核電廠安全重要修改的分類統(tǒng)計及分析

車樹偉，曾 珍，呂云鶴，房永剛，初起寶，劉時賢

（生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心，北京 100082）

隨著核電廠技術(shù)的不斷發(fā)展，核電廠運行經(jīng)驗的不斷積累，核安全要求的逐步提高，核電廠的技術(shù)人員會逐步發(fā)現(xiàn)并認識到核電廠中存在的一些不足，同時隨著我國運行核電機組數(shù)量和運行年限的增加，設(shè)備老化情況也逐漸凸顯，因此運行核電廠基本上每年都會向國家核安全監(jiān)管部門提交一些安全重要修改申請，以消除核電廠實際狀態(tài)與初始設(shè)計及相關(guān)法規(guī)標準間存在的差異，消除核安全的薄弱環(huán)節(jié)。對于提交的這些安全重要修改進行系統(tǒng)的研究和分類統(tǒng)計，可以幫助我們有效地掌握核電廠的實際狀態(tài)，提高核安全水平，也利于加強核安全監(jiān)管工作［1，2］。

1 國內(nèi)外關(guān)于核電廠安全重要修改的法規(guī)要求和監(jiān)管情況

核電廠安全重要修改屬于核安全監(jiān)管的一部分，這點國內(nèi)外都是一致的，因此監(jiān)管方式也都是申請、審評和批準的模式。由于各國在法律法規(guī)和監(jiān)管方式上存在一些差異，因此在具體流程和技術(shù)方法上也存在一些差異。

1.1 我國核電廠安全重要修改的監(jiān)管情況

我國核電廠對于安全重要物項的審查工作是國家核安全局（National Nuclear Safety Administration，簡稱NNSA）負責的。我國法規(guī)文件《核動力廠運行安全規(guī)定》（HAF103）中規(guī)定核動力廠修改主要包括四部分：一是構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件（Systems、Structures、Components，簡稱SSCs）的修改；二是運行限值和條件的修改；三是指令和規(guī)程的修改；四是組織機構(gòu)的修改。目前遇到的多數(shù)修改都集中在SSCs的修改方面，也就是物項類修改。在《核電廠運行安全規(guī)定附件——核電廠換料、修改和事故停堆管理》（HAFl03／01）中對修改的要求進行了補充，根據(jù)安全重要性將修改分為安全重要修改和一般修改兩類，安全重要修改主要包括三部分：一是影響到頒發(fā)運行許可證依據(jù)的安全重要構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的修改；二是運行限值和條件的修改；三是原先由國家核安全監(jiān)管部門批準的程序和其他文件的修改。安全重要修改必須在實施前報送國家核安全監(jiān)管部門批準。HAF103/01中對核電廠的安全重要物項修改有總體規(guī)定和要求，其中對修改申請報告的基本內(nèi)容規(guī)定見表1［3，4］。

表1 核電廠安全重要物項修改申請報告要求Table1 Significant safety modification reporting requirements for NPPin China

1.2 其他國家核電廠安全重要修改的監(jiān)管情況

美國核電廠安全重要修改的審查工作是美國核管理委員會（United States Nuclear Regulatory Commission，簡稱NRC）負責，審評的方式主要是通過提問回答的方式進行，與我國現(xiàn)行方式基本相同。審評主要是依據(jù)美國現(xiàn)行的法律法規(guī)及電廠執(zhí)照文件的相關(guān)規(guī)定和要求審查修改申請報告中設(shè)計論證、安全分析相關(guān)部分的內(nèi)容。安全重要修改方面美國通過大量實踐總結(jié)制訂了一套修改類別的判定流程和相應的報批篩選準則［5，6］。對修改申請告中設(shè)計論證部分的審評，NRC主要關(guān)注的是申請者提供修改必要的證明材料，對修改安全分析相關(guān)部分，NRC還要求申請者對安全分析內(nèi)容進行內(nèi)部評價（必要時需要進行外部的審評），以確保安全分析內(nèi)容的完整性和正確性。這些審評的結(jié)果和審評意見是NRC審查的重點。

法國的核電廠監(jiān)管是法國核安全局（The French Nuclear Safety Authority，簡稱ASN）負責的，法國對核電廠修改按照不同等級進行不同的管控方式。對于核電廠的修改審評方面，為了確保這些改造項是可信、可實現(xiàn)并可依照保證安全性的程序進行，法國的核安全監(jiān)管機構(gòu)會對選取這些改造項目中的部分進行可接受性宣告。根據(jù)改造項的不同分類，對于不同分類的改造項的管理也是不同的，所要求提交的文件也不同。法國核安全監(jiān)管機構(gòu)對電廠修改報告提交的內(nèi)容是比較詳細的，其很多審評人員有核電廠的設(shè)計、運營、設(shè)備制造等工作經(jīng)歷，因此對核電廠修改方面的審評相對來說專業(yè)一些。此外，法國核安全監(jiān)管機構(gòu)也比較重視修改的經(jīng)驗反饋情況，對于修改的審評經(jīng)驗很容易就在后續(xù)同類電廠的審評中反饋出來。

各國核安全審評管理機構(gòu)和安全重要物項修改申請報告的規(guī)定見表2［2］。

表2 各國核安全監(jiān)管機構(gòu)對安全重要物項修改的管理規(guī)定Table2 Significant safety modification reporting requirementsfor NPPin other countries

2 核電廠安全重要修改的分類統(tǒng)計方法

對我國核電廠近些年來的安全重要修改進行分析表明，絕大多數(shù)修改項目都屬于物項修改，即SSCs的修改，因此對核電廠安全重要物項的修改進行整理分析，對核電廠修改方面的歷史總結(jié)、經(jīng)驗反饋、安全性能提升和修改方面的安全監(jiān)管都有重要意義?？偨Y(jié)分析近些年來的核電廠安全重要物項的修改情況，可以將修改按系統(tǒng)分類、修改原因分類及修改來源分類進行整理和分析。

2.1 按系統(tǒng)分類

我國核電廠堆型較多，技術(shù)路線也各具特點，不同類型的機組系統(tǒng)也存在一定差別，需要找出一種基本能兼顧各類堆型的系統(tǒng)分類方法?；诿绹斯軙tRG1.70《核電廠安全分析報告的標準格式和內(nèi)容》和各電廠安全分析報告的內(nèi)容，結(jié)合近些年的修改審評經(jīng)驗總結(jié)，可以將核電廠安全重要物項修改所涉及到的系統(tǒng)按表3進行分類。

表3 核電廠安全重要物項修改系統(tǒng)分類Table 3 Significant safety modification classification by NPPsystem

2.2 按修改原因分類

核電廠安全重要物項的修改原因很多，但共性特點基本上都是物項的實際性能情況與期望存在偏差或性能出現(xiàn)劣化情況，需要進行一定干預。根據(jù)近些年的修改審評經(jīng)驗，造成安全重要物項性能出現(xiàn)偏差或劣化的情況基本可分為在建階段原因和運行階段原因。在建階段主要是設(shè)計、制造和安裝階段方面的缺陷，運行階段主要是物項替代和升級換代方面的原因。因此可以將核電廠安全重要物項修改的原因按表4進行分類。

表4 核電廠安全重要物項修改原因分類Table 4 Significant safety modification classification by reason of modification

2.3 按修改信息來源分類

核電廠安全重要物項修改的信息來源主要就是發(fā)現(xiàn)上述2.2節(jié)中的修改原因的途徑或方式，根據(jù)近些年的修改審評經(jīng)驗，可以將核電廠安全重要物項修改的信息來源按表5進行分類。

表5 核電廠安全重要物項修改信息來源分類Table5 Significant safety modification classification by sourceof information

3 我國核電廠安全重要修改的統(tǒng)計分析

利用第2節(jié)闡述的核電廠安全重要修改的分類統(tǒng)計方法對我國核電廠2011年到2016年核電廠安全重要修改情況進行統(tǒng)計分析，這期間收到國內(nèi)運行核電廠安全重要物項修改申請193項。

3.1 按修改物項所屬的系統(tǒng)分類

在核電廠安全重要修改物項所屬的系統(tǒng)中，占比最高的是專設(shè)安全設(shè)施方面的修改，比例接近20%，其次是一回路輔助系統(tǒng)和反應堆冷卻劑系統(tǒng)等，詳見圖1。

圖1 運行核電廠2011—2016年修改物項所屬的系統(tǒng)分類統(tǒng)計Fig.1 Significant safety modification classification statistics by NPPsystem from 2011 to 2016

3.2 按修改的原因分類

在設(shè)備修改的原因中，升級換代占比最高，約44%，其次是設(shè)計改進，占比約37%，詳見圖2。

圖2 運行核電廠2011—2016年修改原因分類統(tǒng)計Fig.2 Significant safety modification classification statistics by reason from 2011 to 2016

3.3 按修改的信息來源分類

在修改的信息來源中，運行經(jīng)驗占比最高，接近80%，其次是與法規(guī)標準偏差和潛在薄弱環(huán)節(jié)，詳見圖3。

圖3 運行核電廠2011—2016年修改信息來源分類統(tǒng)計Fig.3 Significant safety modification classification statisticsby sourceof information from 2011 to 2016

3.4 安全重要修改的統(tǒng)計結(jié)果分析

通過對2011年到2016年我國核電廠安全重要修改申請的情況進行系統(tǒng)的分類統(tǒng)計和分析，可以看出，電廠專設(shè)安全設(shè)施方面的修改所占比例最高，修改的主要原因集中在升級換代和設(shè)計改進方面，修改的信息來源主要是內(nèi)外部的運行經(jīng)驗。

修改設(shè)備所屬的系統(tǒng)方面，由于統(tǒng)計的修改都屬于安全重要修改，修改都涉及到對安全功能的影響，因此像專設(shè)安全設(shè)施系統(tǒng)這種安全級設(shè)備比較集中、執(zhí)行安全功能較多的系統(tǒng)會占比較大，其次像一回路輔助系統(tǒng)和反應堆冷卻劑系統(tǒng)等涉及一些重要安全功能的系統(tǒng)安全重要修改也比較多。修改的主要原因方面，由于我國核電廠機組以引進國外機組自主消化吸收為主，隨著核電技術(shù)的發(fā)展和自主創(chuàng)新能力的提高，不斷對核電廠設(shè)計、建造和運行等階段的設(shè)備、技術(shù)和管理方式方法等進行優(yōu)化改進，因此安全重要修改的原因主要集中在升級換代和設(shè)計改進方面。修改的信息來源方面，修改的主要原因是升級換代和設(shè)計改進，找到系統(tǒng)設(shè)計的不足之處或系統(tǒng)可以改進優(yōu)化的方面的最佳途徑就是運行實踐過程中去總結(jié)發(fā)現(xiàn)，這也包括一些同類型機組的運行經(jīng)驗和運行事件的分析反饋等，因此安全重要修改的信息來源主要就是運行經(jīng)驗。

4 結(jié)論

隨著近些年我國核電的大發(fā)展，截至2021年7月，我國已運行核電機組有49臺，在建核電機組13臺。隨著運行機組數(shù)量的逐漸增加，我國核電安全監(jiān)管的主要工作將變?yōu)檫\行階段的日常監(jiān)管工作。核電廠安全重要物項修改是消除設(shè)計缺陷和安全薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化和提高核電廠運行安全水平的有效方式。因此，對運行核電廠的安全重要物項修改制訂合理的分類統(tǒng)計分析方法，并進行系統(tǒng)的分類統(tǒng)計和分析，一方面對于加強修改的核安全監(jiān)管具有十分重要的意義；另一方面還有助于電廠間的經(jīng)驗反饋，從而進一步提高核電廠的運行安全水平。