孫海濤,呂云鶴,王 遜,馬若群,盛朝陽,高 晨,李宇浩,王寶祥
(生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心,北京 100082)
2017年初,國家核安全局開展了對秦山核電廠運行許可證延續(xù)(Operation License Extension,簡稱OLE)的核安全監(jiān)管工作。該項工作包括專項審評工作組的技術審評和現(xiàn)場監(jiān)督檢查。審評、監(jiān)督工作主要依據(jù)《中華人民共和國核安全法》[1]和《<核電廠運行許可證>有效期限延續(xù)的技術政策(試行)》[2]進行,同時參考美國《核電廠許可證更新申請的標準審評大綱》(NUREG-1800)[3]和《核電廠通用老化經(jīng)驗報告》(NUREG-1801)[4]等文件。本文結合國內首個商用核電廠OLE項目核安全審評實踐,通過對比美國核管會(Nuclear Regulatory Commission,簡稱NRC)針對許可證更新(License Renewal,簡稱LR)監(jiān)管經(jīng)驗,提出國內核電廠OLE的核安全監(jiān)管能力需要進一步鞏固和提升等有關建議。
美國是核能利用強國,也是世界核電廠許可證更新/延壽方面的先行者。截至2020年8月,NRC共批準了96個機組的首次LR申請,并批準了4個機組的第二次許可證更新(Subse?quent License Renewal,簡稱SLR)申請[5],詳見表1。2000—2019年,美國基于完備的核電廠老化經(jīng)驗反饋體系和豐富的科研成果,通過持續(xù)的LR申請和審查,積累了大量的安全論證和安全審查經(jīng)驗,也形成了比較完備的行業(yè)申請和安全監(jiān)管體系。
表1 美國核電廠LR/SLR情況Table 1 Situation of LR/SLR of American nuclear power plant
美國針對運行核電廠LR的最高層次文件是國家法律——原子能法;其次是美國聯(lián)邦法規(guī),第三層次是NRC管理導則和NUREG文件,其中NUREG-1800和NUREG-1801最為關鍵,NRC日常監(jiān)管文件與核電廠重要物項的完整性、老化和安全有關,如NRC通用信函、信息通告、公告等,這些文件被NUREG文件所引用,也是NRC關于LR監(jiān)管的重要文件;第四層次美國核電行業(yè)標準、協(xié)會技術文件,是核電廠老化管理和LR的基礎文件,見表2。
表2 美國核電廠LR文件體系Table 2 File system for LRof American nuclear power plant
我們由表2可見,美國針對LR的監(jiān)管文件體系完整、層次分明、基礎扎實,在規(guī)范核電廠業(yè)主LR申請文件的同時也有利于提高監(jiān)管的效率和科學性。
其中的NUREG-1801是NRC牽頭組織美國核電業(yè)主和行業(yè)共同編制的LR關鍵文件,它是借助美國LR持續(xù)的實踐經(jīng)驗和科研成果編制的,2001年發(fā)布第0版,至2010年已發(fā)布第2版,并陸續(xù)通過發(fā)布臨時導則完善,是美國核電廠LR的權威報告和基石文件。
NRC針對LR申請的審評包括安全審評和環(huán)境影響審評,對于安全審評主要有以下方式:辦公室安全評價審評(由NRC總部實施)、現(xiàn)場審核(Audit)(由NRC總部實施)、現(xiàn)場檢查(由地區(qū)監(jiān)督站實施)。
辦公室安全評價審評與國內核安全審評一致,現(xiàn)場檢查與國內現(xiàn)場監(jiān)督檢查基本一致。NRC針對LR的現(xiàn)場檢查依據(jù)文件主要有LR審評過程檢查程序(IP-71002)[6]和LR批準后現(xiàn)場檢查程序(IP-71003)[7]。國內一般會安排6個地區(qū)監(jiān)督站的機械、電氣、構筑物和在役檢查專業(yè)方向檢查人員開展2周的現(xiàn)場檢查及1周的辦公室工作,每個檢查人員需要對老化管理大綱、系統(tǒng)范圍界定等LR主要要素進行現(xiàn)場踏勘和檢查。
相對來說,NRC針對LR的現(xiàn)場檢查文件更完善,檢查周期更長、檢查技術含量更高。
NRC對核電廠提交的所有老化管理大綱逐一進行審評,包括核對大綱每個條款是否與NUREG-1801要求一致、是否能夠有效管理對象的老化效應、是否充分吸收運行經(jīng)驗等。針對某一份老化管理大綱,NRC核實其管理的每一個對象的信息,包括采用現(xiàn)場踏勘的方式核實設備的狀態(tài)(是否有老化失效)、設備的環(huán)境、設備檢查的可達性等。NRC對業(yè)主LR所提到的異常項(exception)和豁免項(exemption)比較關注,會對其重點審評。
總的來說,NRC針對美國核電廠LR申請的審評面較廣、深度也較深。
NRC針對LR和設備老化具體技術問題,開展了大量試驗研究工作,發(fā)布了專門的研究報告,如針對冷卻劑環(huán)境影響一回路壓力邊界部件疲勞問題的NUREG/CR-6260、NUREG/CR-6583、NUREG/CR-6909等,針對主管道熱老化的NUREG/CR-4513等,幾乎針對每個重要設備的每種老化機理均開展試驗研究并發(fā)布技術報告。此外,NRC針對LR的審評指導文件還包括眾多的核電廠老化研究報告(Nuclear Plant Ag?ing Research,簡稱NPAR),這些報告是NRC針對機械、構筑物等部件和系統(tǒng)老化問題的專題研究報告,也是LR監(jiān)管文件制訂的堅實基礎。
目前NRC針對核電廠從60年延壽到80年正開展相關研究,尤其針對反應堆壓力容器的輻照脆化、堆內構件的輻照促進應力腐蝕、混凝土長期輻照和高溫服役等問題,發(fā)布了延壽材料降質評價報告(NUREG/CR-7153)[8],以指導NRC針對延壽到80年的監(jiān)管活動。
綜上所述,NRC對于核電廠LR投入了大量的資金和研究力量,發(fā)布了豐富的研究報告,對于NRC制訂LR監(jiān)管技術文件和指導LR審評具有重要的基礎意義。
NRC對于LR的監(jiān)管工作已相對成熟,對于新的LR申請,NRC需要14個全職審評人員18月的審評(不包含聽證環(huán)節(jié)),其審評人員主要來自于NRC許可證更新處工作人員、處理電廠運行問題的技術職員和合同單位審評員的補充。
NRC針對美國核電廠LR申請審評的高效,一方面基于其完備的監(jiān)管文件體系,另一方面基于其審評人員的技能。NRC針對從事LR審評的技術人員有較成熟的培訓機制。培訓內容既包括LR相應法規(guī)、導則、標準的培訓,也包括核電廠安全重要物項老化方面的培訓,還包括審評技巧和方法的培訓。這些培訓對于學員短期內提高審評水平有較大幫助。
通過對秦山核電廠OLE項目的審評,國內積累了一定的核電廠OLE監(jiān)管實踐經(jīng)驗,但相對NRC的LR監(jiān)管實踐,仍處于起步階段[9]。
目前,國內針對OLE的文件體系也分為四個層次,其中第三層次僅為技術政策,缺乏NUREG-1800/1801等相應監(jiān)管導則和監(jiān)管技術報告文件的支撐,第四層次標準文件目前也主要通過轉化編制,見表3。
表3 國內核電廠OLE文件體系Table 3 File system for OLEof domestic nuclear power plant
通過對比中美文件體系,我們可以看出:目前我國OLE監(jiān)管體系基礎相對薄弱,缺少NUREG層次的監(jiān)管技術文件和通用信函、信息通告等下層技術文件的支撐;此外,對于主要依據(jù)法國RCC系列標準建造運行的國內核電廠,參考和應用基于美國ASME標準體系的LR技術文件時將會遇到不少技術問題。
國內針對秦山核電廠OLE項目的監(jiān)管,主要借助文件審評、現(xiàn)場踏勘和監(jiān)督檢查方式開展。與美國NRC大量LR監(jiān)管經(jīng)驗相比,國內核電廠OLE監(jiān)管基礎薄弱、監(jiān)管文件體系不完善、專業(yè)培訓缺乏。隨著我國核電廠運行堆年的增加,老化管理和許可證延續(xù)監(jiān)管工作任務將逐漸加重,監(jiān)管能力的提升需求也愈加迫切。
此外,國內監(jiān)管機構針對核電廠老化管理/OLE的科研仍存在一系列問題,如缺乏科研專項、研究基礎薄弱、投入不足等。這些問題不利于OLE核安全監(jiān)管能力的提升。
在作為核能大國的中國,越來越多的運行核電廠將面臨許可證延續(xù)問題。因此,核安全監(jiān)管部門也相應需要儲備和提升OLE監(jiān)管能力。通過中美核電廠許可證延續(xù)實踐對比,結合前期開展的秦山核電廠OLE審評工作經(jīng)驗,筆者提出建議如下。
我國應注重核電設備材料完整性、老化和壽命領域核安全監(jiān)管基礎文件的制訂,搭建并實踐中國核電廠OLE監(jiān)管文件體系,制訂OLE標準審查大綱、國內核電廠通用老化經(jīng)驗報告(CGALL)和OLE現(xiàn)場監(jiān)督大綱等文件,夯實我國OLE核安全監(jiān)管文件基礎,為許可證延續(xù)安全監(jiān)管活動保駕護航;同時,還應牽頭搭建和運維國內跨集團、跨領域的核電廠關鍵物項材料老化性能數(shù)據(jù)平臺,為通用老化經(jīng)驗報告等核心監(jiān)管技術文件的制訂奠定基礎。
此外,我國還應借鑒秦山核電廠OLE在對象篩選、老化管理審查和時限老化分析等方面的實踐和監(jiān)管經(jīng)驗,推動核電廠日常老化管理和定期安全審查的優(yōu)化。
NRC的現(xiàn)場審核對于國內核安全監(jiān)管實踐具有借鑒意義?,F(xiàn)場審核包括LR范圍界定和老化管理對象篩選方法的審核以及老化管理大綱的審核。審核結束后NRC需編寫審核報告。NRC的辦公室審評和現(xiàn)場審核是相互協(xié)調進行的,針對老化管理審評和老化管理大綱現(xiàn)場審核的流程如圖1所示。現(xiàn)場審核主要采用現(xiàn)場文件審評、踏勘和與業(yè)主討論的方式進行。老化管理大綱現(xiàn)場審核主要包括審評老化管理大綱的相關基礎文件、審查運行經(jīng)驗、技術討論、系統(tǒng)踏勘等活動。相對于辦公室審評,現(xiàn)場審核更能了解現(xiàn)場情況,也更有利于問題的現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)、確認和解決。
圖1 NRC辦公室審評與現(xiàn)場審核Fig.1 Document review and audit of NRC
我國后續(xù)可考慮參照NRC實踐,實施辦公室文件審評和現(xiàn)場審核配合開展,以提高審評的效率和效果。同時完善配套的OLE現(xiàn)場檢查文件,提升檢查水平和效果。
OLE/延壽監(jiān)管是核安全、材料和設備等多學科綜合領域,筆者建議后續(xù)從國家和部委層次推進核與輻射安全科研專項的設立和開展,加大基礎研究投入,鼓勵和支持OLE相應的試驗研究,基于研究報告制訂相關監(jiān)管文件,以保障相關監(jiān)管政策的制訂、監(jiān)管活動實施的質量和可靠性,促進我國OLE核安全監(jiān)管水平的持續(xù)提升。
我國后續(xù)應進一步提升針對國內核電廠OLE申請的審評深度和廣度;針對核電廠業(yè)主提交安全論證報告的支撐性文件,包括重要的篩選報告、老化管理審查報告、老化管理大綱和時限老化分析報告等,投入更多的審評力量;加強針對OLE審評和監(jiān)督人員的技術培訓,豐富培訓手段,開展老化管理專業(yè)性培訓,提高審評和監(jiān)督人員的技術能力;繼續(xù)保持與NRC關于OLE/LR方面的技術合作與交流,就技術問題與NRC開展討論,吸收NRC對美國核電廠LR申請的監(jiān)管經(jīng)驗。
(1)美國大部分核電廠許可證更新已獲得美國核管會的批準,在核電廠許可證更新領域具有豐富的監(jiān)管經(jīng)驗,建立了系統(tǒng)和完備的監(jiān)管文件和管理體系。
(2)國內開展了首個核電廠運行許可證延續(xù)項目的審評和監(jiān)管,制訂了相應的監(jiān)管技術政策和要求,但相對經(jīng)驗不足、文件體系不完善和科研保障不足。
(3)我國在充分借鑒美國核電廠許可證更新監(jiān)管經(jīng)驗的基礎上,后續(xù)應逐步完善運行許可證監(jiān)管文件和管理體系,加強核安全監(jiān)管基礎科研,提升相應的核安全監(jiān)管能力。