核電廠通用老化經驗報告分析與編制建議

孫海濤，吳彩霞，馬若群，高晨，凌禮恭，呂云鶴

（生態環境部核與輻射安全中心，北京 100082）

核安全導則HAD 103/12《核動力廠老化管理》［1］規定：“核動力廠壽期內的設計、建造、調試、運行（包括延壽運行和長期停堆）和退役各階段都應考慮老化管理”，核電廠老化管理應基于“核動力廠通用運行經驗和具體核動力廠特有運行經驗”。國內外的相關經驗表明，在新建核電廠設計、運行核電廠日常老化管理［2］、定期安全審查［3-4］和長壽期運行［5］/執照更新［6］/運行許可證延續［7］的申請和審評工作中，核電廠通用老化經驗報告是不可或缺的、關鍵性的指導文件。

1 國內外實踐和現狀

鑒于核電廠通用老化經驗的意義和作用，美國和國際原子能機構（International Atomic Ener?gy Agency，簡稱IAEA）積極推進核電廠通用老化經驗報告的編制和應用。

1.1 美國

美國核管會（Nuclear Regulatory Commission，簡稱NRC）于20世紀初開始牽頭組織美國核電營運單位、美國電力研究院（Electric Power Research In?stitute，簡稱EPRI）和美國核能研究所（Nuclear Energy Institute，簡稱NEI）等單位編制通用老化經驗（Generic Aging Lessons Learned，簡稱GALL）報告［8］，最初的版本是在NUREG/CR-6490“Nucle?ar Power Plant Generic Aging Lessons Learned”的基礎上，于2001年發布的NUREG-1801（第0版），后續不斷更新。第2 版后采用臨時導則（Interim Staff Guidance，簡稱ISG）方式更新。GALL報告主要的升版情況見表1。

表1 GALL報告升版情況Table 1 Reversion of GALL report

GALL報告結合了美國核電廠運行期間的運行經驗和監管要求，如圖1所示，主要包括11章的正文和1個附錄，系統匯總、整理和分析了美國國內壓水堆和沸水堆核電廠機械設備、電氣設備和構筑物的老化對象、材料、環境、老化機理、老化效應和老化管理手段等重要信息，包含了老化管理審查（Ageing Management Review，簡稱AMR）和老化管理大綱（Ageing Management Programme，簡稱AMP）等核心技術內容，是美國核電廠執照更新的權威報告、基石文件，也是指導美國核電廠設計、運行和執照更新，包括水化學管理、維修、在役檢查等老化管理的最重要文件［9］。

圖1 GALL報告的結構圖Fig.1 Structure chart of GALL report

GALL 報告體系完整、層次分明、基礎扎實，規范核電廠執照更新申請工作的同時也有利于提高監管的效率和科學性。

1.2 IAEA

IAEA 也組織各核電國家共同開發國際通用老化經驗（International Generic Aging Lessons Learned，簡稱IGALL）報告［10］，作為各國核電廠開發老化管理大綱的指導文件。IGALL 報告內容主要包括AMR主表格、典型AMP匯總、典型時限老化分析（TLAA）匯總。IGALL 項目目標為核電廠的設計、設計審查、定期安全審查等老化管理相關工作提供知識基礎及可用信息。IGALL 項目自2010 年啟動，至今已實施至第四階段。IGALL報告與GALL報告的主要特征和對比分析見表2。

表2 IGALL與GALL對比分析Table 2 Comparison of IGALL and GALL

1.3 國內

目前，國內各核電廠已陸續開展日常老化管理和十年定期安全審查工作［11］，秦山核電廠和大亞灣核電廠正在開展延壽/運行許可證延續工作［12-13］。國家核安全局對秦山核電廠運行許可證延續的核安全審評和監管工作中，美國GALL 報告是最重要的參考文件，是指導老化管理審查的核心技術文件［14］。

但因國內核電廠老化管理基礎相對薄弱、老化經驗積累相對缺乏、老化經驗收集體制尚不完善、堆型種類相對較多等方面的限制，國內尚未編制中國核電廠通用老化經驗（CGALL）報告。由于缺少標準的、統一的國內通用老化經驗報告，國內各電廠在開展日常老化管理、定期安全審查和運行許可證延續等工作時主要依賴技術人員或團隊的老化經驗收集情況，因借鑒的老化經驗范圍、廣度和深度存在差異，導致在機組定期安全審查老化要素的安全審評過程中，經常就老化經驗選取不一致提出審評問題。

2 CGALL報告編制必要性分析

缺乏CGALL 報告對國內核電廠老化經驗積累、老化管理水平提升和壽命管理工作產生一定的不利影響。編制和應用CGALL報告不僅必要，且尤為迫切。

2.1 老化經驗報告標準應用

如前文所述，由于缺少標準的、統一的國內通用老化經驗報告，目前很多工作主要參考美國GALL 報告和IGALL 報告，見表3。鑒于GALL 報告的編制基于美國核安全監管和規范標準體系，國內在應用GALL報告時遇到不少問題。

表3 應用GALL問題分析Table 3 Application problem of GALL

此外，IGALL 報告雖然覆蓋機型全面，對國內核電廠老化管理有一定的指導意義，但IGALL報告尚不完善，因需要兼顧各成員國的立場，因此IGALL報告的針對性和實用性不強。

因此，國內急需CGALL報告指導和規范新建核電廠的設計和建造，運行核電廠日常老化管理、定期安全審查、運行許可證延續安全論證及安全審評等工作。

2.2 老化經驗積累與反饋

如圖2所示，國內核電廠經過長期運行，在運行管理、在役檢查、在役監督、維修管理和定期安全審查過程中積累了大量的老化管理經驗，這些通用老化經驗包含了大量的設備材料、環境因素、老化效應和老化管理等方面的信息，十分寶貴，但目前散布在各營運單位，沒有被統一收集、整理、分析和利用［15］。

圖2 國內核電廠運行壽命圖Fig.2 Operating life chart of Nuclear Power Plants

對國內運行核電廠通用老化經驗進行收集、整理和分析，編制和引用CGALL報告有利于加強對已有老化經驗的深入研究，并促進經驗反饋在新建核電廠設計建造和其他運行機組老化管理中的落實。

2.3 提升老化管理和科研水平

通過CGALL報告編制工作的開展，除了可以匯總以往服役和科研的老化經驗，我們還可以通過全面梳理，篩選出國內老化管理、科研和監管方面的不足和缺項。

對于老化管理方面的不足，我國可以通過完善核電廠物項老化管理大綱，強化預防、監督和緩解等環節，提升日常老化管理水平；對于老化科研方面的不足，我國可以通過開展相關老化機理、老化效應和老化監/檢測方面的試驗和研究，提升老化基礎研究和工程應用水平；對于監管方面的不足，我國可以通過開展相關科研、吸收國內外經驗、完善相應監管技術文件，以提升核電廠老化管理的監管技術能力。

3 CGALL報告編制實施建議

通過對國內外通用老化經驗編制和應用經驗分析，為推動CGALL 報告編制工作的起步，提升CGALL 報告的編制質量，促進CGALL 報告的工程應用，本文提出如下建議。

3.1 工作模式

為編制CGALL 報告，本文建議參考美國GALL 報告由NRC 牽頭編制的模式，由國家核安全局（National Nuclear Safety Administration，簡稱NNSA）牽頭，此模式有利于推動各核電集團和營運單位的老化經驗共享，又有利于對核電廠日常老化管理、定期安全審查和運行許可證延續等監管能力的提升。

如圖3所示，在NNSA 的指導下，核安全監管技術支持單位負責CGALL 報告編制工作的具體落實，核電廠營運單位、核電廠技術支持單位和其他研究院所等積極參與，成立CGALL報告編制技術委員會，下設相關專業組，共同推動相關工作的開展。

圖3 CGALL報告編制組織圖Fig.3 Organization chart of CGALL report preparation

3.2 分階段、分步驟實施

全范圍CGALL 報告需要涵蓋各堆型（壓水堆、重水堆等）、各類型機組（M310 機組、WWER機組等）的老化管理對象，包括機械設備部件、電氣設備部件和構筑物部件，范圍較廣、對象繁雜、數量龐大，短期內無法完成。為推動相關工作的起步，保證CGALL 報告的質量，相關建議如表4所示，我國可分階段、分步驟推動實施。

表4 CGALL報告編制時間表Table 4 Schedule for CGALL preparation

3.3 報告內容

CGALL報告主要由主表格、老化管理大綱和時限老化分析組成。主表格主要包括條目、部件、預定功能、材料、環境、老化效應/機理、老化管理大綱、時限老化分析、老化經驗案例等要素。為了便于使用，條目可包含系統代碼、設備類別代碼和堆型代碼等。

針對具體對象（如流動加速腐蝕），相應的老化管理大綱分別就大綱范圍、預防措施、老化效應探測、監測和趨勢分析、緩解措施、驗收準則、糾正行動、質量控制和經驗反饋9要素展開描述；針對時限老化分析項目，主要就分析內容、分析方法和驗收準則等要素展開描述。

3.4 持續更新與完善

老化管理是一項需要持續更新、改進和完善的工作，通用老化經驗報告也相應需要不斷更新和升版。美國GALL報告在第2版（2010年）的基礎上，根據后續運行老化經驗發布了ISG，并計劃在后續GALL 升版中落實。針對CGALL 報告，我國也需吸收核電廠服役運行經驗和科研老化經驗，分析和研究GALL和IGALL的升版技術內涵，保持定期更新與升版。

4 結論

（1）核電廠通用老化經驗報告對保障部件安全功能、提升國內核電老化管理水平和支撐運行許可證延續論證等具有重要的價值和意義。

（2）我國有必要由核與輻射安全監管部門牽頭，聯合國內核電廠物項材料老化相關的業主、設計院和研究單位共同編制中國核電廠通用老化經驗報告，推動通用老化經驗報告在核電廠設計、運行和運行許可證延續中的應用。

（3）中國核電廠通用老化經驗報告的編制工作應在消化吸收GALL報告和IGALL報告的基礎上，全面收集和深入分析國內老化管理對象的材料、環境和老化機理/效應，以及相關的老化案例，并保持定期更新及升版。