《中國核能行業(yè)智庫叢書(第二卷)》市場推介圓滿完成。這是一本發(fā)產業(yè)先聲的智慧文萃，是行業(yè)專家們從不同角度、不同深度對產業(yè)前途命運進行思考的思想文庫，近期小編將精選部分觀點文章與廣大讀者共同品鑒。今天，和您分享的是系列文章之十四：從全壽期管理之技術要素看核電廠延壽的決策基礎。

作者簡介

戴忠華，蘇州熱工研究院黨委書記、總經(jīng)理、正研級高工，中國核能行業(yè)協(xié)會評獎委員會委員、核能行業(yè)協(xié)會防人因失誤小組組長，長期從事核設施與核技術等方面的研究，是我國核電關鍵敏感設備管理(CCM)技術開拓者之一。

文章摘要

在役核電廠在滿足安全要求的條件下延壽(國內稱為“運行許可證延續(xù)”)是核電行業(yè)的重要趨勢，影響核電廠延壽決策的因素包括政治、經(jīng)濟、技術等多方面。核電廠系統(tǒng)、構筑物、部件(SSCs)的范圍界定與篩選、老化管理組合項及管理大綱的建立與審查、關鍵部件的時限老化分析等工作是開展核電廠延壽論證的主要內容，其結果也是核電廠延壽可行性決策的重要技術基礎。上述內容也是核電廠全壽期管理的重要技術要素，結合日常管理和定期安全審查進行的不斷更新與完善，必將提升核電機組的安全運行水平。本文介紹了中廣核集團在核電廠延壽論證與全壽期管理方面的經(jīng)驗，探討了兩者技術要素之間的關聯(lián)和邏輯，以指導國家能源技術創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃中核電機組延壽論證示范工程的管理與實施工作。

全文賞析

從全壽期管理之技術要素看核電廠延壽的決策基礎

前 言

核電廠延壽(國內稱為“運行許可證延續(xù)”)是指在審查核電廠狀態(tài)與安全水平并考慮限制系統(tǒng)、構筑物和部件(SSCs)壽命的管理程序和狀態(tài)基礎上，核電廠超出原設計或許可證規(guī)定的時間繼續(xù)運行。2017年9月1日，經(jīng)第十二屆全國人民代表大會常務委員會第二十九次會議通過并發(fā)布的《中華人民共和國核安全法》第二十八條對我國核電廠的延壽進行了闡述，從而在法理上確定了我國核電廠延壽的可行性。

核電廠延壽具有重要的價值：一方面，可以充分利用廠址，2011年日本福島事故后，國家核安全監(jiān)管力度進一步加強，對新堆的審批更為謹慎，新建核電廠面臨可用廠址越來越少、公眾輿論等條件限制，在役核電廠延壽可以充分利用已有廠址及配套設施;另一方面，通過延壽論證，可以及時發(fā)現(xiàn)技術短板，提出并實施技術改造和升級，有效提升核電關鍵技術能力和管理水平;此外，核電廠延壽還可以帶來巨大的經(jīng)濟效益，按當前我國百萬千瓦核電機組的建設成本，兩臺核電機組延續(xù)20年運行相當于新建一臺機組運行40年，從而能夠節(jié)約約200億元的建設成本，并帶動核電產業(yè)鏈發(fā)展。

因而，核電廠延壽是當前核電行業(yè)的重要趨勢，截至2019年2月底，全球在役的450臺核電機組中，有97臺服役時間達到或超出了40年(一般核電設計壽期40年)，美國在核電廠延壽方面走在了世界前列，其在役的99臺核電機組中，已有94臺的首次延壽(執(zhí)照期限由40年延長至60年)申請獲得了美國核管會(NRC)批準，有6臺機組在2018年向NRC提交了第二次延壽(執(zhí)照期限由60年延長至80年)申請。我國早期的秦山核電廠已向國家核安全局(NNSA)提交了延壽申請，大亞灣核電廠正在開展延壽論證工作，計劃2019年具備提交延壽申請的條件。

為提高核電的安全可靠性，保障機組具備延壽的條件，各核電國家均開展了多種管理措施，全壽期管理是其中極為有效的管理措施之一。如何協(xié)調全壽期管理與延壽論證的關系，在保障安全的前提下，利用最小的付出獲得更大利益是各核電廠應考慮的問題。本文從影響核電廠延壽的決策因素出發(fā)，分析了其中的技術因素與全壽期管理技術要素之間的關聯(lián)性，并結合中廣核的實踐提出了相關建議。

1 延壽決策因素

1.1影響核電廠延壽決策的因素

通過對國外核電發(fā)展現(xiàn)狀的研究，政治、經(jīng)濟和技術等方面是影響核電廠延壽決策的主要因素，德國的棄核行動主要是由于政治因素所導致的。另外，對美國部分核電廠在NRC批準了首次延壽申請后又決定關閉的原因進行分析(見表1)可以看出，技術因素是影響核電廠延壽決策的重要方面，因此，通過延壽論證，檢驗和評估技術的可行性是核電廠延壽決策的關鍵步驟。

表1 美國已批準延壽機組關閉原因分析

1.2 延壽論證的策略

目前國際通行的延壽論證策略主要有兩種：一種是以美國為代表的執(zhí)照更新(LR)策略，根據(jù)該策略，核電業(yè)主向監(jiān)管當局申請執(zhí)照更新，每次執(zhí)照更新20年;另一種是加強型PSR(IPSR)，在該策略下，核電業(yè)主每十年對電廠進行安全審查，并在第4個十年安全審查中采用加強型PSR對核電廠進行超出設計壽期的論證，韓國和匈牙利采用該策略。

執(zhí)行LR策略時，需要開展范圍界定與篩選、老化管理審查、時限老化分析和環(huán)境影響評價等分析和論證工作;執(zhí)行IPSR策略時，在常規(guī)PSR的基礎上，需要增加延壽相關的安全審查，主要包括：SSCs的詳細壽命評價、時限老化分析、老化管理大綱審查、運行經(jīng)驗反饋審查、最新國際技術標準審查以及現(xiàn)場檢查等工作。

1.3 中國核電廠延壽論證內容

2015年底，在廣泛調研的基礎上，NNSA參考LR策略發(fā)布了《<核電廠運行許可證>有效期限延續(xù)的技術政策(試行)》(以下簡稱“技術政策”)，用以指導核電業(yè)主開展延壽論證以及監(jiān)管部門對延壽申請的審查，根據(jù)技術政策，中國核電廠在延壽論證時，主要內容包括：安全論證基準確定、范圍界定與篩選、老化管理審查、時限老化分析、環(huán)境影響增補評價、最終安全分析報告(FSAR)升版以及工程改進計劃制定，其中主要的技術內容是范圍界定與篩選、老化管理審查、時限老化分析，論證所得出的結果是核電廠延壽可行性決策的重要技術基礎。

范圍界定與篩選主要是依據(jù)相關原則，確定在延壽論證范圍內的系統(tǒng)和構筑物，并確定需要進行老化管理審查的構筑物和部件，通過范圍界定與篩選可以確定在延壽論證范圍內的系統(tǒng)和構筑物清單，形成含“部件-材料-預定功能-環(huán)境”的物項組，以作為老化管理審查的對象，以便后續(xù)開展老化管理審查工作。

老化管理審查主要是識別并評價老化管理審查對象的老化效應、審查電廠管理老化效應的活動有效性，并提出改進建議，其主要目的是使老化管理審查對象在延壽運行期間能夠執(zhí)行其預定功能。通過老化管理審查，可以對電廠含“部件-材料-預定功能-環(huán)境-老化機理-老化管理大綱”的組合項給出明確的審查結論，同時提出相關改進建議。

時限老化分析主要是對老化相關、需確定服役時間、影響電廠重大決策的部件進行評估，確定能否安全服役至延壽期末。通過時限老化分析，可以對時限老化分析項給出明確的評估結論及相關的改進建議。

2 全壽期管理價值

2.1 全壽期管理的含義

全壽期管理是指通過下述活動將核電廠的運行、維修、工程、管理、延壽以及經(jīng)濟計劃融合為一個整體的過程：

(1)管理電廠的設備狀態(tài)(例如SSCs的老化和降級);

(2)優(yōu)化運行時間(包括選擇延壽和提前退役);

(3)在保證安全的同時使電廠價值最大化。

為更好地管理核電廠設備的老化問題，美國核電運營者協(xié)會(INPO)編制了“AP-913：設備可靠性管理”，其將全壽期管理作為可靠性管理的重要內容。AP-913的總體實施流程見圖1所示，首先按照一定的設備分類準則對電廠設備進行分類及識別，對不同類的設備分別進行性能監(jiān)測與持續(xù)改進管理;根據(jù)性能監(jiān)測的結果分別進行持續(xù)改進與糾正行動管理;根據(jù)糾正行動管理結果分別對性能監(jiān)測及持續(xù)改進進行反饋;持續(xù)改進的結果輸入到預防性維修管理;預防性維修管理的結果反饋至性能監(jiān)測管理;性能監(jiān)測、持續(xù)改進、糾正行動管理的結果同時輸入到全壽期管理中。通過全壽期管理可以綜合優(yōu)化性能監(jiān)測、持續(xù)改進、預防維修、糾正行動，最終實現(xiàn)在保障安全運行的前提下利益最大化。

圖1 設備可靠性管理內容及流程

2.2 全壽期管理的內容及對延壽的價值

圖2是全壽期管理的執(zhí)行流程，從該流程可以看出，范圍界定、設備和部件篩選、設備部件壽命評估以及壽期管理備選方案是全壽期管理的重要技術內容，其中設備部件壽命評估與延壽論證中的時限老化分析在內容和方法論上是相似的，壽期管理備選方案與延壽論證中的老化管理審查在本質上是相同的。由此可見，全壽期管理中的重要技術要素也是延壽論證的主要內容。但從時間軸上看，全壽期管理是一項長期的管理活動，應貫穿于設計、建造、運行、退役等核電廠全生命周期的各階段，屬于“線”上的長期工作，而延壽論證更主要的是“點”上的階段性工作。有效的全壽期管理對延壽有重大價值，主要體現(xiàn)在：

(1)技術要素，全壽期管理的主要技術要素可以為延壽論證奠定技術基礎;

(2)持續(xù)改進，全壽期管理中持續(xù)改進可提升機組的運行，包括延壽期的運行安全水平;

(3)合理方案，通過全壽期管理所制定和優(yōu)化的管理方案可以使機組延壽的效益最大化。

圖2 全壽期管理執(zhí)行流程

3 實踐與探索

3.1 大亞灣核電廠延壽論證項目簡介

大亞灣核電廠擁有兩臺百萬千瓦級壓水堆核電機組，是中廣核集團首座核電廠，也是中國大陸首座大型商用核電廠，1994年正式投入商運，從2013年開始進行延壽的預可行性研究，計劃于2019年底具備向NNSA提交延壽申請的條件。

在2016年底國家能源局發(fā)布的《能源技術創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》中，大亞灣核電廠的延壽論證工作被列入為延壽論證領域的示范項目，該項目的成果將有助于完善電廠日常管理措施，提升機組的安全水平，同時也有助于推動行業(yè)規(guī)范的建立。

3.2 主要工作

圍繞大亞灣核電廠的設備安全管理以及延壽論證，“長期”以全壽期管理為手段，建立了老化數(shù)據(jù)庫、開展了界定與篩選、老化管理審查、壽命評估和管理方案制定等工作;“短期”以延壽論證為契機，充分利用全壽期管理成果，并開展了安全論證基準確定、時限老化分析、環(huán)境影響評價、文件升版和工程改進計劃編制等工作;同時開展科研攻關，以解決全壽期管理以及延壽論證中遇到的技術難點，三者相互關系見圖3所示。從圖3可以看出，延壽論證中所需開展的界定與篩選、老化管理審查工作可以直接利用全壽期管理產生的成果，從而避免重復投入。

圖3 全壽期管理、延壽論證和科研攻關的內容與關聯(lián)性

4 結束語

本文從延壽論證的要求出發(fā)，梳理了延壽決策的技術要素，并分析了全壽期管理的技術內容，確定了兩者的關聯(lián)性，可以得出以下結論：

(1)技術要素是影響延壽決策的重要方面，延壽論證的主要技術內容包括范圍界定與篩選、老化管理審查和時限老化分析等工作;

(2)全壽期管理對核電廠長期安全運行及延壽具有重要價值，且延壽論證的技術內容也是全壽期管理的重要方面，在進行延壽論證時可充分利用全壽期管理的成果，避免重復投入;

(3)全壽期管理是“線”上的長期管理，而延壽論證是“點”上的階段性工作，電廠應加強全壽期管理工作。

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