研究堆定期安全審查方法探討

袁志敏，李子彥，彭學(xué)成，賈亞青，葛 源，張 黎，何堂將

（中國核動力研究設(shè)計院，四川成都 610041）

0 引言

定期安全審查（Periodic Safety Review，PSR）是IAEA 于20 世紀(jì)末期推出的一種新的綜合性核動力廠安全審查方式，以規(guī)定的時間間隔，在考慮運行反應(yīng)堆（核動力廠或研究堆）老化、修改、運行經(jīng)驗、技術(shù)更新和廠址特性改變的基礎(chǔ)上，就涉及運行安全的各個方面對反應(yīng)堆進行系統(tǒng)性和全面性的再評價。定期安全審查的目標(biāo)是通過對運行中的反應(yīng)堆進行綜合性評價，保證在下一次定期安全審查完成之前反應(yīng)堆能夠安全地運行。

我國已經(jīng)完成大量核電站和研究堆的定期安全審查，積累一定的經(jīng)驗和方法。但目前我國定期安全審查體系制度還不完善，缺乏系統(tǒng)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指南進行指導(dǎo)。在闡述實施定期安全審查法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，介紹定期安全審查的安全因素、工作流程和實施步驟及HFETR 三次定期安全審查情況及差別，提出研究堆定期安全審查方法的建議。

1 定期安全審查的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

自IAEA 推出定期安全審查后，世界各國都開始對核動力廠實施這種安全審查方式，以加強對其安全監(jiān)督管理，并進行大量的PSR 法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和方法研究。IAEA 在推出定期安全審查時發(fā)布安全標(biāo)準(zhǔn)NO.NS-G-2.10《Periodic Safety Review of Nuclear Power Plants》和一系列技術(shù)報告、安全報告，構(gòu)建定期安全審查相關(guān)法規(guī)體系框架，但落實到操作層面缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范做支撐。目前美國定期安全審查相關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系健全、技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)完整，可操作性強。

我國國家核安全局參照IAEA 的導(dǎo)則和技術(shù)文件編制相關(guān)文件。1999 年國家核安全局提出PSR 的初稿HAF0312《在運核動力廠的定期安全審查》，于2001 年開始對秦山一期核動力廠實施首次10 年P(guān)SR 試點；同時由于國、內(nèi)外尚無研究堆定期安全審查法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有成熟經(jīng)驗供借鑒，要求按照研究堆相關(guān)導(dǎo)則并參考核動力廠定期安全審查標(biāo)準(zhǔn)啟動對HFETR 的首次定期安全審查試點，并下發(fā)導(dǎo)則性指南文件《對高通量工程試驗堆實施定期安全審查的技術(shù)見解》（以下簡稱“技術(shù)見解”），在定期安全審查體系和方法上進行大量研究，取得一定研究成果和經(jīng)驗。

2 定期安全審查的安全因素

定期安全審查的范圍包括運行許可證所覆蓋的與核安全有關(guān)的所有設(shè)施、設(shè)備、活動、文字資料和貯存于其他媒介上的信息。根據(jù)國際經(jīng)驗，把整個定期安全審查任務(wù)劃分為若干項安全要素。IAEA 安全標(biāo)準(zhǔn)NO.NS-G-2.10 將核動力廠定期安全審查安全因素分為14 個，歸類為核設(shè)施、安全分析、性能和經(jīng)驗反饋、管理和環(huán)境五個方面。我國最初的PSR 導(dǎo)則（HAF0312《在運核動力廠的定期安全審查》和“技術(shù)見解”）將定期安全審查安全因素分為11 個。我國現(xiàn)行的核安全導(dǎo)則HAD103/11《核動力廠定期安全審查》規(guī)定的核動力廠定期安全審查安全因素與IAEA 安全標(biāo)準(zhǔn)NO.NS-G-2.10 一致，《研究堆定期安全審查》（報批稿，2004 年）將研究堆定期安全審查的安全因素分為13 項，而在2014 年征求意見稿中將一些安全因素合并，形成5 項安全要素:①研究堆的設(shè)計和安全；②構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的實際狀態(tài)和老化管理；③安全性能；④組織機構(gòu)和行政管理；⑤程序。

3 定期安全審查工作流程和實施步驟

3.1 定期安全審查工作流程

國家核安全局（以下簡稱NNSA）在導(dǎo)則HAD103/11《核動力廠定期安全審查》和《研究堆定期安全審查》中規(guī)定適用于所有安全因素的審查的“定期安全審查基本程序”如圖1 所示。

3.2 定期安全審查實施步驟

定期安全審查具體實施步驟為:①編制審查大綱；②編制審查程序；③審查程序批準(zhǔn)；④編制審查報告；⑤對審查報告的內(nèi)容進行內(nèi)部審查；⑥核設(shè)施安全委員會組織有關(guān)專家對審查報告進行審評；⑦將最終審查報告提交國家核安全局審評；⑧組織有關(guān)專家對NNSA 審評過程提出的問題進行回答或進行安全整治，并組織相關(guān)人員對審評所涉及的報告或程序的修改進行修訂；⑨實施安全改進或糾正措施；⑩編制定期安全審查中發(fā)現(xiàn)的問題、糾正措施及評價報告編制定期

圖1 研究堆定期安全審查流程

4 HFETR 定期安全審查實踐

4.1 第一次定期安全審查

2001 年7 月，國家核安全局與中國核動力研究設(shè)計院（NPIC）在四川省成都市就HFETR 安全運行的管理問題，舉行對話會。國家核安全局根據(jù)核安全法規(guī)的要求和國內(nèi)、外在役研究堆發(fā)展趨勢的分析，提出HFETR 已運行20 多年，部分設(shè)備已超過設(shè)計壽期，為進一步規(guī)范核安全管理，會議確定對HFETR 進行定期安全審查，并把HFETR 作為中國研究堆定期安全審查工作的試點研究堆。

2002 年2 月，NNSA 下達國核安發(fā)［2002］9 號《關(guān)于加緊實施高通量工程試驗堆定期安全審查的通知》文件，對HFETR定期安全審查工作的進度提出具體時間和任務(wù)要求，要求NPIC 按照法規(guī)和文件規(guī)定做好HFETR 定期安全審查工作。我院針對核安全局的要求進行精心組織和策劃，完成對HFETR的定期安全審查進行的內(nèi)部審查；編制定期安全審查大綱、定期安全審查程序、定期安全審查報告、物項安全分級文件、在役檢查報告、物項抗震校核報告、壓力容器專項報告，同時完成審查過程中審評單位提出的問題回答及打包工作單等各類專項報告或文件。

在HFETR 首次定期安全審查工作中，產(chǎn)生各類報告、圖紙、文件記錄、專項資料共276 份。在11 個安全因素的審查過程中，發(fā)現(xiàn)不滿足現(xiàn)行核安全法規(guī)要求的不符合項共48 項，NPIC根據(jù)現(xiàn)行核安全法規(guī)要求，對審查發(fā)現(xiàn)的48 個不符合項，制定糾正措施，并投入相當(dāng)規(guī)模的資金，針對性的對薄弱環(huán)節(jié)進行技術(shù)改造、安全整治和更新，因部分整治項目的實施周期較長，NPIC 制定詳實的工作計劃，并在實施過程中加強內(nèi)部的安全監(jiān)督和質(zhì)量控制；對安全相關(guān)物項的安全整治，按照縱深防御的原則，實施多層次設(shè)防。

2005 年11 月28 日至2005 年11 月30 日，國家核安全局組織召開第六屆核安全與環(huán)境專家委員會第二次會議，會議就高通量工程試驗堆定期安全審查和燃料低濃化安全分析的審評進行審議。專家們聽取營運單位和審評單位就HFETR 定期安全審查的工作匯報，通過對營運單位提交的《高通量工程試驗堆定期安全審查報告》《HFETR 低濃鈾堆芯安全分析報告》《49-3混裝過渡堆芯安全論證》報告及其相關(guān)文件的審評，審評專家經(jīng)認真討論后認為:HFETR 經(jīng)過多項核安全整治工作能夠滿足安全停堆、余熱排出和放射性包容三大基本安全功能要求，具備繼續(xù)運行條件。國家核安全局于2006 年批準(zhǔn)換發(fā)HFETR 運行許可證。

4.2 第二次定期安全審查

第一次定期安全審查后核安全局下發(fā)的運行許可證于2011 年4 月30 日到期，為保證后續(xù)科研生產(chǎn)任務(wù)的順利進行，我院于2009 年啟動HFETR 第二次定期安全審查。

2009 年7 月15 日，一所安防科組織審查討論文件《關(guān)于高通量工程試驗堆第二次定期安全審查的建議》，將實際狀態(tài)、安全分析、老化管理和其他要素審查作為此次審查重點，經(jīng)院審和與核安全局溝通，確定第二次定期安全審查重點關(guān)注2005 年以后HFETR 安全重要系統(tǒng)、設(shè)備和部件安全改進、更新改造等方面的變化對反應(yīng)堆實際安全狀態(tài)的影響，重點突出對三項基本安全功能審查。第二次定期安全審查重點審查4 項安全因素:“構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的實際狀態(tài)”、“安全分析”、“老化管理”和“安全性能”。對其他安全因素合并在“其他安全因素”中進行符合性審查。國家核安全局于2011 年批準(zhǔn)換發(fā)HFETR 運行許可證。

4.3 第三次定期安全審查

兩次PSR 后，NPIC 持續(xù)對HFETR 進行維護、維修和更新，更換部分老化系統(tǒng)、設(shè)備和部件，保證系統(tǒng)、設(shè)備和部件的安全性能，使得HFETR 運行的安全狀態(tài)比第二次PSR 前得到較大提高。根據(jù)核安全監(jiān)管要求，2014 年，NPIC 與NNSA 溝通并達成共識，第三次PSR 重點審查HFETR 安全因素1 項:構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的實際狀態(tài)和老化管理；對研究堆設(shè)計和安全分析、安全性能、組織機構(gòu)和行政管理、程序等4 項安全因素合并在“其他安全因素”中進行符合性審查。國家核安全局于2016 年批準(zhǔn)換發(fā)HFETR 運行許可證。

4.4 HFETR 三次定期安全審查的差別

HFETR 三次定期安全審查采用的工作流程和實施步驟是基本相同的，審查的安全因素內(nèi)容是基本一致的，他們的差別主要表現(xiàn)在以下方面:

4.4.1 依據(jù)和參考文件

第一次定期安全審查依據(jù)和參考文件主要有:

（1）國家核安全局（2001.12）《對高通量工程試驗堆實施定期安全審查的技術(shù)見解》。

（2）HAF201《研究堆設(shè)計安全規(guī)定》。

（3）HAF202《研究堆運行安全規(guī)定》。

（4）國核安發(fā)［2002］9 號《關(guān)于加緊實施高通量工程試驗堆定期安全審查的通知》。

（5）國核安發(fā)［2003］145 號《關(guān)于對高通量工程試驗堆進行安全再審查的通知》。

（6）HAF0312《在運核電廠的定期安全審查》（報批稿）。

（7）HAD×××《研究堆定期安全審查》（報批稿）。

（8）四川核安全監(jiān)督站《關(guān)于對49-3 堆實施“定期安全審查”的意見或建議》。

第二次定期安全審查主要借鑒第一次定期安全審查的經(jīng)驗，其依據(jù)和參考文件主要是HAF201《研究堆設(shè)計安全規(guī)定》、HAF202《研究堆運行安全規(guī)定》和《研究堆定期安全審查》（報批稿）等。第三次定期安全審查的依據(jù)和參考文件主要是HAF201《研究堆設(shè)計安全規(guī)定》、HAF202《研究堆運行安全規(guī)定》和《研究堆定期安全審查》（征求意見稿，2014）等。

4.4.2 審查的安全因素

第一次定期安全審查按“技術(shù)見解”要求，全面審查11 個安全因素，其中將組織機構(gòu)和管理、人因2 個安全因素合并審查，產(chǎn)生10 份安全因素審查總報告。第二次定期安全審查的安全因素為13 個，新增兩個安全因素“研究堆的設(shè)計”和“應(yīng)用和實驗”，重點審查“實際狀態(tài)”、“安全分析”、“安全性能”、“老化管理”4 個安全因素，其他9 個安全因素進行符合性審查，產(chǎn)生5份安全因素審查總報告。第三次安全審查重點審查“構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的實際狀態(tài)和老化管理”，其他4 個安全因素合并在“其他安全因素”中進行符合性審查，產(chǎn)生2 份安全因素審查總報告。

4.4.3 物項安全分級

第一次定期安全審查開始時，沒有物項安全分級，當(dāng)時國內(nèi)研究堆在物項分級標(biāo)準(zhǔn)上沒有先例。定期安全審查涉及到構(gòu)筑物、系統(tǒng)、設(shè)備、部件以及相應(yīng)的程序的安全分級制度，物項的安全級別不同，所采取的對策也就不同。因此，為保證HFETR 定期安全審查工作的順利進行，我院參考核動力廠物項分級原則，花費大量人力制定HFETR 物項分級標(biāo)準(zhǔn)，將HFETR 物項分級分為安全級、安全相關(guān)級、非安全級。

從第一次定期安全審查完成至今，HFETR 進行高壓開關(guān)柜改造、兩套蓄電池組和UPS 更換、2#柴油機組更換、增設(shè)第二套回補水系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)改造等。為保證設(shè)備安全分級的管理與實際狀態(tài)相符，在第二次定期安全審查時，我院審查第一次定期安全審查時物項安全分級原則的適宜性，并按物項分級原則對改造過和新增系統(tǒng)設(shè)備的安全分級進行修訂和升版。

物項安全分級的修訂和升版后，主要變化有:

（1）增補第二套回補水系統(tǒng)物項安全分級，新增安全相關(guān)級、質(zhì)保Ⅱ級和抗震類設(shè)備10 項，非安全級、質(zhì)保Ⅱ級和非抗震類設(shè)備1 項。

（2）電氣系統(tǒng)增加1 個安全級、質(zhì)保Ⅰ級和抗震類設(shè)備（1#蓄電池組110 V 硅整流器）。

（3）對物項統(tǒng)計表中所有改造過和新增系統(tǒng)的設(shè)備信息進行更新。

4.4.4 關(guān)注重點

第一次定期安全審查主要審查與研究堆安全運行直接相關(guān)的系統(tǒng)和設(shè)備，按照HFETR 物項分級標(biāo)準(zhǔn)的要求，重點關(guān)注下列系統(tǒng)和設(shè)備:①反應(yīng)堆壓力容器；②堆芯布置；③一回路冷卻系統(tǒng)（包括事故冷卻系統(tǒng)、補水系統(tǒng)等）；④二回路冷卻系統(tǒng)；⑤通風(fēng)系統(tǒng)；⑥輻射監(jiān)測系統(tǒng)；⑦控制保護系統(tǒng)；⑧專設(shè)安全設(shè)施；⑨實驗裝置；⑩供電系統(tǒng)。

第一次定期安全審查后，HFETR 經(jīng)歷高濃燃料元件過渡到低濃燃料元件的設(shè)計修改和“5.12”大地震，同時系統(tǒng)、設(shè)備老化問題越來越突出（國家核安全局關(guān)注重點），第二次定期安全審查重點關(guān)注對象取消堆芯布置，增加燃料元件、堆內(nèi)構(gòu)件、反應(yīng)性控制系統(tǒng)、“5.12”地震反應(yīng)堆廠房和其他系統(tǒng)設(shè)備的影響、安全重要電纜等。第三次定期安全審查重點關(guān)注對象增加過程測量系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、極端事件外部緩解設(shè)施、應(yīng)急設(shè)施等。

5 對研究堆定期安全審查的建議

（1）嚴(yán)格執(zhí)行核安全監(jiān)管要求，加強與核安全局溝通。定期安全審查是核安全監(jiān)管體系的一部分，必須滿足核安全監(jiān)管的相關(guān)要求。目前美國在定期安全審查時只審查老化管理和對環(huán)境的放射性影響兩個安全因素，把其他安全因素貫穿到平時的常規(guī)安全審查中，減少人力物力的投入。但在我國采取這種方式得不到核安全局的認可，必須加強和國家核安全局的溝通，在每次實施定期安全審查時，就定期安全審查的內(nèi)容和審查方式達成一致，為此項工作的開展做好前期策劃，保證定期安全審查的順利實施。

（2）跟蹤國內(nèi)外定期安全審查的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加強經(jīng)驗交流。國內(nèi)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)目前還不完善，現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則很多條款缺乏具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來進行評價，在定期安全審查時對標(biāo)準(zhǔn)的理解不盡相同，具體審查時評價方法和模式不一致。因此要積極消化吸收國外完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，加強國內(nèi)外核設(shè)施定期安全審查的經(jīng)驗交流，以制定和完善我國核設(shè)施定期安全審查的標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范定期安全審查的方法。

（3）加強數(shù)據(jù)收集與整理。國內(nèi)外核電廠針對定期安全審查，均有專門的組織管理部門進行跟蹤管理。兩次定期安全審查中，均發(fā)現(xiàn)由于歷史原因和管理原因，很多設(shè)備原始數(shù)據(jù)和資料不齊全。目前HFETR 是將定期安全審查的相關(guān)工作貫穿到平時的維修、設(shè)備合格性、老化管理等工作中，相關(guān)數(shù)據(jù)未集中收集與整理，比較分散，每次定期安全審查均要花費投入大量的人力和時間來進行數(shù)據(jù)收集與整理。建議成立專門的數(shù)據(jù)收集小組，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)收集，并借鑒某項目數(shù)據(jù)收集與研究經(jīng)驗，對收集數(shù)據(jù)進行總結(jié)，為后續(xù)反應(yīng)堆退役和新堆如CENTER的設(shè)計建設(shè)提供指導(dǎo)。

（4）加強定期安全審查的相關(guān)技術(shù)研究和投入。由于研究堆的歷史原因，目前HFETR 定期安全審查在設(shè)備合格性和老化管理等方面是弱項，未完全按導(dǎo)則進行審查。導(dǎo)則要求進行設(shè)備合格鑒定審查，我院在第一次定期安全審查時與核安全局溝通的結(jié)果是進行設(shè)備合格性管理，跟核動力廠差別較大。同時導(dǎo)則要求開展系統(tǒng)化的老化管理，我院目前只對幾個重要設(shè)備進行老化管理。在安全分析方面，只進行確定論安全分析，未進行過概率安全分析。隨著核安全監(jiān)管要求的不斷提高，以上這些工作要得到完善和提高，需要加大投資建立相應(yīng)的硬件設(shè)施和開展相應(yīng)的技術(shù)研究，這對以后新堆開展定期安全審查等相關(guān)工作具有重要意義。

（5）把安全改造和定期安全審查有機結(jié)合起來。定期安全審查一個主要目的是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、設(shè)備存在的不足，解決方法就是實施安全改進或糾正措施。第一次定期安全審查審查中發(fā)現(xiàn)48 個不符合項，我院制定糾正措施并實施整改，使系統(tǒng)安全性和可靠性得到提高，順利通過核安全局審評。目前在著手進行HFETR的后續(xù)運行條件保障安全改造工作，其改造的結(jié)果會直接影響此次定期安全審查是否能順利通過，因此必須把安全改造和定期安全審查有機結(jié)合起來。

6 結(jié)束語

定期安全審查是一項綜合性的審查，也是一項需要有效工程管理和足夠資源投入的龐大而復(fù)雜的任務(wù)。HFETR 已成功完成第一次、第二次和第三次定期安全審查，三次定期安全審查已積累大量的經(jīng)驗和方法，通過加強與外部定期安全審查方法的交流和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的學(xué)習(xí)、消化和吸收，完善我國相應(yīng)的法規(guī)體系，對總結(jié)出一套適合我國研究堆定期安全審查的方法具有重要意義。