核电厂商品级物项适用性确认浅论及实践

李晓峰

【摘 要】核电厂运营阶段商品级设备或零部件的停产淘汰，核安全相关的属性对此类备件的替代方案评估带来困难，论文对商品级物项的适用性确认方法进行阐述，并对核电厂常用的备件品类继电器进行实践评估。

【Abstract】During the operation stage of nuclear power plant， commercial grade equipment or spare parts are shut down， and related attributes of nuclear safety bring difficulties to the evaluation of alternatives to such spare parts. This paper elaborates on the applicability confirmation method of commercial grade items， and carries out practical evaluation on the relay of spare parts commonly used in nuclear power plant.

【關键词】商品级物项;适用性确认;继电器

【Keywords】commercial grade items; applicability confirmation; relay

【中图分类号】TM623                                   【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）08-0073-02

1 引言

1.1 商品级物项的定义

核电厂是由安全相关部件和非安全相关部件构成。安全相关部件需符合法规制定质量保证大纲的要求，通过采取计划和系统的措施，以控制安全相关部件的质量。

商品级物项指符合以下条件的物项：不受核设施特定设计要求或技术规格要求的约束;用于除核设施以外的用途;按照制造商公布的产品描述（如产品目录）中给出的规格，从制造商/供应商采购。

1.2 商品级物项的应用需求

在20世纪80年代美国三哩岛事故后，因新建核电厂数量减少，急剧萎缩的核电市场使得部分供应商没有足够能力继续执行既有的核质保大纲，只能按照商品级物项采购备品备件。随着核电厂投入运行的时间越来越长，设备的淘汰升级等问题日益凸显，对供应商按照核质保大纲供货的要求越来越多，包括证明与停产设备的等效性、评估生产过程的变化等。

2 商品级物项适用性确认

拟用于安全相关用途的商品级物项的适用性确认涉及两个步骤：技术等效性评估、产品验收方法。

2.1 技术等效性评估

典型的技术等效性评估过程有以下6个步骤：①确定技术评估需求。通常，在物项的功能特性、安装互换性，环境兼容性或鉴定一致性出现变化时需要进行技术评估。②零部件安全功能识别。部件如果不需要执行安全相关功能，与安全无关，反之，该部件与安全相关。零件的可靠故障机制如果影响组件的安全相关功能，该部件非安全相关，反之与安全无关。③失效模式和后果分析。失效模式和后果分析是实现安全功能识别的具体方法。④相似性或替代项目认定。⑤替代项目的等效性评估。针对替代前后差异性进行评估，评估的依据包括：系统设计要求和通用技术要求等。⑥技术和质量要求的规范。包括：技术参数的明确、生产设计制造的规范以及供应商文档提供的要求。

2.2 产品验收方法

2.2.1 专项试验和检验

通过专项试验和检验验收商品级物项应在物项收货时或收货后进行专项试验和检验，以验证选定的关键特性是否满足采购技术要求，专项试验和检验也可包括安装后试验。

如果有足够的数据来进行相应的检验和试验，对所有商品级物项，买方宜采用该方法，该方法最适合性质相对简单的、确认关键特性可做试验的物项。

要采用专项试验和检验的验收方法，应通过编制计划或检查表来验证物项的关键特性。此计划或检查表应包括：试验和检验内容、试验方法和检验技术、验收标准、检验和试验结果的评价。

在适当的情况下，可按照抽样方案进行检验和试验。可以将安装后的试验作为标准维护试验的一部分。核电厂运营商可以把特殊检验和试验外包给认可的试验机构。

一旦通过专项试验和检验验证了关键特性，买方可认定物项可以用在安全相关用途。专项试验和检验报告构成客观证据。

2.2.2 供应商商品级调查

核电厂运营商希望根据供应商进行商品质量控制验收商品级物项时，可采用供应商商品级调查的方法，该方法可构成质量计划、程序或实践。该方法最适合由一个供应商独家提供、技术信息较难获取、组合件等特征的物项。

进行商品级调查必须满足两个基本标准：第一，供应商必须确认在商品质量体系活动范围内选定的商品级物项的关键特性受控;第二，必须向核电厂运营商保证其质量体系活动对商品级物项实施了充分和适当的控制。

2.2.3 源地验证

源地验证适合单个物项或物项发货，源地验证更适合不常采购或需要催交的物项。如果源地验证时确定供方适当地控制了关键特性，收货时只需要验证件号。一旦完成标准收货检验和源地验证文件，相应的物项就被验收。

应在批准的调查计划/检查表上记录源地验证的结果，调查计划/检查表包括：供应商要控制的关键特性、针对关键特性应验证的供应商控制、调查方法、验证活动及其结论。

2.2.4 合格供应商/物项性能记录

核电厂运营商可以基于对供应商商品级物项的信心（信心来自于该物项成熟的性能）验收该物项。采用该方法，核电厂运营商可基于成功应用上述三种方法或相关行业性能数据所获得的历史验证资料信赖物项的性能。

2.2.5 两种或两种以上方法结合使用

为了有效验证关键特性并且形成合理保证物项合格的客观证据，可同时采用二种或二种以上的上述验收方法。

2.3 产品验收的样本选取方案

产品验收的样本选取方案直接关系到验收结果的客观公正性，样本选取方案与产品验收方法的选择息息相关。一般情况下，专项试验和检验、源地验收这两种验收方法需考虑样本选取方案。

样本选取方案还与验收内容是否包括破坏性试验相关;样本选取方案包括样本量大小、是否随机等，详细的样本选取方案的制定可参考Guideline for Sampling in the Commercial-Grade Item Acceptance Process（TR-017218-R1）。

3 商品级物项适用性确认实践

3.1 物项基本信息：电磁继电器

应用系统：核岛厂房核级风阀启闭控制柜控制继电器。

供应商：苏州东仪。

制造商：欧姆龙。

型号：MY4N-J DC24/48。

3.2 技术等效性评估

3.2.1 确定技术评估需求

制造商已确定MY4N-J DC24/48型继电器已停产，已确定更换产品，需要进行技术评估，以确认接口、互换性、安全性、适合性和功能性是否满足要求。

3.2.2 零部件的功能分类

该继电器控制核级风阀的启闭，与安全有关。控制功能是通过改变继电器触点的状态来完成的，因此，继电器的功能模式是有效的。

3.2.3 失效模式和影响分析

可靠的故障机制/模式及其对继电器的影响如下：①拒动或误动：未改变状态或失去控制功能。②触点表面的腐蚀：高电阻/电路完整性损失。③触点短路或开路：电路完整性丧失。④地震事故期间的安装完整性：母部件完整性的丧失。⑤在地震事故中触点颤振：虚假驱动。

3.2.4 相似性或替代项目评估

制造商已确定更换继电器，原件不再可用。因此，这是一个替代项目采购。

3.2.5 替代项目的等效性评估

通过对MY4ZN-D2-DC24/48及MY4N-J DC24/48型继电器的关键特性参数绝缘强度、动作/复位电压、动作/复位时间、触点容量、接触电阻、材料、尺寸、重量和安装方式进行对比评估，MY4ZN-D2-DC24/48项继电器可以替代MY4N-J DC24/48型继电器。

3.2.6 技术和质量要求规范

继电器：MY4ZN-D2-DC24/48（及安装附件）。

文件：技术规格说明书，完工报告（需包含质量计划、出厂性能检验报告）。

3.3 产品验收方法

产品验收方法选择专项试验和检验及源地验证，识别关键验证参数及验收标准如下，并作为文件记录。檢查项目：操作功能、释放功能、线圈电阻、动作电压、释放电压、接触电阻、动作时间、释放时间，验收标准按厂家技术规格书。

4 结语

核电厂运行所需备品备件更新换代较频繁，商品级物项的适用性确认将会作为一种主要技术评估手段来实现核级备件的使用评估。作为核电厂运营备品备件的技术从业人员，应该加强商品级物项的适用性确认的理论学习及实践，积累相关经验，在保障核安全的基础上创造更多的经济效益。