòng)管的疲勞因子進(jìn)行計(jì)算并評(píng)估穩(wěn)壓器波動(dòng)管及三通的壽命。秦山核電廠在R9期間，安裝了穩(wěn)壓器波動(dòng)管溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以獲得穩(wěn)壓器波動(dòng)管熱分層正常的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。目前這套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行正常，利用這套系統(tǒng)獲得了相應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。上海核工程設(shè)計(jì)研究院已根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析計(jì)算考慮熱分層影響、電廠實(shí)際運(yùn)行瞬態(tài)下的穩(wěn)壓器波動(dòng)管及三通的疲勞因子和當(dāng)前使用壽命。2008年12月23日通過(guò)國(guó)家核安全局的評(píng)審，穩(wěn)壓器波動(dòng)管及三通的預(yù)計(jì)壽命從24.19年提高至42.85年。

2.3.4 其他設(shè)備的老化管理

電纜、安全殼的老化管理工作也已經(jīng)開展。電纜的老化管理工作包括：編制完成《秦山核電廠電纜老化數(shù)據(jù)庫(kù)軟件需求分析》：完成數(shù)據(jù)庫(kù)框架設(shè)計(jì)，完成秦山核電廠電纜清冊(cè)的收集整理，電纜基礎(chǔ)信息的收集整理，電纜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，核島電纜及常規(guī)島運(yùn)行電纜的現(xiàn)場(chǎng)勘察拍照，完成秦山核電廠電纜老化管理數(shù)據(jù)庫(kù)的編寫，并部分完成電纜老化管理數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)錄入。編制完成《電纜老化評(píng)估對(duì)象的篩選原則》：調(diào)研秦山核電廠現(xiàn)場(chǎng)電纜環(huán)境、熱區(qū)信息，調(diào)研國(guó)際推薦的篩選方法，確定電纜老化評(píng)估的篩選原則。編制完成《秦山核電廠電纜老化狀態(tài)指標(biāo)體系與壽命評(píng)價(jià)方法》：完成電纜老化機(jī)理的分析，確定電纜老化狀態(tài)指標(biāo)，建立估算使用中電纜剩余壽命的模型, 確定壽命評(píng)價(jià)方法。

對(duì)于安全殼，已完成安全殼老化管理和壽命評(píng)價(jià)方法調(diào)研，鋼襯里的防腐及根部的處理。完成安全殼老化及壽期評(píng)價(jià)第一階段工作：工作條件確認(rèn)、資料收集、全面現(xiàn)場(chǎng)普查、氯離子含量檢測(cè)、混凝土含氣量檢測(cè)、堿-集料反應(yīng)檢測(cè)、鋼筋銹蝕狀況檢測(cè)、混凝土碳化深度檢測(cè)、鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)。編制完成了《安全殼老化管理及壽命評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施方案大綱》、《安全殼老化管理及壽命評(píng)價(jià)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)工作報(bào)告》、《建立核電站安全殼長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建議報(bào)告》等。

另外，根據(jù)核電廠老化管理大綱建立的系統(tǒng)及設(shè)備篩選原則，完成了電廠需開展老化和壽命管理的系統(tǒng)和設(shè)備的篩選。對(duì)其中主要篩選出的關(guān)鍵設(shè)備老化管理工作規(guī)劃如表3所示。

3 秦山核電廠延壽工作的規(guī)劃

根據(jù)目前已完成的秦山核電廠壓力容器及蒸汽發(fā)生器兩個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)際老化狀態(tài)評(píng)估及壽命預(yù)測(cè)的情況來(lái)看，這兩個(gè)設(shè)備的狀態(tài)目前都處于非常良好的狀態(tài)，并具備在設(shè)計(jì)壽命30年運(yùn)行的基礎(chǔ)上繼續(xù)運(yùn)行的能力。鑒于秦山核電廠已經(jīng)運(yùn)行了18年，離設(shè)計(jì)壽期30年剩下12年的運(yùn)行時(shí)間，是否考慮進(jìn)行電廠延壽以及如何進(jìn)行延壽已經(jīng)成為秦山核電廠面臨的問(wèn)題。秦山核電廠前期進(jìn)行的老化管理工作，已經(jīng)為核電廠的延壽打下了基礎(chǔ)。但采取IAEA倡導(dǎo)的定期安全審查的方式，還是采取美國(guó)執(zhí)照更新的方式作為核電廠延壽的策略目前還無(wú)法確定。因?yàn)槲覈?guó)目前還沒(méi)有制定核電廠延壽的相關(guān)法規(guī)和導(dǎo)則，我們對(duì)于這兩種方式在電廠延壽方面具體需開展的工作也缺乏充分的認(rèn)識(shí)。

目前秦山核電廠正在制定延壽的工作規(guī)劃。主要的設(shè)想是成立運(yùn)行電廠、設(shè)計(jì)院以及相關(guān)運(yùn)行研究所共同組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)工作分兩步進(jìn)行。第一步是調(diào)研及可行性研究階段，主要包括采取走出去和請(qǐng)進(jìn)來(lái)的方法，對(duì)電廠延壽的兩種監(jiān)管模式（IAEA PSR模式或US NRC執(zhí)照更新模式）進(jìn)行調(diào)研，明確二者在管理和技術(shù)上的差異。對(duì)延壽需遵循的標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)差異進(jìn)行調(diào)研，明確電廠根據(jù)延壽標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)行整改的項(xiàng)目。通過(guò)調(diào)研，確定需進(jìn)一步開展專項(xiàng)老化管理項(xiàng)目。電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性是電廠延壽的動(dòng)力，提升電廠負(fù)荷是提高經(jīng)濟(jì)性的主要手段，秦山核電廠在設(shè)計(jì)時(shí)本來(lái)有比較大的余量，所以電廠延壽與提升功率結(jié)合在一起考慮。在調(diào)研的基礎(chǔ)上，進(jìn)行可行性研究，結(jié)合秦山核電廠的實(shí)際情況，綜合考慮電廠延壽的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可實(shí)施性，確定延壽的策略和延壽工作大綱。第二步是具體實(shí)施階段，根據(jù)延壽工作大綱，開展相應(yīng)的工作。

表3 關(guān)鍵設(shè)備老化管理工作規(guī)劃Table 3 Working plans for key equipment aging management

如果采用美國(guó)NRC的壽命管理模式，秦山核電廠需在設(shè)計(jì)壽命達(dá)到前5年提交延壽申請(qǐng)，提交的內(nèi)容按聯(lián)邦法規(guī)10CFR54的要求進(jìn)行，并給出需延壽的期限，例如20年。電廠延壽申請(qǐng)文件準(zhǔn)備需3年左右，因此電廠須在2012年開始準(zhǔn)備申請(qǐng)文件，并于2016年前完成并提交國(guó)家核安全局審查。篩選的老化管理專項(xiàng)評(píng)估項(xiàng)目需在2016年完成，老化評(píng)估報(bào)告和時(shí)限分析報(bào)告作為技術(shù)支持文件與延壽申請(qǐng)報(bào)告一并提交。

如果按IAEA的壽命管理模式，壽命管理采用PSR框架。電廠第二次PSR計(jì)劃在2010年啟動(dòng)，老化管理評(píng)估是PSR14項(xiàng)安全因素之一。在這次PSR中就應(yīng)該考慮增加延壽方面的內(nèi)容。而真正為延壽進(jìn)行的PSR，應(yīng)該是第三次PSR。第三次PSR就不能到第30年后才開始，因?yàn)槟菚r(shí)秦山核電廠的設(shè)計(jì)壽命已經(jīng)到了。所以第三次PSR就必須提前，按照PSR一般過(guò)程，應(yīng)該提前3～4年進(jìn)行。

4 存在問(wèn)題及討論

由于我國(guó)大多數(shù)核電廠運(yùn)行時(shí)間不是很長(zhǎng)，老化管理方面的工作對(duì)于我國(guó)大多數(shù)核電廠來(lái)說(shuō)還處于起步階段，而延壽方面的考慮更是沒(méi)有提上議事日程。其實(shí)基于IAEA及美國(guó)等開展老化研究比較早的國(guó)家或組織機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，核電廠的老化管理工作在電廠設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該開始進(jìn)行。目前我國(guó)核電廠在老化管理方面基本上是各自為戰(zhàn)，由于起步晚，在設(shè)備老化管理經(jīng)驗(yàn)、對(duì)老化機(jī)理的認(rèn)識(shí)、系統(tǒng)的老化管理方法、老化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、壽期預(yù)測(cè)方法、關(guān)鍵設(shè)備的時(shí)限老化分析等方面都明顯存在不足。由于老化管理是一個(gè)共性的項(xiàng)目，運(yùn)行的核電廠，包括在建的核電廠應(yīng)該聯(lián)合起來(lái)，構(gòu)建一個(gè)共同的平臺(tái)，聯(lián)合相關(guān)院所，形成合力，解決經(jīng)驗(yàn)及認(rèn)識(shí)不足的問(wèn)題，共同提高核電廠的老化管理水平。

雖然我國(guó)的核電廠在壽期管理方面同樣考慮的是安全和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面因素，但對(duì)于核電廠在到達(dá)設(shè)計(jì)壽期時(shí)采取何種策略以獲得繼續(xù)運(yùn)行的許可現(xiàn)在還不清楚，因?yàn)槲覈?guó)對(duì)于電廠延壽方面還缺乏相應(yīng)的法規(guī)。國(guó)內(nèi)目前基本上是每個(gè)核電廠在各自考慮電廠的老化及壽命管理問(wèn)題，但是否能夠滿足新的規(guī)范的要求還具有很大的不確定性。雖然我國(guó)對(duì)于新的核電建設(shè)有一個(gè)宏偉的規(guī)劃，但已運(yùn)行核電廠進(jìn)行延壽也是符合世界核電的發(fā)展潮流。所以，我國(guó)對(duì)于核電廠的延壽應(yīng)盡早出臺(tái)相應(yīng)的法規(guī)，對(duì)核電廠進(jìn)行延壽需要做的工作作出明確的規(guī)定。核工業(yè)界也應(yīng)制定核電廠延壽相關(guān)的指導(dǎo)性文件，以對(duì)核電廠的延壽工作進(jìn)行具體的指導(dǎo)。在法規(guī)及指導(dǎo)文件的完善方面，我國(guó)與其他先進(jìn)國(guó)家相比還有比較大的差距。

[1] K.S. Kang, T. Inagaki，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)，奧地利，IAEA 在電廠長(zhǎng)壽期管理方面的活動(dòng)[R].

[2] G. Young，Entergy Nuclear, USA，美國(guó)核電廠的執(zhí)照更新在壽命管理方面的作用[R].

[3] G. Young，Entergy Nuclear, USA，License Renewal Process in the U.S.[R].