研究堆定期安全审查方法探讨

袁志敏，李子彦，彭学成，贾亚青，葛 源，张 黎，何堂将

（中国核动力研究设计院，四川成都 610041）

0 引言

定期安全审查（Periodic Safety Review，PSR）是IAEA 于20 世纪末期推出的一种新的综合性核动力厂安全审查方式，以规定的时间间隔，在考虑运行反应堆（核动力厂或研究堆）老化、修改、运行经验、技术更新和厂址特性改变的基础上，就涉及运行安全的各个方面对反应堆进行系统性和全面性的再评价。定期安全审查的目标是通过对运行中的反应堆进行综合性评价，保证在下一次定期安全审查完成之前反应堆能够安全地运行。

我国已经完成大量核电站和研究堆的定期安全审查，积累一定的经验和方法。但目前我国定期安全审查体系制度还不完善，缺乏系统的法规、标准、技术指南进行指导。在阐述实施定期安全审查法规标准体系的基础上，介绍定期安全审查的安全因素、工作流程和实施步骤及HFETR 三次定期安全审查情况及差别，提出研究堆定期安全审查方法的建议。

1 定期安全审查的法规标准规范体系

自IAEA 推出定期安全审查后，世界各国都开始对核动力厂实施这种安全审查方式，以加强对其安全监督管理，并进行大量的PSR 法规标准规范体系和方法研究。IAEA 在推出定期安全审查时发布安全标准NO.NS-G-2.10《Periodic Safety Review of Nuclear Power Plants》和一系列技术报告、安全报告，构建定期安全审查相关法规体系框架，但落实到操作层面缺乏技术标准和规范做支撑。目前美国定期安全审查相关的法规标准规范体系健全、技术要求和标准完整，可操作性强。

我国国家核安全局参照IAEA 的导则和技术文件编制相关文件。1999 年国家核安全局提出PSR 的初稿HAF0312《在运核动力厂的定期安全审查》，于2001 年开始对秦山一期核动力厂实施首次10 年PSR 试点；同时由于国、内外尚无研究堆定期安全审查法规标准，也没有成熟经验供借鉴，要求按照研究堆相关导则并参考核动力厂定期安全审查标准启动对HFETR 的首次定期安全审查试点，并下发导则性指南文件《对高通量工程试验堆实施定期安全审查的技术见解》（以下简称“技术见解”），在定期安全审查体系和方法上进行大量研究，取得一定研究成果和经验。

2 定期安全审查的安全因素

定期安全审查的范围包括运行许可证所覆盖的与核安全有关的所有设施、设备、活动、文字资料和贮存于其他媒介上的信息。根据国际经验，把整个定期安全审查任务划分为若干项安全要素。IAEA 安全标准NO.NS-G-2.10 将核动力厂定期安全审查安全因素分为14 个，归类为核设施、安全分析、性能和经验反馈、管理和环境五个方面。我国最初的PSR 导则（HAF0312《在运核动力厂的定期安全审查》和“技术见解”）将定期安全审查安全因素分为11 个。我国现行的核安全导则HAD103/11《核动力厂定期安全审查》规定的核动力厂定期安全审查安全因素与IAEA 安全标准NO.NS-G-2.10 一致，《研究堆定期安全审查》（报批稿，2004 年）将研究堆定期安全审查的安全因素分为13 项，而在2014 年征求意见稿中将一些安全因素合并，形成5 项安全要素:①研究堆的设计和安全；②构筑物、系统和部件的实际状态和老化管理；③安全性能；④组织机构和行政管理；⑤程序。

3 定期安全审查工作流程和实施步骤

3.1 定期安全审查工作流程

国家核安全局（以下简称NNSA）在导则HAD103/11《核动力厂定期安全审查》和《研究堆定期安全审查》中规定适用于所有安全因素的审查的“定期安全审查基本程序”如图1 所示。

3.2 定期安全审查实施步骤

定期安全审查具体实施步骤为:①编制审查大纲；②编制审查程序；③审查程序批准；④编制审查报告；⑤对审查报告的内容进行内部审查；⑥核设施安全委员会组织有关专家对审查报告进行审评；⑦将最终审查报告提交国家核安全局审评；⑧组织有关专家对NNSA 审评过程提出的问题进行回答或进行安全整治，并组织相关人员对审评所涉及的报告或程序的修改进行修订；⑨实施安全改进或纠正措施；⑩编制定期安全审查中发现的问题、纠正措施及评价报告编制定期

图1 研究堆定期安全审查流程

4 HFETR 定期安全审查实践

4.1 第一次定期安全审查

2001 年7 月，国家核安全局与中国核动力研究设计院（NPIC）在四川省成都市就HFETR 安全运行的管理问题，举行对话会。国家核安全局根据核安全法规的要求和国内、外在役研究堆发展趋势的分析，提出HFETR 已运行20 多年，部分设备已超过设计寿期，为进一步规范核安全管理，会议确定对HFETR 进行定期安全审查，并把HFETR 作为中国研究堆定期安全审查工作的试点研究堆。

2002 年2 月，NNSA 下达国核安发［2002］9 号《关于加紧实施高通量工程试验堆定期安全审查的通知》文件，对HFETR定期安全审查工作的进度提出具体时间和任务要求，要求NPIC 按照法规和文件规定做好HFETR 定期安全审查工作。我院针对核安全局的要求进行精心组织和策划，完成对HFETR的定期安全审查进行的内部审查；编制定期安全审查大纲、定期安全审查程序、定期安全审查报告、物项安全分级文件、在役检查报告、物项抗震校核报告、压力容器专项报告，同时完成审查过程中审评单位提出的问题回答及打包工作单等各类专项报告或文件。

在HFETR 首次定期安全审查工作中，产生各类报告、图纸、文件记录、专项资料共276 份。在11 个安全因素的审查过程中，发现不满足现行核安全法规要求的不符合项共48 项，NPIC根据现行核安全法规要求，对审查发现的48 个不符合项，制定纠正措施，并投入相当规模的资金，针对性的对薄弱环节进行技术改造、安全整治和更新，因部分整治项目的实施周期较长，NPIC 制定详实的工作计划，并在实施过程中加强内部的安全监督和质量控制；对安全相关物项的安全整治，按照纵深防御的原则，实施多层次设防。

2005 年11 月28 日至2005 年11 月30 日，国家核安全局组织召开第六届核安全与环境专家委员会第二次会议，会议就高通量工程试验堆定期安全审查和燃料低浓化安全分析的审评进行审议。专家们听取营运单位和审评单位就HFETR 定期安全审查的工作汇报，通过对营运单位提交的《高通量工程试验堆定期安全审查报告》《HFETR 低浓铀堆芯安全分析报告》《49-3混装过渡堆芯安全论证》报告及其相关文件的审评，审评专家经认真讨论后认为:HFETR 经过多项核安全整治工作能够满足安全停堆、余热排出和放射性包容三大基本安全功能要求，具备继续运行条件。国家核安全局于2006 年批准换发HFETR 运行许可证。

4.2 第二次定期安全审查

第一次定期安全审查后核安全局下发的运行许可证于2011 年4 月30 日到期，为保证后续科研生产任务的顺利进行，我院于2009 年启动HFETR 第二次定期安全审查。

2009 年7 月15 日，一所安防科组织审查讨论文件《关于高通量工程试验堆第二次定期安全审查的建议》，将实际状态、安全分析、老化管理和其他要素审查作为此次审查重点，经院审和与核安全局沟通，确定第二次定期安全审查重点关注2005 年以后HFETR 安全重要系统、设备和部件安全改进、更新改造等方面的变化对反应堆实际安全状态的影响，重点突出对三项基本安全功能审查。第二次定期安全审查重点审查4 项安全因素:“构筑物、系统和部件的实际状态”、“安全分析”、“老化管理”和“安全性能”。对其他安全因素合并在“其他安全因素”中进行符合性审查。国家核安全局于2011 年批准换发HFETR 运行许可证。

4.3 第三次定期安全审查

两次PSR 后，NPIC 持续对HFETR 进行维护、维修和更新，更换部分老化系统、设备和部件，保证系统、设备和部件的安全性能，使得HFETR 运行的安全状态比第二次PSR 前得到较大提高。根据核安全监管要求，2014 年，NPIC 与NNSA 沟通并达成共识，第三次PSR 重点审查HFETR 安全因素1 项:构筑物、系统和部件的实际状态和老化管理；对研究堆设计和安全分析、安全性能、组织机构和行政管理、程序等4 项安全因素合并在“其他安全因素”中进行符合性审查。国家核安全局于2016 年批准换发HFETR 运行许可证。

4.4 HFETR 三次定期安全审查的差别

HFETR 三次定期安全审查采用的工作流程和实施步骤是基本相同的，审查的安全因素内容是基本一致的，他们的差别主要表现在以下方面:

4.4.1 依据和参考文件

第一次定期安全审查依据和参考文件主要有:

（1）国家核安全局（2001.12）《对高通量工程试验堆实施定期安全审查的技术见解》。

（2）HAF201《研究堆设计安全规定》。

（3）HAF202《研究堆运行安全规定》。

（4）国核安发［2002］9 号《关于加紧实施高通量工程试验堆定期安全审查的通知》。

（5）国核安发［2003］145 号《关于对高通量工程试验堆进行安全再审查的通知》。

（6）HAF0312《在运核电厂的定期安全审查》（报批稿）。

（7）HAD×××《研究堆定期安全审查》（报批稿）。

（8）四川核安全监督站《关于对49-3 堆实施“定期安全审查”的意见或建议》。

第二次定期安全审查主要借鉴第一次定期安全审查的经验，其依据和参考文件主要是HAF201《研究堆设计安全规定》、HAF202《研究堆运行安全规定》和《研究堆定期安全审查》（报批稿）等。第三次定期安全审查的依据和参考文件主要是HAF201《研究堆设计安全规定》、HAF202《研究堆运行安全规定》和《研究堆定期安全审查》（征求意见稿，2014）等。

4.4.2 审查的安全因素

第一次定期安全审查按“技术见解”要求，全面审查11 个安全因素，其中将组织机构和管理、人因2 个安全因素合并审查，产生10 份安全因素审查总报告。第二次定期安全审查的安全因素为13 个，新增两个安全因素“研究堆的设计”和“应用和实验”，重点审查“实际状态”、“安全分析”、“安全性能”、“老化管理”4 个安全因素，其他9 个安全因素进行符合性审查，产生5份安全因素审查总报告。第三次安全审查重点审查“构筑物、系统和部件的实际状态和老化管理”，其他4 个安全因素合并在“其他安全因素”中进行符合性审查，产生2 份安全因素审查总报告。

4.4.3 物项安全分级

第一次定期安全审查开始时，没有物项安全分级，当时国内研究堆在物项分级标准上没有先例。定期安全审查涉及到构筑物、系统、设备、部件以及相应的程序的安全分级制度，物项的安全级别不同，所采取的对策也就不同。因此，为保证HFETR 定期安全审查工作的顺利进行，我院参考核动力厂物项分级原则，花费大量人力制定HFETR 物项分级标准，将HFETR 物项分级分为安全级、安全相关级、非安全级。

从第一次定期安全审查完成至今，HFETR 进行高压开关柜改造、两套蓄电池组和UPS 更换、2#柴油机组更换、增设第二套回补水系统和通风系统改造等。为保证设备安全分级的管理与实际状态相符，在第二次定期安全审查时，我院审查第一次定期安全审查时物项安全分级原则的适宜性，并按物项分级原则对改造过和新增系统设备的安全分级进行修订和升版。

物项安全分级的修订和升版后，主要变化有:

（1）增补第二套回补水系统物项安全分级，新增安全相关级、质保Ⅱ级和抗震类设备10 项，非安全级、质保Ⅱ级和非抗震类设备1 项。

（2）电气系统增加1 个安全级、质保Ⅰ级和抗震类设备（1#蓄电池组110 V 硅整流器）。

（3）对物项统计表中所有改造过和新增系统的设备信息进行更新。

4.4.4 关注重点

第一次定期安全审查主要审查与研究堆安全运行直接相关的系统和设备，按照HFETR 物项分级标准的要求，重点关注下列系统和设备:①反应堆压力容器；②堆芯布置；③一回路冷却系统（包括事故冷却系统、补水系统等）；④二回路冷却系统；⑤通风系统；⑥辐射监测系统；⑦控制保护系统；⑧专设安全设施；⑨实验装置；⑩供电系统。

第一次定期安全审查后，HFETR 经历高浓燃料元件过渡到低浓燃料元件的设计修改和“5.12”大地震，同时系统、设备老化问题越来越突出（国家核安全局关注重点），第二次定期安全审查重点关注对象取消堆芯布置，增加燃料元件、堆内构件、反应性控制系统、“5.12”地震反应堆厂房和其他系统设备的影响、安全重要电缆等。第三次定期安全审查重点关注对象增加过程测量系统、消防系统、极端事件外部缓解设施、应急设施等。

5 对研究堆定期安全审查的建议

（1）严格执行核安全监管要求，加强与核安全局沟通。定期安全审查是核安全监管体系的一部分，必须满足核安全监管的相关要求。目前美国在定期安全审查时只审查老化管理和对环境的放射性影响两个安全因素，把其他安全因素贯穿到平时的常规安全审查中，减少人力物力的投入。但在我国采取这种方式得不到核安全局的认可，必须加强和国家核安全局的沟通，在每次实施定期安全审查时，就定期安全审查的内容和审查方式达成一致，为此项工作的开展做好前期策划，保证定期安全审查的顺利实施。

（2）跟踪国内外定期安全审查的标准和规范，加强经验交流。国内相应的标准目前还不完善，现行的标准和导则很多条款缺乏具体的技术标准和规范来进行评价，在定期安全审查时对标准的理解不尽相同，具体审查时评价方法和模式不一致。因此要积极消化吸收国外完善的标准体系，加强国内外核设施定期安全审查的经验交流，以制定和完善我国核设施定期安全审查的标准体系，规范定期安全审查的方法。

（3）加强数据收集与整理。国内外核电厂针对定期安全审查，均有专门的组织管理部门进行跟踪管理。两次定期安全审查中，均发现由于历史原因和管理原因，很多设备原始数据和资料不齐全。目前HFETR 是将定期安全审查的相关工作贯穿到平时的维修、设备合格性、老化管理等工作中，相关数据未集中收集与整理，比较分散，每次定期安全审查均要花费投入大量的人力和时间来进行数据收集与整理。建议成立专门的数据收集小组，对相关数据进行系统收集，并借鉴某项目数据收集与研究经验，对收集数据进行总结，为后续反应堆退役和新堆如CENTER的设计建设提供指导。

（4）加强定期安全审查的相关技术研究和投入。由于研究堆的历史原因，目前HFETR 定期安全审查在设备合格性和老化管理等方面是弱项，未完全按导则进行审查。导则要求进行设备合格鉴定审查，我院在第一次定期安全审查时与核安全局沟通的结果是进行设备合格性管理，跟核动力厂差别较大。同时导则要求开展系统化的老化管理，我院目前只对几个重要设备进行老化管理。在安全分析方面，只进行确定论安全分析，未进行过概率安全分析。随着核安全监管要求的不断提高，以上这些工作要得到完善和提高，需要加大投资建立相应的硬件设施和开展相应的技术研究，这对以后新堆开展定期安全审查等相关工作具有重要意义。

（5）把安全改造和定期安全审查有机结合起来。定期安全审查一个主要目的是发现系统、设备存在的不足，解决方法就是实施安全改进或纠正措施。第一次定期安全审查审查中发现48 个不符合项，我院制定纠正措施并实施整改，使系统安全性和可靠性得到提高，顺利通过核安全局审评。目前在着手进行HFETR的后续运行条件保障安全改造工作，其改造的结果会直接影响此次定期安全审查是否能顺利通过，因此必须把安全改造和定期安全审查有机结合起来。

6 结束语

定期安全审查是一项综合性的审查，也是一项需要有效工程管理和足够资源投入的庞大而复杂的任务。HFETR 已成功完成第一次、第二次和第三次定期安全审查，三次定期安全审查已积累大量的经验和方法，通过加强与外部定期安全审查方法的交流和标准规范的学习、消化和吸收，完善我国相应的法规体系，对总结出一套适合我国研究堆定期安全审查的方法具有重要意义。