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文檔簡介
1、核電廠老化和壽命管理戴忠華劉鵬大亞灣核電運營管理有限責任公司(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施老化和壽命管理的方法;介紹了DNMC實施老化和壽命管理的工作方法和實踐。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鍵設備上,然后逐步擴大范圍;并且隨著經驗數據的積累,工作重點逐步由老化機理理解、敏感部件篩選向老化趨勢分析和壽命評估轉變。關鍵詞核電廠老化壽命管理1. 概述通常,核電站的設計壽命為40年。目前,一些國家早期建造的核電站已經接近它的設計壽命,為了延壽到60年壽命,必須對核電站進行全面的安全和經濟評估,以及相關的改造。但是,仍然有
2、一部分核電站由于在建造和運行階段,沒有實施良好的老化管理,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的20左右。從而,20世紀80年代后,如何在核電站實施有效的老化和壽命管理成為了一個國際關注的課題。各個國家都在這方面注入了大量精力進行研究和改進,對于保證核電站安全裕度、挖掘核電站的經濟潛力、提高核電競爭力方面做出了重要貢獻。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踐后,歸納和總結出了一套系統(tǒng)的老化和壽命管理方法,并且編寫成了技術導則,為國際上老化和管理的開展奠定了堅實的基礎;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確具體的要求,規(guī)
3、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行了認真的審查,通過本次審查中發(fā)現的不足,結合國際先進的經驗和良好實踐,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工作組(TWG-LMNPP)依據成員國的建議,推薦實施設備老化和壽命綜合管理。圖1標明了設備部件的老化和壽命管理之間的總體關系;理解老化機理和參數就可以管理和改進部件的老化曲線,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,設備部件可以安全、經濟地運作。為示范的目的,圖1中假定安全裕量要求值本身
4、也作為依經驗和公眾可接受度變化的函數隨時間而改變。彳不興曲圧(DI匚Y、老化曲線(lifeextension)時間(time)圖1.部件的老化和壽命管理之間的總體關系IAEA推薦的實施設備老化管理的方法,主要包括三個部分(參見技術系列報告第338號,1992年版),即選擇實施電廠老化管理的部件(SSCs)清單,以及分兩個階段進行的老化管理研究方法,其要點如下:(1) 選擇實施電廠老化管理的安全相關設備(SSCs)清單,以及與電廠可用率密切相關、壽命管理關注的設備(壽命管理擴充SSCs)清單,有重點地實施老化和壽命管理;在實施老化和壽命綜合管理時,可按國際核電廠的運行經驗和良好實踐,并結合本電廠
5、的實際,選定老化和壽命綜合管理SSCs清單,在實施過程中補充完善;(2) 理解選定部件的老化機理,選擇或開發(fā)有效的和現實可行的部件老化監(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用的方式是,通過在線監(jiān)督、定期試驗和在役檢查活動,以及維修和運行方面改進行動的有效實施,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;并力求實現設備部件的服役壽命測算等。鑒于安全性和經濟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,實施時機的選擇,以及電廠是否延長壽命繼續(xù)運行這類
6、決定時,經濟性方面的考慮也是十分重要的。3. 國際上實施設備老化和壽命管理的經驗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工作組(TWG-LMNPP)現正努力使這些方法和諧協(xié)調起來。現在許多國家,如美國、日本、英國、西班牙等國已宣布了其壽命目標,核電廠的運行壽命正在成功地被延長。例如:至2003年,美國有19臺核電機組已獲得USNRC的批準,將運行執(zhí)照從原來的40年延長至60年。在實施龐大的評估計劃之后法國核電機組可能有40,50,60年或更長的運行壽命(取決于10年定期安全審查)。在日本,領先的運營公司開展的研究表明,只要實
7、施恰當的維護措施,壓水堆的壽命可達到60年。在某些國家,機組運行執(zhí)照期間被認為是壽命,而且不需要與技術限值相聯(lián)系。而在其它國家,機組安全壽命是必須實施的安全法規(guī)的一個指標,而且成為壽命評估的首要一步??紤]到監(jiān)管機構、設備供應商、電廠管理層和其它感興趣機構對機組壽命管理采用的不同方法,除美國之外的大多數國家或地區(qū),核電廠的壽命管理主要有如下4個步驟:1)高水平的日常運行和維修活動,利用有效的經驗反饋方法和機構,采用持久的改進,來提高安全性和實施改進的費用/效益比;2)按“特大維修”大綱,制定和實施維修和更換大型設備、部件的預期計劃;3)利用新的參考基準和更新的安全水平,每10年進行一次全面的安全
8、審查;4)制定核電廠壽命管理大綱,標明可能影響電廠壽命的決定,改進運行和維修,并包含有關老化現象的新的研究項目。當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、費用及輻照劑量等。而設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年起實施一項“壽命管理計劃”,旨在理解和預測老化問題。按照該計劃,經常地評估可能影響核電廠壽命的每一件事情(如技術、工業(yè)、經濟和法律、保險等),目的是確定并實施為達到預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濟競爭力,如果維修費用并不
9、過分高,延長現有機組的壽命,是在競爭激烈的市場情況下,提供持續(xù)的電力生產的現實可行手段。而如果現有某臺機組的壽命縮短大約10年,提前支出的退役、拆卸費和機組更新費可達數十億歐元。EDF壽命管理計劃分以下兩種情況:不可更換的兩種部件一反應堆容器及安全殼,關于900MWePWR容器至少可服役40年的綜合案卷,目前正由法國核安全當局進行審查;對于安全殼,900MWe機組安全殼的壽命至少為40年已經被普遍地接受。而1300Mwe機組的安全殼,需按各自的情況進行監(jiān)督和采取解決措施;完全或局部可更換的部件,包括更換費用昂貴的部件,諸如蒸汽發(fā)生器(已在7個機組上更換了蒸汽發(fā)生器)和堆容器封頭(已在40個機組
10、上更換了堆容器封頭)。正在實施雄心勃勃的研究開發(fā)計劃,以便理解設備、部件老化降級的機理,諸如侵蝕、腐蝕、疲勞、磨損、熱老化,輻照老化,以及這些機理的動力學;對真實的設備也進行了實驗研究,以便確認研究開發(fā)工作,為此對于1991年關閉的ChoozA電站(300MWePWR開展了一項重要的服役后檢驗、試驗和研究評估計劃)。EDF壽命管理計劃由總公司組織各方面的專家分專業(yè)組,投入相當多的資源加以實施,例如,反應堆容器及一回路管道部件的壽命管理項目,分別有5-6個專業(yè)組,各由數十至近百名成員組成,經過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是安全地和經濟地運營核
11、電站;只要延壽的競爭性得到論證,現有機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年為基礎來實施的,經安全監(jiān)管當局同意的這一程序包含以下幾個主要部分: 澄清作為機組執(zhí)照申領基礎的安全法規(guī)條例(法規(guī)、準則、適用的規(guī)格書等)要求; 考慮經驗反饋以及大多數新近投運機組的執(zhí)照申領基礎,重新評價安全法規(guī)條例的要求; 評估電廠的真實狀況與當前執(zhí)照申領基礎(即安全法規(guī)條例要求)之間的差異,列出相應的改進項目清單; 確認機組未來10年的運行將滿足經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,而且要求對關鍵的解
12、決措施進行詳細的定性和定量分析;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用效益平衡原則來制定。當安全法規(guī)條例演變時,就可能導致無法接受的費用增加,或完善化改進項目影響到原設計的重大技術特性而變得不可行。確定論方法和概率論方法要恰當地綜合起來應用,以便獲得更為平衡的改進項目計劃。需要考慮的因素是實施的可行性、費用、風險、輻照劑量、放射性廢物量及其它因素。EDF核電機組高度標準化這一事實,使得必須預先了解可能影響主要部件的重大老化降級,并且確定現實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,一般電站機組壽期內計劃只實施一
13、次,而且費用巨大和/或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、控制棒驅動機構,某些發(fā)電機定子重繞線圈等)每年花費約2.53億歐元,而EDF每年的定期維修費用通常是15億歐元?!疤卮缶S修預測”計劃包括:識別可能實施的“特大維修”操作,并確保采取各種適當措施,使這些操作實施時對電網運行性能的影響減至最小。特別是要避免在同一時期內不得不實施大量的重要操作。這一計劃定期地評審最敏感部件的設計、制造條件和運行經驗,識別這些部件可能發(fā)生的重大老化降級現象;評估潛在的后果,并提出為達到至少40年壽命需采取的最恰當的戰(zhàn)略。為了延壽獲得成功,電力公司必須增進對老化機
14、理的了解,向核安全局闡明機組(特別是關鍵部件)延壽的可行性,并且以樹立榜樣般的方式運營好現有的機組。延壽計劃的第一步是關注各種設備部件設計壽命的技術終點這一問題。部件的老化取決于運行狀況和檢修狀況。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,它的設計、制造、運行歷史,維修政策以及研發(fā)(R&D)項目都必須加以考慮。從壽命管理的角度考慮,某些部件由于更換的困難性或費用昂貴,被識別為關鍵部件,EDF選定的關鍵部件有:反應堆壓力容器,主回路大直徑管道、蒸汽發(fā)生器、主冷卻劑泵、穩(wěn)壓器、控制棒驅動機構、反應堆堆內構件、安全殼、汽輪機、發(fā)電機、儀表控制系統(tǒng)(I&C
15、)、電纜等。依據目前掌握的情況,并無設備問題會阻礙核電廠達到和超過40年壽命目標,雖然反應堆壓力容器和安全殼需要加以特別的關注,但在適當的設備監(jiān)督及維修狀況下,EDF認為運行的PWR機組達到4050年壽期是合理的目標。值得關注的是,EDF于1983至1996年間實施了一項“壽命管理計劃”積累了不少壽命管理經驗,制定并實施了“特大維修更換計劃”。但2001至2002年間,EDF按核安全監(jiān)管當局的要求,更新了“老化敏感的設備和構筑物清單”搞了十多年壽命管理計劃之后,從2002年11月起轉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,準備老化示范案卷,確定補充研究項目及運行
16、維修的改進項目,將于2004-12至2008年間結合準備900MWe機組的第3次十年安全審查,完成老化示范案卷,并實施相關改進決定。3.3美國核電廠老化管理經驗及聯(lián)邦法規(guī)“執(zhí)照延長條例”概述美國核監(jiān)管會(NRC)詳細總結了美國核電廠實施老化管理的經驗教訓,以“所學到的通用老化教訓”(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施老化管理的有益借鑒。IAEA在制訂有關核電廠老化和壽命管理的安全報告、技術報告和導則,以及推介相關的方法時,都認真地參考和吸取了美國等國核電廠實施老化管理的經驗教訓。美國核電機組運營執(zhí)照期限為40年,這個期限是20世紀50年代由當時的原子能委員會確定
17、的,它被認為是依據工程判斷來確定,并且與典型的投資定期回收進度計劃相一致。按照美國聯(lián)邦法規(guī)“延長執(zhí)照條例”(10CFR54),當機組按已頒發(fā)的運營執(zhí)照運行約30年時,通過準備延長執(zhí)照申請并經美國核監(jiān)管會(NRC)的審查和批準,可以獲得附加20年的執(zhí)照延長。美國核電機組延長運營執(zhí)照申領方法的主要特征是:延長運營執(zhí)照評審中,有關老化評審的范圍只包括非能動的長壽命部件;美國延長運營執(zhí)照評審方法的應用包括: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,以及管理這些結構和部件的老化管理大綱。成為延長執(zhí)照申
18、請的主要部分的老化管理大綱是現行的大綱,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承諾作為延長執(zhí)照的直接結果去更換部件。NRC批準延長執(zhí)照申請就給電力公司一個選擇機會,只要電廠承諾愿意實施經同意的老化管理大綱,機組就可以繼續(xù)運行額外20年。這些老化管理大綱就構成完善的電廠壽命管理大綱的基礎,將管理電廠的設備材料狀況,使電廠系統(tǒng)、結構和部件的運行壽命最佳化,并使電廠的價值最大化。至2003年,NRC已經批準19臺核電機組的運行執(zhí)照延長,而且正在評審11臺機組的延長執(zhí)照申請。據預測,美國可運行的104臺核電機組的大多數(超過80%)都將獲得批準運營執(zhí)照延長。匈牙利原子能管
19、理局決定借鑒美國的經驗,采用美國的方法延長其Paksl號機組的運營執(zhí)照,該機組于1982年服役,原“設計壽命”為30年。3.4其它國家核電站老化和壽命管理的現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行的核電廠,并且考慮到了與電廠安全、機械、電氣、儀表控制部件以及土建結構、電廠的文件、電廠人員、備品備件、行政控制和運營管理等相關的老化現象。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
20、降級傾向進行篩選和分組。最后,對于已有降級潛在可能性的部件,對應已經識別的降級機理提供有效的解決措施。選擇的過程提供了老化相關部件合理的優(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,現仍處于老化和壽命管理的準備和起步階段,研究項目主要包括:開發(fā)和改進規(guī)范化的、講究方法學的支持性數據庫;為論證開發(fā)中的規(guī)范化及講究方法學的文件而作的研究工作; 為驗證和作為參考標準控制樣品基體所需的軟件和數據庫的開發(fā); 為方法學和電廠壽命管理大綱實施所需的信息。在日本,原子能研究所開展的有關反應堆結構材
21、料老化的研究計劃的目的,是維持長期運行中經受老化的安全相關的結構和部件的完整性。由日本經濟貿易和工業(yè)部(METI)識別的主要部件有:反應堆壓力容器、反應堆堆內構件、主冷卻劑管道,再循環(huán)泵,電氣電纜,安全殼結構和混凝土結構,利用曲線方法作的斷裂韌性評估與歐盟和美國的方法進行了比較。日本正在開展一項有關輻照加劇的應力腐蝕開裂(IASCC)大型研究計劃,以便確定輕水堆堆內構件應力腐蝕開裂的原因。雖然反應堆堆內構件并不是承壓邊界的一部分,而且許多都是可更換的,但堆內構件的降級可能導致不規(guī)則的冷卻水流或產生松動零件,松動零件可能造成其它部件的損壞。為了從機理上搞清IASCC對中子輻照材料的影響,巨大的研
22、究工作正在熱室中開展。韓國正在實施核電廠壽命管理第一階段計劃,目的是為其Kori-1號核電機組的運營執(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;韓國參照IAEA建議、國際上的經驗,結合其本國的實際,選定實施壽命管理的部件或部件組有:反應堆壓力容器,反應堆堆內構件,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級支承結構組,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)測設備組等13類重大部件或部件組。韓國非常重視老化和相關數據庫的開發(fā)應用,正在應用的老化和壽命管理數據庫的結構是,利用WEB的編程方式,便于數據的輸入和查詢,數據庫是針對
23、選定的上述13類重要部件進行編程,而每個部件類型不一樣,數據類型和結構也不一樣。主要內容包括了設計階段的數據,制造完工數據、安裝數據、運行數據、監(jiān)督、檢查、試驗和維修數據、備品備件數據和各種相關規(guī)范標準。這樣的數據庫基本上包括了所有選定部件老化和壽命管理的信息,能夠利用這些數據對相關部件進行綜合評估和壽命預測。韓國的經驗表明,雖然其老化和壽命管理數據庫的開發(fā)經歷了PUMAS/N,PUMAS/NUpgrade,Windows,WebbasedPUMAS/NII及ERP等五個階段,但現代計算機技術的發(fā)展,使得后一階段的數據庫都能包容和充分利用前一階段的數據庫,避免了數據輸入等重復勞動。4. DNM
24、C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的機組類型,是法國CPY機組的改進型機組。由于同國際同類型機組相比建造得比較晚,所以在機組和設備的設計與制造階段,吸取了大量同類型機組的經驗反饋和良好實踐,這對于核電站的老化和壽命管理來說是一個良好的開端。因為核電站老化和壽命管理其中一個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計階段就已經確定了的,而設備的選材和制造質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,在一回路水中有更好的
25、晶間應力腐蝕抗力。核電站有效的老化和壽命管理必須從核電站的設計、制造、安裝、調試、運行階段全面展開。而設計階段和制造階段的優(yōu)勢,并不意味著核電站已經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遠不夠,如對于建造安裝階段的記錄不夠完整和細致,缺少材料的強度和疲勞試驗性能數據,基礎性研究力量不足,對現場關鍵敏感設備識別不夠,對現場監(jiān)督不夠,缺乏趨勢性分析數據和技術,評估水平有待提高等。由于這些缺陷和不足對日常的生產不會造成重大和明顯的影響,所以在核電站運行早期往往被忽視;但其對核電站壽命、安全裕度、設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電站運行到20年
26、以后才會顯現,并且對核電站的安全和經濟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施有效的老化和壽命管理,對這些缺陷和不足進行一一識別、并通過有效的分析和評估,進行協(xié)調解決。為確保電站設備在整個服役期內,包括在電站的延壽期內,都能夠滿足安全裕度要求,必須對設備老化進行有效的管理;從核電的經濟性方面考慮,還要管理與核電站可用率和電站壽命密切相關、而又有潛在老化降級傾向的設備;DNMC在綜合考慮國際原子能機構(IAEA)和國家核安全局的相關要求,國際上的先進經驗和良好實踐,以及大亞灣的實際情況后,決定實施設備老化和電廠壽命管理。4.2 老化和壽命管理審查按
27、照國家核安全局的要求,大亞灣核電站已經進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IAEA技術導則和大亞灣現場實際情況,把老化和壽命管理審查分為9個方面,為:老化管理規(guī)程審查老化管理政策和規(guī)定老化敏感SSCs的篩選方法 老化敏感SSCs的清單 老化管理信息系統(tǒng) 老化管理相關工作審查 在役檢查 瞬變統(tǒng)計 化學控制 腐蝕防護備品備件 老化管理重要SSCs專項審查反應堆壓力容器 安全殼和核安全相關構筑物 蒸汽發(fā)生器主泵電纜其它重要SSCs通過以上審查,結果表明:電廠從投入運行開始就及早地按原設計和實踐慣例開展了一系列的老化和壽命管理活動,取得了實質性進展;但這方面的工作
28、還比較分散,缺乏統(tǒng)一的協(xié)調、計劃和歸口管理;對于老化敏感的重大設備,尚未明確專題項目負責人;電廠尚未建立用于收集和保存設備老化數據的數據庫。數據收集和記錄保存有紙質和電子文檔兩類,其中紙質數據信息難于查詢、不便使用,而且目前所收集的機組設備數據記錄,還不足以實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施有效的設備老化和壽命管理所需的數據、記錄、信息,利用計算機化的數據庫保存電子數據信息,盡快建立“老化和壽命管理數據庫”。4.3實施老化和壽命管理項目根據十年安全審查的結果,DNMC成立了老化和壽命管理組,負責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:
29、對設備的老化進行充分管理,保證其安全裕度;降低維修更換成本,提高電站經濟競爭力; 延壽。通過認真學習、理解IAEA、NNSA有關核電廠老化管理的基本要求,并結合本電廠的實際情況,DNMC決定按照IAEA核電廠壽命管理技術工作組(TWG-LMNPP)的推薦,實施老化和壽命綜合管理;把系統(tǒng)性、前瞻性、預防性為主的老化管理與經濟效益和計劃安排綜合考慮,擬定和實施老化和壽命管理行動,制定電廠設備長期保健計劃。目標是:在核電廠的整個服役壽期內包括延壽期內,保證重要設備的完整性和功能特性,以確保安全;并力求達到盡可能高的性能水平,獲得最大的經濟效益和社會效益根據上述的目標,參考了IAEA技術報告、國際上的
30、經驗和我們核電站現狀,將核電站40年壽期內的工作分為以下幾個階段進行: 第一階段:核電站運行的前20年,主要工作是制定老化和壽命管理大綱、建立老化和壽命數據庫、建立老化趨勢分析和壽命評估模型;并適時地實施監(jiān)測、緩解和糾正老化的措施; 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,進行延壽準備;提出延壽申請,進行相應的評估; 第四階段:第30年第40年,根據評估結果,對現場相關的文件進行補充和更新,同時,進行關鍵重大設備的維修和更換;從而,確定了當前的主要任務為:制定老化和壽命管理大綱和數據庫。并圍繞這兩項主要任務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
31、了組織分工和責任,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技術導則和內外部經驗反饋,對老化和壽命管理敏感SSCs進行了初步篩選,首先選定了第一批重點老化和壽命管理項目,并且把編寫第一批項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,第一批老化和壽命管理項目依次為:1. 一回路水INCONEL600的應力腐蝕開裂(PWSSC);2. 回路雙相不銹鋼鑄件的熱老化(ThermalAgeing);3. 管道部件的沖蝕腐蝕(Erosion-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.
32、小支管的振動疲勞;7. 一回路管道的熱疲勞;8. 堆內構件的老化和壽命管理;9. 安全殼的老化和壽命管理;10. 反應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)和項目實施流程(圖3)。目前,13個重要的老化項目已經取得了實質上的進展,并且通過系統(tǒng)的老化分析后,加強重點設備的檢查,不但提高了機組的可靠性,而且優(yōu)化維修范圍和周期,節(jié)約了維修成本。隨后,DNMC將進一步整合老化分析成果和電站現有的老化監(jiān)測措施和控制手段,制定老化和壽命管理大綱,從而進一步完善對核電站重要
33、設備老化機理的理解,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施核電站老化管理的指導性文件,同時也是定期安全審查老化管理審查的對象;目前核電廠現有的相關大綱都不能覆蓋老化管理大綱的范圍和要求,結構和內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要求又符合現場需要的核電站老化管理大綱,并且實施全面的、有效的老化管理。19報告的補充現有的老化和壽命管理相關大綱識別有壽命限制的關鍵設備建立老化和壽命管理數據庫各種技術文件的變更和改造制定老化和壽命管理大綱當前運行執(zhí)照文件的變更文件更新+延壽報告+技術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
34、評估等老化分析和評估/電站完整性評估鑒定老化被充分的管理壽命評估(評估對延壽期是有效的)圖2老化和壽命管理工作規(guī)劃流程圖3老化和壽命管理項目實施流程4.4.1編制老化管理大綱的目的根據核電站老化管理的相關要求和國外成熟的經驗,要求制定老化管理大綱,目的如下:為全面、有效地實施核電站老化管理提供指導和實施文件; 綜合、協(xié)調和補充核電站現有相關大綱; 為核電站的定期安全審查和延壽做準備。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、提高經濟競爭力和提高核電站運行可靠性都有很大貢獻,但其最終目標是核電站延壽,所以,在規(guī)定老化管理范圍和大綱編制范圍的時候,要把眼光放在核電站延
35、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系列安全導則,針對符合以下原則的設備部件編制老化管理大綱: 核安全相關:核安全相關部件可以參考核電站機電儀安全分級清單,同時要考慮安全相關的構筑物; 非能動:非能動設備,如蒸汽發(fā)生器、電纜等;非能動部件,如泵的泵殼部分; 長壽命:不可更換的設備部件,如安全殼和反應堆壓力容器筒體;有壽命限制的部件,但希望在壽命限值達到后進行延壽的部件,如環(huán)境鑒定類電纜等;壽期內不進行定期更換的部件或只準備進行一次更換的設備,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本核電站的現狀確定老化管理大綱的范圍。DN
36、MC將老化管理范圍擴大到老化和壽命管理范圍,從而也將經濟因素和可靠性因素納入到了管理范圍以內。4.4.3老化管理大綱編制方法老化管理大綱編制是一項中長期工作,通常要花費510年時間,所以在大綱編制的前期階段,應該做好大綱的編制計劃。通過對電站的設備進行老化風險分析和重要度排序,得出老化敏感設備清單,按照老化影響程度、設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重于當前國際上和現場所關注的老化問題。老化敏感清單的制定需要考慮設備的安全級別、可更換性、更換的難易程度、老化機理、老化影響、經濟因素等等。結合國外的經驗反饋和現場的工作實踐,制定了大綱編制流程,如圖3所示。
37、通過此流程,對選定的設備識別其老化理解、影響因素、老化影響,然后收集相關的現場數據,進行老化分析,最后確定其老化管理任務。在流程中,老化分析導則的內容側重于老化技術分析和評估,而老化管理大綱的內容側重于將老化分析任務進行現場實施。通過歸納,對老化管理任務分為了以下四個類型: A檢測、檢查和維修任務; B項目分析評估任務(屬于一次性的分析評估任務,如老化機理分析或壽命評估); C定期分析和評估(對老化管理狀況進行定期評估,如定期安全審查); D改造、設備替代通過老化管理大綱,將老化管理任務分成以上四類任務后進行實施。最終,把老化研究、老化分析和評估、老化管理和現場運行、檢查、維修等工作緊密聯(lián)系起來,真正實現老化管理對于現場工作的指導、綜合和協(xié)調的作用,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驗總結通過了解國際上先進的老化管理工作方法和成熟經驗,以及在核電站老化管理
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