核電廠老化和壽命管理DNMC戴忠華

1、核電廠老化和壽命管理戴忠華 劉鵬大亞灣核電運(yùn)營管理有限責(zé)任公司(DNMC) 518124 摘要 本文概述了IAEA對核電廠老化管理的基本要求和所推薦的實(shí)施老化和壽命管理的方法；介紹了DNMC實(shí)施老化和壽命管理的工作方法和實(shí)踐。文章指出老化和壽命管理工作首先要將精力集中在核電站的關(guān)鍵設(shè)備上，然后逐步擴(kuò)大范圍；并且隨著經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，工作重點(diǎn)逐步由老化機(jī)理理解、敏感部件篩選向老化趨勢分析和壽命評估轉(zhuǎn)變。關(guān)鍵詞 核電廠 老化 壽命管理 1. 概述通常，核電站的設(shè)計壽命為40年。目前，一些國家早期建造的核電站已經(jīng)接近它的設(shè)計壽命，為了延壽到60年壽命，必須對核電站進(jìn)行全面的安全和經(jīng)濟(jì)評估，以及相關(guān)的改

2、造。但是，仍然有一部分核電站由于在建造和運(yùn)行階段，沒有實(shí)施良好的老化管理，而被迫退役，例如美國，這部分退役的核電站將占美國核電站總數(shù)的20左右。從而，20世紀(jì)80年代后，如何在核電站實(shí)施有效的老化和壽命管理成為了一個國際關(guān)注的課題。各個國家都在這方面注入了大量精力進(jìn)行研究和改進(jìn)，對于保證核電站安全裕度、挖掘核電站的經(jīng)濟(jì)潛力、提高核電競爭力方面做出了重要貢獻(xiàn)。其中，IAEA為了規(guī)范化老化和壽命管理工作，在吸取了各個國家的的良好實(shí)踐后，歸納和總結(jié)出了一套系統(tǒng)的老化和壽命管理方法，并且編寫成了技術(shù)導(dǎo)則，為國際上老化和管理的開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);美國NRC制定了一系列法規(guī)要求，為核電站老化管理提出了明

3、確具體的要求，規(guī)范核電站老化管理工作的開展。在十年安全審查中，大亞灣核電按照核安全局的要求，對核電站的老化管理狀況進(jìn)行了認(rèn)真的審查，通過本次審查中發(fā)現(xiàn)的不足，結(jié)合國際先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和良好實(shí)踐，開展了一系列活動，以求不斷完善核電站老化和壽命管理體系。2. 老化和壽命管理的方法IAEA核電廠壽命管理技術(shù)工作組（TWG-LMNPP）依據(jù)成員國的建議，推薦實(shí)施設(shè)備老化和壽命綜合管理。圖1標(biāo)明了設(shè)備部件的老化和壽命管理之間的總體關(guān)系；理解老化機(jī)理和參數(shù)就可以管理和改進(jìn)部件的老化曲線，從而延長了部件的壽命。部件延長的壽命可以定義為是一個期間，在此期間內(nèi)，設(shè)備部件可以安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)作。為示范的目的，圖1中假定安

4、全裕量要求值本身也作為依經(jīng)驗(yàn)和公眾可接受度變化的函數(shù)隨時間而改變。圖1. 部件的老化和壽命管理之間的總體關(guān)系IAEA推薦的實(shí)施設(shè)備老化管理的方法，主要包括三個部分(參見技術(shù)系列報告第338號，1992年版)，即選擇實(shí)施電廠老化管理的部件(SSCs)清單，以及分兩個階段進(jìn)行的老化管理研究方法，其要點(diǎn)如下：(1) 選擇實(shí)施電廠老化管理的安全相關(guān)設(shè)備(SSCs)清單，以及與電廠可用率密切相關(guān)、壽命管理關(guān)注的設(shè)備(壽命管理擴(kuò)充SSCs)清單，有重點(diǎn)地實(shí)施老化和壽命管理；在實(shí)施老化和壽命綜合管理時，可按國際核電廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和良好實(shí)踐，并結(jié)合本電廠的實(shí)際，選定老化和壽命綜合管理SSCs 清單，在實(shí)施過程中

5、補(bǔ)充完善；(2) 理解選定部件的老化機(jī)理，選擇或開發(fā)有效的和現(xiàn)實(shí)可行的部件老化監(jiān)督和緩解方法、措施，即老化管理研究方法的第I階段：基礎(chǔ)性老化研究；(3) 老化管理研究方法的第II階段：綜合性深入的老化研究；(4) 老化管理研究成果應(yīng)用的方式是，通過在線監(jiān)督、定期試驗(yàn)和在役檢查活動，以及維修和運(yùn)行方面改進(jìn)行動的有效實(shí)施，有效地管理所選部件的老化降級，將老化降級限制在允許的范圍；并力求實(shí)現(xiàn)設(shè)備部件的服役壽命測算等。鑒于安全性和經(jīng)濟(jì)性都是核電的生命線，因此在作出老化和壽命管理措施、行動類別的選擇，實(shí)施時機(jī)的選擇，以及電廠是否延長壽命繼續(xù)運(yùn)行這類決定時，經(jīng)濟(jì)性方面的考慮也是十分重要的。3. 國際上實(shí)施

6、設(shè)備老化和壽命管理的經(jīng)驗(yàn)3.1 概述擁有較多核電廠的國家都在建立各自的核電廠壽命管理大綱，它們的方法各自不同，IAEA核電廠壽命管理技術(shù)工作組（TWG-LMNPP）現(xiàn)正努力使這些方法和諧協(xié)調(diào)起來。現(xiàn)在許多國家，如美國、日本、英國、西班牙等國已宣布了其壽命目標(biāo)，核電廠的運(yùn)行壽命正在成功地被延長。例如：至2003年，美國有19臺核電機(jī)組已獲得US NRC的批準(zhǔn)，將運(yùn)行執(zhí)照從原來的40年延長至60年。在實(shí)施龐大的評估計劃之后法國核電機(jī)組可能有40，50，60年或更長的運(yùn)行壽命（取決于10年定期安全審查）。在日本，領(lǐng)先的運(yùn)營公司開展的研究表明，只要實(shí)施恰當(dāng)?shù)木S護(hù)措施，壓水堆的壽命可達(dá)到60年。在某些國

7、家，機(jī)組運(yùn)行執(zhí)照期間被認(rèn)為是壽命，而且不需要與技術(shù)限值相聯(lián)系。而在其它國家，機(jī)組安全壽命是必須實(shí)施的安全法規(guī)的一個指標(biāo)，而且成為壽命評估的首要一步?？紤]到監(jiān)管機(jī)構(gòu)、設(shè)備供應(yīng)商、電廠管理層和其它感興趣機(jī)構(gòu)對機(jī)組壽命管理采用的不同方法，除美國之外的大多數(shù)國家或地區(qū)，核電廠的壽命管理主要有如下4個步驟：1） 高水平的日常運(yùn)行和維修活動，利用有效的經(jīng)驗(yàn)反饋方法和機(jī)構(gòu)，采用持久的改進(jìn)，來提高安全性和實(shí)施改進(jìn)的費(fèi)用/效益比；2） 按“特大維修”大綱，制定和實(shí)施維修和更換大型設(shè)備、部件的預(yù)期計劃；3） 利用新的參考基準(zhǔn)和更新的安全水平，每10年進(jìn)行一次全面的安全審查；4） 制定核電廠壽命管理大綱，標(biāo)明可能影

8、響電廠壽命的決定，改進(jìn)運(yùn)行和維修，并包含有關(guān)老化現(xiàn)象的新的研究項(xiàng)目。當(dāng)計劃核電廠的老化管理和壽命管理的各種活動時，都必須綜合考慮安全性、可用率、費(fèi)用及輻照劑量等。而設(shè)備可靠性管理方法就是在電廠一級或系統(tǒng)一級綜合考慮這幾個方面的有效方法。3.2 法國核電廠壽命管理法國電力公司(EDF)從1983年起實(shí)施一項(xiàng)“壽命管理計劃”，旨在理解和預(yù)測老化問題。按照該計劃，經(jīng)常地評估可能影響核電廠壽命的每一件事情（如技術(shù)、工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和法律、保險等），目的是確定并實(shí)施為達(dá)到預(yù)期壽命所需要的措施。由于電力市場的條例松綁，許多核電廠都不得不改善其經(jīng)濟(jì)競爭力，如果維修費(fèi)用并不過分高，延長現(xiàn)有機(jī)組的壽命，是在競爭激烈的

9、市場情況下，提供持續(xù)的電力生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)可行手段。而如果現(xiàn)有某臺機(jī)組的壽命縮短大約10年，提前支出的退役、拆卸費(fèi)和機(jī)組更新費(fèi)可達(dá)數(shù)十億歐元。EDF壽命管理計劃分以下兩種情況：l 不可更換的兩種部件反應(yīng)堆容器及安全殼，關(guān)于900MWe PWR容器至少可服役40年的綜合案卷，目前正由法國核安全當(dāng)局進(jìn)行審查；對于安全殼，900MWe機(jī)組安全殼的壽命至少為40年已經(jīng)被普遍地接受。而1300Mwe機(jī)組的安全殼，需按各自的情況進(jìn)行監(jiān)督和采取解決措施；l 完全或局部可更換的部件，包括更換費(fèi)用昂貴的部件，諸如蒸汽發(fā)生器（已在7個機(jī)組上更換了蒸汽發(fā)生器）和堆容器封頭（已在40個機(jī)組上更換了堆容器封頭）。正在實(shí)施雄心

10、勃勃的研究開發(fā)計劃，以便理解設(shè)備、部件老化降級的機(jī)理，諸如侵蝕、腐蝕、疲勞、磨損、熱老化，輻照老化，以及這些機(jī)理的動力學(xué)；對真實(shí)的設(shè)備也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，以便確認(rèn)研究開發(fā)工作，為此對于1991年關(guān)閉的Chooz A電站（300MWe PWR開展了一項(xiàng)重要的服役后檢驗(yàn)、試驗(yàn)和研究評估計劃）。EDF壽命管理計劃由總公司組織各方面的專家分專業(yè)組，投入相當(dāng)多的資源加以實(shí)施，例如，反應(yīng)堆容器及一回路管道部件的壽命管理項(xiàng)目，分別有5-6個專業(yè)組，各由數(shù)十至近百名成員組成，經(jīng)過3-5年的研究、分析評估，才提出推薦性壽命管理行動供決策層審批。電力公司的主要職責(zé)是安全地和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營核電站；只要延壽的競爭性得到論證

11、，現(xiàn)有機(jī)組的延壽可行性就一直存在，就絕對有必要跟蹤安全法規(guī)條例的任何變化，做好延壽的準(zhǔn)備。在法國，像某些其它歐洲國家那樣，定期的安全審查是按10年為基礎(chǔ)來實(shí)施的，經(jīng)安全監(jiān)管當(dāng)局同意的這一程序包含以下幾個主要部分：l 澄清作為機(jī)組執(zhí)照申領(lǐng)基礎(chǔ)的安全法規(guī)條例（法規(guī)、準(zhǔn)則、適用的規(guī)格書等）要求；l 考慮經(jīng)驗(yàn)反饋以及大多數(shù)新近投運(yùn)機(jī)組的執(zhí)照申領(lǐng)基礎(chǔ)，重新評價安全法規(guī)條例的要求；l 評估電廠的真實(shí)狀況與當(dāng)前執(zhí)照申領(lǐng)基礎(chǔ)（即安全法規(guī)條例要求）之間的差異，列出相應(yīng)的改進(jìn)項(xiàng)目清單；l 確認(rèn)機(jī)組未來10年的運(yùn)行將滿足經(jīng)重新評價的安全法規(guī)條例要求。為此就需要制定完善化計劃，而且要求對關(guān)鍵的解決措施進(jìn)行詳細(xì)的定性和

12、定量分析；完善化計劃首先就是確定：是否需要按法規(guī)條例要求采取措施，來維持核安全水平。如果不需要，完善化計劃則按照費(fèi)用效益平衡原則來制定。當(dāng)安全法規(guī)條例演變時，就可能導(dǎo)致無法接受的費(fèi)用增加，或完善化改進(jìn)項(xiàng)目影響到原設(shè)計的重大技術(shù)特性而變得不可行。確定論方法和概率論方法要恰當(dāng)?shù)鼐C合起來應(yīng)用，以便獲得更為平衡的改進(jìn)項(xiàng)目計劃。需要考慮的因素是實(shí)施的可行性、費(fèi)用、風(fēng)險、輻照劑量、放射性廢物量及其它因素。EDF核電機(jī)組高度標(biāo)準(zhǔn)化這一事實(shí)，使得必須預(yù)先了解可能影響主要部件的重大老化降級，并且確定現(xiàn)實(shí)可行的長期部件更新/更換戰(zhàn)略?！疤卮缶S修”是指全國性計劃，一般電站機(jī)組壽期內(nèi)計劃只實(shí)施一次，而且費(fèi)用巨大和/或

13、對可用率有大的影響的維修操作。EDF的“特大維修”活動（例如更換蒸汽發(fā)生器、容器封頭、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)，某些發(fā)電機(jī)定子重繞線圈等）每年花費(fèi)約2.53億歐元，而EDF每年的定期維修費(fèi)用通常是15億歐元?！疤卮缶S修預(yù)測”計劃包括：識別可能實(shí)施的“特大維修”操作，并確保采取各種適當(dāng)措施，使這些操作實(shí)施時對電網(wǎng)運(yùn)行性能的影響減至最小。特別是要避免在同一時期內(nèi)不得不實(shí)施大量的重要操作。這一計劃定期地評審最敏感部件的設(shè)計、制造條件和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，識別這些部件可能發(fā)生的重大老化降級現(xiàn)象；評估潛在的后果，并提出為達(dá)到至少40年壽命需采取的最恰當(dāng)?shù)膽?zhàn)略。為了延壽獲得成功，電力公司必須增進(jìn)對老化機(jī)理的了解，向核安全局闡

14、明機(jī)組（特別是關(guān)鍵部件）延壽的可行性，并且以樹立榜樣般的方式運(yùn)營好現(xiàn)有的機(jī)組。延壽計劃的第一步是關(guān)注各種設(shè)備部件設(shè)計壽命的技術(shù)終點(diǎn)這一問題。部件的老化取決于運(yùn)行狀況和檢修狀況。而部件老化對電廠延壽的影響取決于更換這些部件的困難程度。對于某一個部件，它的設(shè)計、制造、運(yùn)行歷史，維修政策以及研發(fā)（R&D）項(xiàng)目都必須加以考慮。從壽命管理的角度考慮，某些部件由于更換的困難性或費(fèi)用昂貴，被識別為關(guān)鍵部件，EDF選定的關(guān)鍵部件有：反應(yīng)堆壓力容器，主回路大直徑管道、蒸汽發(fā)生器、主冷卻劑泵、穩(wěn)壓器、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)、反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件、安全殼、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、儀表控制系統(tǒng)（I&C）、電纜等。依據(jù)目前掌

15、握的情況，并無設(shè)備問題會阻礙核電廠達(dá)到和超過40年壽命目標(biāo)，雖然反應(yīng)堆壓力容器和安全殼需要加以特別的關(guān)注，但在適當(dāng)?shù)脑O(shè)備監(jiān)督及維修狀況下，EDF認(rèn)為運(yùn)行的PWR機(jī)組達(dá)到4050年壽期是合理的目標(biāo)。值得關(guān)注的是，EDF于1983至1996年間實(shí)施了一項(xiàng)“壽命管理計劃”，積累了不少壽命管理經(jīng)驗(yàn)，制定并實(shí)施了“特大維修更換計劃”。但2001至2002年間，EDF按核安全監(jiān)管當(dāng)局的要求，更新了“老化敏感的設(shè)備和構(gòu)筑物清單”。搞了十多年壽命管理計劃之后，從2002年11月起轉(zhuǎn)為搞老化和壽命管理，計劃于2003-4至2004-12期間制訂總體計劃，準(zhǔn)備老化示范案卷，確定補(bǔ)充研究項(xiàng)目及運(yùn)行維修的改進(jìn)項(xiàng)目，將

16、于2004-12至2008年間結(jié)合準(zhǔn)備900MWe機(jī)組的第3次十年安全審查，完成老化示范案卷，并實(shí)施相關(guān)改進(jìn)決定。3.3 美國核電廠老化管理經(jīng)驗(yàn)及聯(lián)邦法規(guī)“執(zhí)照延長條例”概述美國核監(jiān)管會(NRC)詳細(xì)總結(jié)了美國核電廠實(shí)施老化管理的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以“所學(xué)到的通用老化教訓(xùn)”(即GALL)報告形式發(fā)表，供美國核電廠參考，也成為國際上核電廠實(shí)施老化管理的有益借鑒。IAEA在制訂有關(guān)核電廠老化和壽命管理的安全報告、技術(shù)報告和導(dǎo)則，以及推介相關(guān)的方法時，都認(rèn)真地參考和吸取了美國等國核電廠實(shí)施老化管理的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。美國核電機(jī)組運(yùn)營執(zhí)照期限為40年，這個期限是20世紀(jì)50年代由當(dāng)時的原子能委員會確定的，它被認(rèn)為是依

17、據(jù)工程判斷來確定，并且與典型的投資定期回收進(jìn)度計劃相一致。按照美國聯(lián)邦法規(guī)“延長執(zhí)照條例”(10CFR54)，當(dāng)機(jī)組按已頒發(fā)的運(yùn)營執(zhí)照運(yùn)行約30年時，通過準(zhǔn)備延長執(zhí)照申請并經(jīng)美國核監(jiān)管會（NRC）的審查和批準(zhǔn)，可以獲得附加20年的執(zhí)照延長。美國核電機(jī)組延長運(yùn)營執(zhí)照申領(lǐng)方法的主要特征是：l 延長運(yùn)營執(zhí)照評審中，有關(guān)老化評審的范圍只包括非能動的長壽命部件；l 美國延長運(yùn)營執(zhí)照評審方法的應(yīng)用包括：篩選確定評審范圍，完整的電廠評價，最終安全分析報告（FSAR）和環(huán)境影響報告(EIR)的修訂等。美國的“延長執(zhí)照條例”集中評審非能動的長壽命部件，以及管理這些結(jié)構(gòu)和部件的老化管理大綱。成為延長執(zhí)照申請的主要

18、部分的老化管理大綱是現(xiàn)行的大綱，為延長執(zhí)照所要求的老化管理行動非常少，而且目前還沒有哪個電力公司已經(jīng)承諾作為延長執(zhí)照的直接結(jié)果去更換部件。NRC批準(zhǔn)延長執(zhí)照申請就給電力公司一個選擇機(jī)會，只要電廠承諾愿意實(shí)施經(jīng)同意的老化管理大綱，機(jī)組就可以繼續(xù)運(yùn)行額外20年。這些老化管理大綱就構(gòu)成完善的電廠壽命管理大綱的基礎(chǔ)，將管理電廠的設(shè)備材料狀況，使電廠系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和部件的運(yùn)行壽命最佳化，并使電廠的價值最大化。至2003年，NRC已經(jīng)批準(zhǔn)19臺核電機(jī)組的運(yùn)行執(zhí)照延長，而且正在評審11臺機(jī)組的延長執(zhí)照申請。據(jù)預(yù)測，美國可運(yùn)行的104臺核電機(jī)組的大多數(shù)(超過80%)都將獲得批準(zhǔn)運(yùn)營執(zhí)照延長。匈牙利原子能管理局決定

19、借鑒美國的經(jīng)驗(yàn)，采用美國的方法延長其Paks 1號機(jī)組的運(yùn)營執(zhí)照，該機(jī)組于1982年服役，原“設(shè)計壽命”為30年。3.4 其它國家核電站老化和壽命管理的現(xiàn)狀德國電力公司采用法馬通ANP開發(fā)的一體化電廠壽命管理概念，它可用于新的和正在運(yùn)行的核電廠，并且考慮到了與電廠安全、機(jī)械、電氣、儀表控制部件以及土建結(jié)構(gòu)、電廠的文件、電廠人員、備品備件、行政控制和運(yùn)營管理等相關(guān)的老化現(xiàn)象。該一體化電廠壽命管理概念綜合了選擇與壽命管理相關(guān)的系統(tǒng)或部件的策略和指定采用的監(jiān)督方法。首先通過初步的安全評估，識別對安全最為重要的部件，并提供了安全水平相關(guān)的分類方法。然后按部件對安全及可用率的重要性，再按其潛在的老化降級

20、傾向進(jìn)行篩選和分組。最后，對于已有降級潛在可能性的部件，對應(yīng)已經(jīng)識別的降級機(jī)理提供有效的解決措施。選擇的過程提供了老化相關(guān)部件合理的優(yōu)先等級，并為它們建立特定的壽命管理策略，以便監(jiān)測它們的狀況。在俄羅斯，原子能部支持壽命管理的研究工作，由19982005及20002007兩個開發(fā)計劃所組成，現(xiàn)仍處于老化和壽命管理的準(zhǔn)備和起步階段，研究項(xiàng)目主要包括：l 開發(fā)和改進(jìn)規(guī)范化的、講究方法學(xué)的支持性數(shù)據(jù)庫；l 為論證開發(fā)中的規(guī)范化及講究方法學(xué)的文件而作的研究工作；l 為驗(yàn)證和作為參考標(biāo)準(zhǔn)控制樣品基體所需的軟件和數(shù)據(jù)庫的開發(fā)；l 為方法學(xué)和電廠壽命管理大綱實(shí)施所需的信息。在日本，原子能研究所開展的有關(guān)反應(yīng)

21、堆結(jié)構(gòu)材料老化的研究計劃的目的，是維持長期運(yùn)行中經(jīng)受老化的安全相關(guān)的結(jié)構(gòu)和部件的完整性。由日本經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和工業(yè)部（METI）識別的主要部件有：反應(yīng)堆壓力容器、反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件、主冷卻劑管道，再循環(huán)泵，電氣電纜，安全殼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)，利用曲線方法作的斷裂韌性評估與歐盟和美國的方法進(jìn)行了比較。日本正在開展一項(xiàng)有關(guān)輻照加劇的應(yīng)力腐蝕開裂（IASCC）大型研究計劃，以便確定輕水堆堆內(nèi)構(gòu)件應(yīng)力腐蝕開裂的原因。雖然反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件并不是承壓邊界的一部分，而且許多都是可更換的，但堆內(nèi)構(gòu)件的降級可能導(dǎo)致不規(guī)則的冷卻水流或產(chǎn)生松動零件，松動零件可能造成其它部件的損壞。為了從機(jī)理上搞清IASCC對中子輻照材料的影響，

22、巨大的研究工作正在熱室中開展。韓國正在實(shí)施核電廠壽命管理第一階段計劃，目的是為其Kori-1號核電機(jī)組的運(yùn)營執(zhí)照延長作可行性研究，并評估所選定的13類重大部件(組)的老化效應(yīng)；韓國參照IAEA建議、國際上的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合其本國的實(shí)際，選定實(shí)施壽命管理的部件或部件組有：反應(yīng)堆壓力容器，反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件，穩(wěn)壓器，電纜組，1級管道組，非1級管道組，非1級閥門組，非1級泵組，1級支承結(jié)構(gòu)組，熱交換器組，2級壓力容器組，3級壓力容器組，配電、控制及監(jiān)測設(shè)備組等13類重大部件或部件組。韓國非常重視老化和相關(guān)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)應(yīng)用，正在應(yīng)用的老化和壽命管理數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)是，利用WEB的編程方式，便于數(shù)據(jù)的輸入和查詢，數(shù)據(jù)

23、庫是針對選定的上述13類重要部件進(jìn)行編程，而每個部件類型不一樣，數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)也不一樣。主要內(nèi)容包括了設(shè)計階段的數(shù)據(jù)，制造完工數(shù)據(jù)、安裝數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、監(jiān)督、檢查、試驗(yàn)和維修數(shù)據(jù)、備品備件數(shù)據(jù)和各種相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。這樣的數(shù)據(jù)庫基本上包括了所有選定部件老化和壽命管理的信息，能夠利用這些數(shù)據(jù)對相關(guān)部件進(jìn)行綜合評估和壽命預(yù)測。韓國的經(jīng)驗(yàn)表明，雖然其老化和壽命管理數(shù)據(jù)庫的開發(fā)經(jīng)歷了PUMAS/N，PUMAS/N Upgrade，Windows，Web based PUMAS/N II及ERP等五個階段，但現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得后一階段的數(shù)據(jù)庫都能包容和充分利用前一階段的數(shù)據(jù)庫，避免了數(shù)據(jù)輸入等重復(fù)勞

24、動。4. DNMC老化和壽命管理4.1 目前狀況大亞灣核電站建造于20世界80年代，屬于西屋900MW的機(jī)組類型，是法國CPY機(jī)組的改進(jìn)型機(jī)組。由于同國際同類型機(jī)組相比建造得比較晚，所以在機(jī)組和設(shè)備的設(shè)計與制造階段，吸取了大量同類型機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)反饋和良好實(shí)踐，這對于核電站的老化和壽命管理來說是一個良好的開端。因?yàn)楹穗娬纠匣蛪勖芾砥渲幸粋€重要目的就是保證核電站的安全裕度，而安全裕度的大小是在設(shè)計階段就已經(jīng)確定了的，而設(shè)備的選材和制造質(zhì)量對核電站的安全裕度也有重要的影響。比如，大亞灣核電站蒸汽發(fā)生器的管束采用了INCONEL690材料，與早期制造的蒸汽發(fā)生器所采用的INCONEL600相比，在一

25、回路水中有更好的晶間應(yīng)力腐蝕抗力。核電站有效的老化和壽命管理必須從核電站的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行階段全面展開。而設(shè)計階段和制造階段的優(yōu)勢，并不意味著核電站已經(jīng)擁有了有效的老化和壽命管理，相反，與國外相比較，我們這方面做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如對于建造安裝階段的記錄不夠完整和細(xì)致，缺少材料的強(qiáng)度和疲勞試驗(yàn)性能數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)性研究力量不足，對現(xiàn)場關(guān)鍵敏感設(shè)備識別不夠，對現(xiàn)場監(jiān)督不夠，缺乏趨勢性分析數(shù)據(jù)和技術(shù)，評估水平有待提高等。由于這些缺陷和不足對日常的生產(chǎn)不會造成重大和明顯的影響，所以在核電站運(yùn)行早期往往被忽視；但其對核電站壽命、安全裕度、設(shè)備的老化趨勢和更換壽期的評估有重要影響，而這些方面往往是在核

26、電站運(yùn)行到20年以后才會顯現(xiàn)，并且對核電站的安全和經(jīng)濟(jì)的影響都是十分巨大的。為了盡可能避免對核電站有重大影響的事故發(fā)生，所以核電站必須盡早實(shí)施有效的老化和壽命管理，對這些缺陷和不足進(jìn)行一一識別、并通過有效的分析和評估，進(jìn)行協(xié)調(diào)解決。為確保電站設(shè)備在整個服役期內(nèi)，包括在電站的延壽期內(nèi)，都能夠滿足安全裕度要求，必須對設(shè)備老化進(jìn)行有效的管理；從核電的經(jīng)濟(jì)性方面考慮，還要管理與核電站可用率和電站壽命密切相關(guān)、而又有潛在老化降級傾向的設(shè)備；DNMC在綜合考慮國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)和國家核安全局的相關(guān)要求，國際上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和良好實(shí)踐，以及大亞灣的實(shí)際情況后，決定實(shí)施設(shè)備老化和電廠壽命管理。4.2 老化

27、和壽命管理審查按照國家核安全局的要求，大亞灣核電站已經(jīng)進(jìn)行了第一次定期年安全審查，老化管理是十年安全審查11個審查要素之一。根據(jù)IAEA技術(shù)導(dǎo)則和大亞灣現(xiàn)場實(shí)際情況，把老化和壽命管理審查分為9個方面，為：l 老化管理規(guī)程審查n 老化管理政策和規(guī)定n 老化敏感SSCs 的篩選方法n 老化敏感SSCs 的清單n 老化管理信息系統(tǒng)l 老化管理相關(guān)工作審查n 在役檢查n 瞬變統(tǒng)計n 化學(xué)控制n 腐蝕防護(hù)n 備品備件l 老化管理重要SSCs專項(xiàng)審查n 反應(yīng)堆壓力容器n 安全殼和核安全相關(guān)構(gòu)筑物n 蒸汽發(fā)生器n 主泵n 電纜n 其它重要SSCs通過以上審查，結(jié)果表明：電廠從投入運(yùn)行開始就及早地按原設(shè)計和實(shí)

28、踐慣例開展了一系列的老化和壽命管理活動，取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展；但這方面的工作還比較分散，缺乏統(tǒng)一的協(xié)調(diào)、計劃和歸口管理；對于老化敏感的重大設(shè)備，尚未明確專題項(xiàng)目負(fù)責(zé)人；電廠尚未建立用于收集和保存設(shè)備老化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)收集和記錄保存有紙質(zhì)和電子文檔兩類，其中紙質(zhì)數(shù)據(jù)信息難于查詢、不便使用，而且目前所收集的機(jī)組設(shè)備數(shù)據(jù)記錄，還不足以實(shí)施有效的老化趨勢分析和壽命評估，迫切需要盡快確定并收集整理實(shí)施有效的設(shè)備老化和壽命管理所需的數(shù)據(jù)、記錄、信息，利用計算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫保存電子數(shù)據(jù)信息，盡快建立“老化和壽命管理數(shù)據(jù)庫”。4.3實(shí)施老化和壽命管理項(xiàng)目根據(jù)十年安全審查的結(jié)果，DNMC成立了老化和壽命管理組，負(fù)

29、責(zé)制定電站老化和壽命管理方案。首先，工作組確定了電站老化和壽命管理目標(biāo)：l 對設(shè)備的老化進(jìn)行充分管理，保證其安全裕度；l 降低維修更換成本，提高電站經(jīng)濟(jì)競爭力；l 延壽。通過認(rèn)真學(xué)習(xí)、理解IAEA、NNSA有關(guān)核電廠老化管理的基本要求，并結(jié)合本電廠的實(shí)際情況，DNMC決定按照IAEA核電廠壽命管理技術(shù)工作組(TWG-LMNPP)的推薦，實(shí)施老化和壽命綜合管理；把系統(tǒng)性、前瞻性、預(yù)防性為主的老化管理與經(jīng)濟(jì)效益和計劃安排綜合考慮，擬定和實(shí)施老化和壽命管理行動，制定電廠設(shè)備長期保健計劃。目標(biāo)是：在核電廠的整個服役壽期內(nèi)包括延壽期內(nèi)，保證重要設(shè)備的完整性和功能特性，以確保安全；并力求達(dá)到盡可能高的性能

30、水平，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益根據(jù)上述的目標(biāo)，參考了IAEA技術(shù)報告、國際上的經(jīng)驗(yàn)和我們核電站現(xiàn)狀，將核電站40年壽期內(nèi)的工作分為以下幾個階段進(jìn)行：l 第一階段：核電站運(yùn)行的前20年，主要工作是制定老化和壽命管理大綱、建立老化和壽命數(shù)據(jù)庫、建立老化趨勢分析和壽命評估模型；并適時地實(shí)施監(jiān)測、緩解和糾正老化的措施；l 第二階段：第20年第30年，開展老化趨勢分析和壽命評估工作，進(jìn)行延壽準(zhǔn)備；提出延壽申請，進(jìn)行相應(yīng)的評估；l 第四階段：第30年第40年，根據(jù)評估結(jié)果，對現(xiàn)場相關(guān)的文件進(jìn)行補(bǔ)充和更新，同時，進(jìn)行關(guān)鍵重大設(shè)備的維修和更換；從而，確定了當(dāng)前的主要任務(wù)為：制定老化和壽命管理大綱和數(shù)據(jù)庫。

31、并圍繞這兩項(xiàng)主要任務(wù)開展了一系列的具體工作。首先，編寫了DNMC老化和壽命管理程序，完善了組織分工和責(zé)任，并且對老化和壽命管理工作的規(guī)劃做了簡單的描述。隨后，參考了美國NRC的10CFR54.4、IAEA技術(shù)導(dǎo)則和內(nèi)外部經(jīng)驗(yàn)反饋，對老化和壽命管理敏感SSCs進(jìn)行了初步篩選，首先選定了第一批重點(diǎn)老化和壽命管理項(xiàng)目，并且把編寫第一批項(xiàng)目的老化和壽命管理大綱作為老化和壽命管理工作的第一步目標(biāo)，第一批老化和壽命管理項(xiàng)目依次為：1.一回路水INCONEL 600 的應(yīng)力腐蝕開裂(PWSSC)； 2.一回路雙相不銹鋼鑄件的熱老化(Thermal Ageing )； 3.管道部件的沖蝕腐蝕(Erosion-

32、Corrosion)； 4.電纜的開裂和老化（輻照和高溫）； 5. 一回路輔助管道的熱疲勞； 6.小支管的振動疲勞； 7.一回路管道的熱疲勞； 8.堆內(nèi)構(gòu)件的老化和壽命管理； 9.安全殼的老化和壽命管理； 10.反應(yīng)堆壓力容器的老化和壽命管理； 11.蒸汽發(fā)生器的老化和壽命管理。 12. 變壓器的老化和壽命管理； 13.發(fā)電機(jī)的老化和壽命管理： 然后，制定了老化和壽命管理工作規(guī)劃流程（圖2）和項(xiàng)目實(shí)施流程（圖3）。目前，13個重要的老化項(xiàng)目已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)上的進(jìn)展，并且通過系統(tǒng)的老化分析后，加強(qiáng)重點(diǎn)設(shè)備的檢查，不但提高了機(jī)組的可靠性，而且優(yōu)化維修范圍和周期，節(jié)約了維修成本。隨后，DNMC將進(jìn)一步

33、整合老化分析成果和電站現(xiàn)有的老化監(jiān)測措施和控制手段，制定老化和壽命管理大綱，從而進(jìn)一步完善對核電站重要設(shè)備老化機(jī)理的理解，老化監(jiān)測、控制和分析評估手段。4.4老化管理大綱編寫老化管理大綱是實(shí)施核電站老化管理的指導(dǎo)性文件，同時也是定期安全審查老化管理審查的對象；目前核電廠現(xiàn)有的相關(guān)大綱都不能覆蓋老化管理大綱的范圍和要求，結(jié)構(gòu)和內(nèi)容也不能滿足老化管理的要求，所以核電站必須編制既符合老化管理相關(guān)要求又符合現(xiàn)場需要的核電站老化管理大綱，并且實(shí)施全面的、有效的老化管理。制定老化和壽命管理大綱建立老化和壽命管理數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有的老化和壽命管理相關(guān)大綱老化分析和評估/電站完整性評估識別有壽命限制的關(guān)鍵設(shè)備壽命評估

34、（評估對延壽期是有效的）鑒定老化被充分的管理文件更新+延壽報告+技術(shù)信息包括識別的非能動部件清單、老化管理評估、有壽命限制的評估等當(dāng)前運(yùn)行執(zhí)照文件的變更FSAR報告的補(bǔ)充各種技術(shù)文件的變更和改造圖2 老化和壽命管理工作規(guī)劃流程評估未通過評估通過大綱任務(wù)分類A檢測、檢查和維修任務(wù)B項(xiàng)目分析評估任務(wù)C定期分析和評估D改造、設(shè)備替代相關(guān)自行部門評估修改現(xiàn)有的執(zhí)行大綱編寫技術(shù)規(guī)格書獨(dú)立完成評估或項(xiàng)目委托由相關(guān)部門納入到程序中管理利用老化數(shù)據(jù)庫進(jìn)行跟蹤評估由相關(guān)部門進(jìn)行評估制定下一步行動計劃和方案老化和壽命管理計劃老化敏感設(shè)備清單老化和壽命管理項(xiàng)目確定項(xiàng)目負(fù)責(zé)人成立老化項(xiàng)目組資料收集和初步老化分析制定老

35、化分析導(dǎo)則制定老化和壽命管理大綱老化和壽命管理大綱實(shí)施經(jīng)驗(yàn)反饋和大綱優(yōu)化老化降級失效經(jīng)驗(yàn)反饋老化風(fēng)險分析和設(shè)備重要度排序圖3 老化和壽命管理項(xiàng)目實(shí)施流程4.4.1編制老化管理大綱的目的根據(jù)核電站老化管理的相關(guān)要求和國外成熟的經(jīng)驗(yàn)，要求制定老化管理大綱，目的如下：l 為全面、有效地實(shí)施核電站老化管理提供指導(dǎo)和實(shí)施文件；l 綜合、協(xié)調(diào)和補(bǔ)充核電站現(xiàn)有相關(guān)大綱；l 為核電站的定期安全審查和延壽做準(zhǔn)備。4.4.2 老化管理大綱的范圍核電站老化管理工作對于確保核電站安全裕度、提高經(jīng)濟(jì)競爭力和提高核電站運(yùn)行可靠性都有很大貢獻(xiàn)，但其最終目標(biāo)是核電站延壽，所以，在規(guī)定老化管理范圍和大綱編制范圍的時候，要把眼光

36、放在核電站延壽上。對于核電站老化管理大綱編制的范圍，可以參考美國NRC的10CFR54系列安全導(dǎo)則，針對符合以下原則的設(shè)備部件編制老化管理大綱：l 核安全相關(guān)：核安全相關(guān)部件可以參考核電站機(jī)電儀安全分級清單，同時要考慮安全相關(guān)的構(gòu)筑物；l 非能動：非能動設(shè)備，如蒸汽發(fā)生器、電纜等；非能動部件，如泵的泵殼部分；l 長壽命：不可更換的設(shè)備部件，如安全殼和反應(yīng)堆壓力容器筒體；有壽命限制的部件，但希望在壽命限值達(dá)到后進(jìn)行延壽的部件，如環(huán)境鑒定類電纜等；壽期內(nèi)不進(jìn)行定期更換的部件或只準(zhǔn)備進(jìn)行一次更換的設(shè)備，如蒸汽發(fā)生器；上述范圍只是核電站老化管理的一個基本范圍，各個核電站可以根據(jù)本核電站的現(xiàn)狀確定老化管

37、理大綱的范圍。DNMC將老化管理范圍擴(kuò)大到老化和壽命管理范圍，從而也將經(jīng)濟(jì)因素和可靠性因素納入到了管理范圍以內(nèi)。4.4.3老化管理大綱編制方法老化管理大綱編制是一項(xiàng)中長期工作，通常要花費(fèi)510年時間，所以在大綱編制的前期階段，應(yīng)該做好大綱的編制計劃。通過對電站的設(shè)備進(jìn)行老化風(fēng)險分析和重要度排序，得出老化敏感設(shè)備清單，按照老化影響程度、設(shè)備重要性和緊迫程度，確定大綱分批編寫原則，并且可以將首批編寫的老化大綱側(cè)重于當(dāng)前國際上和現(xiàn)場所關(guān)注的老化問題。老化敏感清單的制定需要考慮設(shè)備的安全級別、可更換性、更換的難易程度、老化機(jī)理、老化影響、經(jīng)濟(jì)因素等等。結(jié)合國外的經(jīng)驗(yàn)反饋和現(xiàn)場的工作實(shí)踐，制定了大綱編制

38、流程，如圖3所示。通過此流程，對選定的設(shè)備識別其老化理解、影響因素、老化影響，然后收集相關(guān)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，進(jìn)行老化分析，最后確定其老化管理任務(wù)。在流程中，老化分析導(dǎo)則的內(nèi)容側(cè)重于老化技術(shù)分析和評估，而老化管理大綱的內(nèi)容側(cè)重于將老化分析任務(wù)進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)施。通過歸納，對老化管理任務(wù)分為了以下四個類型：l A檢測、檢查和維修任務(wù)；l B項(xiàng)目分析評估任務(wù)（屬于一次性的分析評估任務(wù)，如老化機(jī)理分析或壽命評估）；l C定期分析和評估（對老化管理狀況進(jìn)行定期評估，如定期安全審查）；l D改造、設(shè)備替代通過老化管理大綱，將老化管理任務(wù)分成以上四類任務(wù)后進(jìn)行實(shí)施。最終，把老化研究、老化分析和評估、老化管理和現(xiàn)場運(yùn)行、檢查、維修等工作緊密聯(lián)系起來，真正實(shí)現(xiàn)老化管理對于現(xiàn)場工作的指導(dǎo)、綜合和協(xié)調(diào)的作用，這也是IAEA老化管理工作的核心思想。5. 核電站老化管理工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)通過了解國際上先進(jìn)的老化管理工作方法和成熟經(jīng)驗(yàn)，以及在核電站老化管理工作方面的大量實(shí)踐，做了以下總結(jié)：l 老化管理工作的縱向管理方法，將核電站的設(shè)計、安裝、運(yùn)行、檢查和維修融為了一體，不但實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的全壽期管理，而且從各