核電廠運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書及其改進(jìn)綜述

【摘要】本文介紹了運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的重要性和主要內(nèi)容，分析了目前技術(shù)規(guī)格書存在的問題，并提出了一些有效的技術(shù)規(guī)格書建議。

【關(guān)鍵詞】核電廠；技術(shù)規(guī)格書；改進(jìn)

1.運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書概述（347）

核電廠運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書（以下簡(jiǎn)稱技術(shù)規(guī)格書）是核電廠運(yùn)行階段的“憲法”。一旦發(fā)現(xiàn)偏離了技術(shù)規(guī)格書的某一要求（如某一參數(shù)超限、某一備用設(shè)備故障、某一定期試驗(yàn)未能如期進(jìn)行等），且未能及時(shí)糾正或者獲得國(guó)家核安全局對(duì)這項(xiàng)偏離的特許，則機(jī)組必須在技術(shù)規(guī)格書規(guī)定的后撤時(shí)間內(nèi)撤到規(guī)定的工況。

具體來講，技術(shù)規(guī)格書有三大目的，一是實(shí)現(xiàn)核電廠的安全目標(biāo)，即建立并保持對(duì)輻射危害的有效防御，保護(hù)廠區(qū)人員、公眾和環(huán)境的安全；二是防止核電廠偏離正常運(yùn)行，以及在偏離正常運(yùn)行的情況下，防止預(yù)計(jì)運(yùn)行事件升級(jí)為事故工況；三是保證正常運(yùn)行期間或中等頻率事件下實(shí)體屏障的完整性。

鑒于技術(shù)規(guī)格書對(duì)核電廠的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性的極大影響，世界上主要核電國(guó)家均花費(fèi)很大人力、財(cái)力用于技術(shù)規(guī)格書的編制和改進(jìn)。

2.運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的主要內(nèi)容（608）

技術(shù)規(guī)格書規(guī)定電廠在正常運(yùn)行、瞬態(tài)和異常運(yùn)行工況下的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求，主要有安全限制、保護(hù)閾值、運(yùn)行限制條件以及監(jiān)督要求等四個(gè)部分。

1.1安全限值

設(shè)計(jì)中采用的或按安全準(zhǔn)則確定的限值。在正常運(yùn)行期間或中等頻率的故障情況下不得超過安全限值。壓水堆核電廠技術(shù)規(guī)格書一般規(guī)定與三道屏障有關(guān)的安全限值：

（1）燃料包殼，如偏離泡核沸騰比（DNBR）和燃料棒最大線功率密度；（2）反應(yīng)堆冷卻劑邊界，如反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的最大絕對(duì)壓力以及反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的最高溫度；（3）安全殼，如相對(duì)壓力、最高平均溫度和LOCA峰值壓力下的最大泄漏率。

1.2保護(hù)閾值

觸發(fā)主要保護(hù)系統(tǒng)和安全系統(tǒng)自動(dòng)動(dòng)作的整定值，以保證不達(dá)到安全限值。保護(hù)閾值包括：

（1）觸發(fā)反應(yīng)堆緊急停堆的整定值；（2）反應(yīng)堆緊急停堆保護(hù)系統(tǒng)的允許信號(hào)和連鎖信號(hào)的整定值；（3）觸發(fā)專設(shè)安全系統(tǒng)（如安注、安全殼噴淋、主蒸汽管道隔離、主給水隔離、輔助給水啟動(dòng)）的保護(hù)系統(tǒng)整定值；（4）限制一回路冷卻劑系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)壓力的安全閥整定值。

1.3運(yùn)行限制條件

對(duì)每種運(yùn)行模式和每個(gè)安全相關(guān)系統(tǒng)規(guī)定相應(yīng)的運(yùn)行限制條件，以便當(dāng)某一安全相關(guān)物項(xiàng)不可用或某一安全相關(guān)參數(shù)偏離正常時(shí)，要求機(jī)組在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)后撤到規(guī)定的工況，從而防止事故發(fā)生或緩解事故后果。

1.4監(jiān)督要求

規(guī)定了對(duì)安全相關(guān)物項(xiàng)和參數(shù)在適當(dāng)?shù)纳疃群皖l度范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)、檢定、監(jiān)測(cè)和檢查的監(jiān)督要求，以保證技術(shù)規(guī)格書規(guī)定的安全限值、保護(hù)閾值和運(yùn)行限制條件的有效性。

3.運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的缺陷（347）

技術(shù)規(guī)格書是隨著核電的發(fā)展而不斷補(bǔ)充完善的，如法國(guó)電力公司（EDF）的技術(shù)規(guī)格書，開始僅僅涉及滿功率運(yùn)行狀態(tài)以及與滿功率運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的保護(hù)系統(tǒng)和專設(shè)安全系統(tǒng)；之后增加了運(yùn)行限制條件的內(nèi)容，涵蓋了認(rèn)為需要可用的所有的系統(tǒng)和設(shè)備，以及不可用事件出現(xiàn)時(shí)的后備模式和后撤時(shí)間；在對(duì)事故后序列進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，增加了冷停堆狀態(tài)以及事故規(guī)程可操作性方面的要求。由于技術(shù)規(guī)格書拼湊形成的，因而存在以下缺陷：

（1）結(jié)構(gòu)零亂松散，格式不合理，不太適合電廠運(yùn)行人員的理解和應(yīng)用；（2）編制的內(nèi)容和要求缺乏明確一致的規(guī)則，因此技術(shù)規(guī)格書內(nèi)容難免存在一些遺漏、多余和不協(xié)調(diào)，影響了機(jī)組運(yùn)行的靈活性和可利用率，進(jìn)而影響了電廠的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益；（3）沒有充分考慮運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，沒有充分利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和思想。

4.運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書的改進(jìn)（1150）

鑒于技術(shù)規(guī)格書的重要性以及存在的缺陷，以美國(guó)、法國(guó)為代表的核電國(guó)家在過去的十幾年里一直致力于技術(shù)規(guī)格書的改進(jìn)。

4.1改進(jìn)技術(shù)規(guī)格書的制定原則

美國(guó)核管會(huì)（NRC）規(guī)定了確定運(yùn)行限制條件（LCD）的4條準(zhǔn)則：

準(zhǔn)則一：用于主控室探測(cè)、指示反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界性能明顯異常惡化的儀表；

準(zhǔn)則二：作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故或瞬態(tài)分析初始條件的過程變量、設(shè)計(jì)特征或運(yùn)行限制，這些事故或瞬態(tài)能使某個(gè)裂變產(chǎn)物的屏障失效，或者危及其完整性；

準(zhǔn)則三：作為主要成功途徑一部分的構(gòu)筑物、系統(tǒng)或部件，它們的功能或觸發(fā)能緩解一個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故或瞬態(tài)，這些設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故或瞬態(tài)能使某個(gè)裂變產(chǎn)物屏障失效或危及其完整性；

準(zhǔn)則四：運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)已經(jīng)證明對(duì)公眾健康和安全重要的構(gòu)筑物、系統(tǒng)或部件。

4.2改進(jìn)技術(shù)規(guī)格書的格式

（1） 制定標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)格書 NRC于1992年頒布了針對(duì)PWR和BWR核電廠的5份標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)格書。電廠在編寫技術(shù)規(guī)格書時(shí)只要在同類型核電廠標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)格書的基礎(chǔ)上完善不同點(diǎn)，而核安全當(dāng)局也只需審查不同點(diǎn)即可，大大簡(jiǎn)化了技術(shù)規(guī)格書的編寫和核安全審評(píng)的工作量。

（2） 內(nèi)容分級(jí) 美國(guó)和法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)格書都分為技術(shù)規(guī)格書要求和依據(jù)兩個(gè)部分。這樣劃分既有利于理解和使用，也減少了核安全當(dāng)局審評(píng)的工作量，因?yàn)榧夹g(shù)規(guī)格書依據(jù)不屬于送審文件。

4.3精簡(jiǎn)技術(shù)規(guī)格書的內(nèi)容

如果能在滿足按照技術(shù)規(guī)格書的內(nèi)容確定準(zhǔn)則的前提下，刪除技術(shù)規(guī)格書中不必要的內(nèi)容，對(duì)于核電廠運(yùn)行的機(jī)動(dòng)性將是很有意義的。美國(guó)根據(jù)前面提到的NRC的4條準(zhǔn)則，將傳統(tǒng)的運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書內(nèi)容精簡(jiǎn)了40%。

4.4應(yīng)用概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（PRA）方法

傳統(tǒng)的技術(shù)規(guī)格書是建立在確定論基礎(chǔ)上的，在其改進(jìn)和發(fā)展中，PRA方法的應(yīng)用是一個(gè)顯著特點(diǎn)，它在選擇技術(shù)規(guī)格書內(nèi)容、確定安全有關(guān)限值、優(yōu)化糾正措施、合理制定監(jiān)督計(jì)劃和預(yù)防性維修大綱、提高電廠安全性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性方面都起了相當(dāng)大的作用。

4.5修改限制條件和限值

由于應(yīng)用了新的設(shè)計(jì)方法和思想，充分考慮了運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的反饋，在技術(shù)規(guī)格書的改進(jìn)中對(duì)一些與運(yùn)行安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性相關(guān)的重要限制條件和限值做了修改，放寬了某些要求。

5.對(duì)我國(guó)核電廠運(yùn)行技術(shù)規(guī)格書編制的思考與建議（359）

（1）充分理解安全分析報(bào)告、系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)、事故和瞬態(tài)分析報(bào)告、事故處理規(guī)程等文件，以確定技術(shù)規(guī)格書所要求的安全功能和安全水平滿足事故分析的初始條件以及緩解事故后果的控制、保護(hù)和設(shè)備的可用性要求；（2）深入理解和思考運(yùn)行限制條件和限值的依據(jù)，每個(gè)限值和限制條件往往都有其深刻的背景和內(nèi)涵。必要時(shí)，利用經(jīng)驗(yàn)反饋、先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想和評(píng)價(jià)方法，對(duì)依據(jù)進(jìn)行論證，進(jìn)而對(duì)限值和限制條件本身作必要的修改；（3）對(duì)于一個(gè)具體的核電站，其技術(shù)規(guī)格書編制的重點(diǎn)應(yīng)放在該電站與其標(biāo)準(zhǔn)系列及參考電站不一致的方面；（4）應(yīng)重視技術(shù)規(guī)格書條款之間的一致性，特別是監(jiān)督要求與限制條件和限值、定期試驗(yàn)文件、事故處理規(guī)程等文件之間的一致性；（5）在改進(jìn)中應(yīng)該充分應(yīng)用PRA，特別是建立在設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上的在線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)。