孙海涛,吕云鹤,王 逊,马若群,盛朝阳,高 晨,李宇浩,王宝祥
(生态环境部核与辐射安全中心,北京 100082)
2017年初,国家核安全局开展了对秦山核电厂运行许可证延续(Operation License Extension,简称OLE)的核安全监管工作。该项工作包括专项审评工作组的技术审评和现场监督检查。审评、监督工作主要依据《中华人民共和国核安全法》[1]和《<核电厂运行许可证>有效期限延续的技术政策(试行)》[2]进行,同时参考美国《核电厂许可证更新申请的标准审评大纲》(NUREG-1800)[3]和《核电厂通用老化经验报告》(NUREG-1801)[4]等文件。本文结合国内首个商用核电厂OLE项目核安全审评实践,通过对比美国核管会(Nuclear Regulatory Commission,简称NRC)针对许可证更新(License Renewal,简称LR)监管经验,提出国内核电厂OLE的核安全监管能力需要进一步巩固和提升等有关建议。
美国是核能利用强国,也是世界核电厂许可证更新/延寿方面的先行者。截至2020年8月,NRC共批准了96个机组的首次LR申请,并批准了4个机组的第二次许可证更新(Subse⁃quent License Renewal,简称SLR)申请[5],详见表1。2000—2019年,美国基于完备的核电厂老化经验反馈体系和丰富的科研成果,通过持续的LR申请和审查,积累了大量的安全论证和安全审查经验,也形成了比较完备的行业申请和安全监管体系。
表1 美国核电厂LR/SLR情况Table 1 Situation of LR/SLR of American nuclear power plant
美国针对运行核电厂LR的最高层次文件是国家法律——原子能法;其次是美国联邦法规,第三层次是NRC管理导则和NUREG文件,其中NUREG-1800和NUREG-1801最为关键,NRC日常监管文件与核电厂重要物项的完整性、老化和安全有关,如NRC通用信函、信息通告、公告等,这些文件被NUREG文件所引用,也是NRC关于LR监管的重要文件;第四层次美国核电行业标准、协会技术文件,是核电厂老化管理和LR的基础文件,见表2。
表2 美国核电厂LR文件体系Table 2 File system for LRof American nuclear power plant
我们由表2可见,美国针对LR的监管文件体系完整、层次分明、基础扎实,在规范核电厂业主LR申请文件的同时也有利于提高监管的效率和科学性。
其中的NUREG-1801是NRC牵头组织美国核电业主和行业共同编制的LR关键文件,它是借助美国LR持续的实践经验和科研成果编制的,2001年发布第0版,至2010年已发布第2版,并陆续通过发布临时导则完善,是美国核电厂LR的权威报告和基石文件。
NRC针对LR申请的审评包括安全审评和环境影响审评,对于安全审评主要有以下方式:办公室安全评价审评(由NRC总部实施)、现场审核(Audit)(由NRC总部实施)、现场检查(由地区监督站实施)。
办公室安全评价审评与国内核安全审评一致,现场检查与国内现场监督检查基本一致。NRC针对LR的现场检查依据文件主要有LR审评过程检查程序(IP-71002)[6]和LR批准后现场检查程序(IP-71003)[7]。国内一般会安排6个地区监督站的机械、电气、构筑物和在役检查专业方向检查人员开展2周的现场检查及1周的办公室工作,每个检查人员需要对老化管理大纲、系统范围界定等LR主要要素进行现场踏勘和检查。
相对来说,NRC针对LR的现场检查文件更完善,检查周期更长、检查技术含量更高。
NRC对核电厂提交的所有老化管理大纲逐一进行审评,包括核对大纲每个条款是否与NUREG-1801要求一致、是否能够有效管理对象的老化效应、是否充分吸收运行经验等。针对某一份老化管理大纲,NRC核实其管理的每一个对象的信息,包括采用现场踏勘的方式核实设备的状态(是否有老化失效)、设备的环境、设备检查的可达性等。NRC对业主LR所提到的异常项(exception)和豁免项(exemption)比较关注,会对其重点审评。
总的来说,NRC针对美国核电厂LR申请的审评面较广、深度也较深。
NRC针对LR和设备老化具体技术问题,开展了大量试验研究工作,发布了专门的研究报告,如针对冷却剂环境影响一回路压力边界部件疲劳问题的NUREG/CR-6260、NUREG/CR-6583、NUREG/CR-6909等,针对主管道热老化的NUREG/CR-4513等,几乎针对每个重要设备的每种老化机理均开展试验研究并发布技术报告。此外,NRC针对LR的审评指导文件还包括众多的核电厂老化研究报告(Nuclear Plant Ag⁃ing Research,简称NPAR),这些报告是NRC针对机械、构筑物等部件和系统老化问题的专题研究报告,也是LR监管文件制订的坚实基础。
目前NRC针对核电厂从60年延寿到80年正开展相关研究,尤其针对反应堆压力容器的辐照脆化、堆内构件的辐照促进应力腐蚀、混凝土长期辐照和高温服役等问题,发布了延寿材料降质评价报告(NUREG/CR-7153)[8],以指导NRC针对延寿到80年的监管活动。
综上所述,NRC对于核电厂LR投入了大量的资金和研究力量,发布了丰富的研究报告,对于NRC制订LR监管技术文件和指导LR审评具有重要的基础意义。
NRC对于LR的监管工作已相对成熟,对于新的LR申请,NRC需要14个全职审评人员18月的审评(不包含听证环节),其审评人员主要来自于NRC许可证更新处工作人员、处理电厂运行问题的技术职员和合同单位审评员的补充。
NRC针对美国核电厂LR申请审评的高效,一方面基于其完备的监管文件体系,另一方面基于其审评人员的技能。NRC针对从事LR审评的技术人员有较成熟的培训机制。培训内容既包括LR相应法规、导则、标准的培训,也包括核电厂安全重要物项老化方面的培训,还包括审评技巧和方法的培训。这些培训对于学员短期内提高审评水平有较大帮助。
通过对秦山核电厂OLE项目的审评,国内积累了一定的核电厂OLE监管实践经验,但相对NRC的LR监管实践,仍处于起步阶段[9]。
目前,国内针对OLE的文件体系也分为四个层次,其中第三层次仅为技术政策,缺乏NUREG-1800/1801等相应监管导则和监管技术报告文件的支撑,第四层次标准文件目前也主要通过转化编制,见表3。
表3 国内核电厂OLE文件体系Table 3 File system for OLEof domestic nuclear power plant
通过对比中美文件体系,我们可以看出:目前我国OLE监管体系基础相对薄弱,缺少NUREG层次的监管技术文件和通用信函、信息通告等下层技术文件的支撑;此外,对于主要依据法国RCC系列标准建造运行的国内核电厂,参考和应用基于美国ASME标准体系的LR技术文件时将会遇到不少技术问题。
国内针对秦山核电厂OLE项目的监管,主要借助文件审评、现场踏勘和监督检查方式开展。与美国NRC大量LR监管经验相比,国内核电厂OLE监管基础薄弱、监管文件体系不完善、专业培训缺乏。随着我国核电厂运行堆年的增加,老化管理和许可证延续监管工作任务将逐渐加重,监管能力的提升需求也愈加迫切。
此外,国内监管机构针对核电厂老化管理/OLE的科研仍存在一系列问题,如缺乏科研专项、研究基础薄弱、投入不足等。这些问题不利于OLE核安全监管能力的提升。
在作为核能大国的中国,越来越多的运行核电厂将面临许可证延续问题。因此,核安全监管部门也相应需要储备和提升OLE监管能力。通过中美核电厂许可证延续实践对比,结合前期开展的秦山核电厂OLE审评工作经验,笔者提出建议如下。
我国应注重核电设备材料完整性、老化和寿命领域核安全监管基础文件的制订,搭建并实践中国核电厂OLE监管文件体系,制订OLE标准审查大纲、国内核电厂通用老化经验报告(CGALL)和OLE现场监督大纲等文件,夯实我国OLE核安全监管文件基础,为许可证延续安全监管活动保驾护航;同时,还应牵头搭建和运维国内跨集团、跨领域的核电厂关键物项材料老化性能数据平台,为通用老化经验报告等核心监管技术文件的制订奠定基础。
此外,我国还应借鉴秦山核电厂OLE在对象筛选、老化管理审查和时限老化分析等方面的实践和监管经验,推动核电厂日常老化管理和定期安全审查的优化。
NRC的现场审核对于国内核安全监管实践具有借鉴意义。现场审核包括LR范围界定和老化管理对象筛选方法的审核以及老化管理大纲的审核。审核结束后NRC需编写审核报告。NRC的办公室审评和现场审核是相互协调进行的,针对老化管理审评和老化管理大纲现场审核的流程如图1所示。现场审核主要采用现场文件审评、踏勘和与业主讨论的方式进行。老化管理大纲现场审核主要包括审评老化管理大纲的相关基础文件、审查运行经验、技术讨论、系统踏勘等活动。相对于办公室审评,现场审核更能了解现场情况,也更有利于问题的现场发现、确认和解决。
图1 NRC办公室审评与现场审核Fig.1 Document review and audit of NRC
我国后续可考虑参照NRC实践,实施办公室文件审评和现场审核配合开展,以提高审评的效率和效果。同时完善配套的OLE现场检查文件,提升检查水平和效果。
OLE/延寿监管是核安全、材料和设备等多学科综合领域,笔者建议后续从国家和部委层次推进核与辐射安全科研专项的设立和开展,加大基础研究投入,鼓励和支持OLE相应的试验研究,基于研究报告制订相关监管文件,以保障相关监管政策的制订、监管活动实施的质量和可靠性,促进我国OLE核安全监管水平的持续提升。
我国后续应进一步提升针对国内核电厂OLE申请的审评深度和广度;针对核电厂业主提交安全论证报告的支撑性文件,包括重要的筛选报告、老化管理审查报告、老化管理大纲和时限老化分析报告等,投入更多的审评力量;加强针对OLE审评和监督人员的技术培训,丰富培训手段,开展老化管理专业性培训,提高审评和监督人员的技术能力;继续保持与NRC关于OLE/LR方面的技术合作与交流,就技术问题与NRC开展讨论,吸收NRC对美国核电厂LR申请的监管经验。
(1)美国大部分核电厂许可证更新已获得美国核管会的批准,在核电厂许可证更新领域具有丰富的监管经验,建立了系统和完备的监管文件和管理体系。
(2)国内开展了首个核电厂运行许可证延续项目的审评和监管,制订了相应的监管技术政策和要求,但相对经验不足、文件体系不完善和科研保障不足。
(3)我国在充分借鉴美国核电厂许可证更新监管经验的基础上,后续应逐步完善运行许可证监管文件和管理体系,加强核安全监管基础科研,提升相应的核安全监管能力。