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(yíng)管理有限責(zé)任公司(DNMC) 518124摘要 本文概述了IAEA對(duì)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(shì)分析和壽命評(píng)估轉(zhuǎn)變。關(guān)鍵詞核電廠老化 壽命管理概述通常，核電站的設(shè)計(jì)壽命為40 年。目前，一些國(guó)家早期建造的核電站已經(jīng)接近它的設(shè)計(jì)壽命，為了延壽到60 年壽命，必須對(duì)核電站進(jìn)行全面的安全和經(jīng)濟(jì)評(píng)估，以及相關(guān)的改造。

2、但是，仍然有一部分核電站由于在建造和運(yùn)行階段，沒(méi)有實(shí)施良好的老化管理，而被迫退役，例如美國(guó)，這部分退役的核電站將占美國(guó)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(gè)國(guó)際關(guān)注的課題。各個(gè)國(guó)家都在這方面注入了大量精力進(jìn)行研究和改進(jìn)，對(duì)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(jìng)爭(zhēng)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(gè)國(guó)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(guó)際上老化和管理的開展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ); 美國(guó)NRC制定了一系列法規(guī)要求，為核電站老化管理

3、提出了明確具體的要求，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(duì)核電站的老化管理狀況進(jìn)行了認(rèn)真的審查，通過(guò)本次審查中發(fā)現(xiàn)的不足，結(jié)合國(guó)際先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和良好實(shí)踐，開展了一系列活動(dòng)，以求不斷完善核電站老化和壽命管理體系。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-LMNP)依據(jù)成員國(guó)的建議，推薦實(shí) P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(zhǎng)了部件部件延長(zhǎng)的壽命可以定義為是一個(gè)期間，在此期間內(nèi)，設(shè)備部件可以安經(jīng)濟(jì)地運(yùn)作。為示范的目的，圖 1 中假定安全裕量

4、要求值本身也作為依經(jīng)驗(yàn)1. 部件的老化和壽命管理之間的總體關(guān)系nigramytefasIAEA推薦的實(shí)施設(shè)備老化管理的方法，主要包括三個(gè)部分(參見(jiàn)技術(shù)系列報(bào)338 號(hào)， 1992年版)，即選擇實(shí)施電廠老化管理的部件(SSCs)清單，以及分選擇實(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(shí)，可按國(guó)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(guò)程中補(bǔ)充完善；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

5、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；老化管理研究方法的第II 階段：綜合性深入的老化研究；老化管理研究成果應(yīng)用的方式是，通過(guò)在線監(jiān)督、定期試驗(yàn)和在役檢查活動(dòng)， 以及維修和運(yùn)行方面改進(jìn)行動(dòng)的有效實(shí)施，有效地管理所選部件的老化降級(jí)，將老化降級(jí)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(cè)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(dòng)類別的選擇，實(shí)施時(shí)機(jī)的選擇，以及電廠是否延長(zhǎng)壽命繼續(xù)運(yùn)行這類決定時(shí)，經(jīng)濟(jì)性方面的考慮也是十分重要的。國(guó)際上實(shí)施設(shè)備老化和壽命管理的經(jīng)驗(yàn)概述擁有較多核電廠的國(guó)家都在建立各自的核電廠壽命管理大綱，它們的方法各

6、自不同，IAEA核電廠壽命管理技術(shù)工作組(TWG-LMNP)現(xiàn)正努力使這些方法和 P諧協(xié)調(diào)起來(lái)。現(xiàn)在許多國(guó)家，如美國(guó)、日本、英國(guó)、西班牙等國(guó)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(zhǎng)。例如：至2003年，美國(guó)有19臺(tái)核電機(jī)組已獲得US NRC的批準(zhǔn)，將運(yùn)行執(zhí)照從原來(lái)的40 年延長(zhǎng)至60 年。在實(shí)施龐大的評(píng)估計(jì)劃之后法國(guó)核電機(jī)組可能有40， 50， 60 年或更長(zhǎng)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(yíng)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(guó)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(guó)家，機(jī)

7、組安全壽命是必須實(shí)施的安全法規(guī)的一個(gè)指標(biāo)，而且成為壽命評(píng)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(duì)機(jī)組壽命管理采用的不同方法，除美國(guó)之外的大多數(shù)國(guó)家或地區(qū)，核電廠的壽命管理主要有如下 4 個(gè)步驟：高水平的日常運(yùn)行和維修活動(dòng)，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(lái)提高安全性和實(shí)施改進(jìn)的費(fèi)用/效益比；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(jì)劃；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；制定核電廠壽命管理大綱，標(biāo)明可能影響電廠壽命的決定，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(jì)劃核電廠的老化管理和壽命

8、管理的各種活動(dòng)時(shí)，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(jí)或系統(tǒng)一級(jí)綜合考慮這幾個(gè)方面的有效方法。法國(guó)核電廠壽命管理法國(guó)電力公司（EDF）從 1983年起實(shí)施一項(xiàng)“壽命管理計(jì)劃”，旨在理解和預(yù)測(cè)老化問(wèn)題。按照該計(jì)劃，經(jīng)常地評(píng)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(xiǎn)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(chǎng)的條例松綁，許多核電廠都不得不改善其經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，如果維修費(fèi)用并不過(guò)分高，延長(zhǎng)現(xiàn)有機(jī)組的壽命，是在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)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(tái)機(jī)組的壽命縮短大約10 年，提前支出的

9、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(jì)劃分以下兩種情況：不可更換的兩種部件反應(yīng)堆容器及安全殼， 關(guān)于900MWeP WR容器至少可服役 40 年的綜合案卷，目前正由法國(guó)核安全當(dāng)局進(jìn)行審查；對(duì)于安全殼， 900MW機(jī)組安全殼的壽命至少為e40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；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(gè)機(jī)組上更換了蒸汽發(fā)生器）和堆容器封頭（已在40 個(gè)機(jī)組上更換了堆容器封頭）。 正在實(shí)施雄心勃勃的研究開發(fā)計(jì)劃，以便理解設(shè)備、部件老化降級(jí)的機(jī)理，諸如侵蝕、腐蝕、疲勞、磨損、熱老

10、化，輻照老化，以及這些機(jī)理的動(dòng)力學(xué)；對(duì)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(duì)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(píng)估計(jì)劃）。EDF壽命管理計(jì)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(gè)專業(yè)組，各由數(shù)十至近百名成員組成，經(jīng)過(guò)3-5 年的研究、分析評(píng)估，才提出推薦性壽命管理行動(dòng)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(yíng)核電站； 只要延壽的競(jìng)爭(zhēng)性得到論證，現(xiàn)有機(jī)組的延壽可行性就一直存在，就絕對(duì)有必要跟蹤安全法規(guī)條例的任何變化，做

11、好延壽的準(zhǔn)備。在法國(guó)，像某些其它歐洲國(guó)家那樣，定期的安全審查是按10 年為基礎(chǔ)來(lái)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(gè)主要部分：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；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(píng)價(jià)安全法規(guī)條例的要求；評(píng)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；確認(rèn)機(jī)組未來(lái)10 年的運(yùn)行將滿足經(jīng)重新評(píng)價(jià)的安全法規(guī)條例要求。為此就需要制定完善化計(jì)劃，而且要求對(duì)關(guān)鍵的解決措施進(jìn)行詳細(xì)的定性和定量分析；完善化計(jì)劃首先就是確定：是否需要按法規(guī)條例要求采取措施，來(lái)維持核安全水平。如果

12、不需要，完善化計(jì)劃則按照費(fèi)用效益平衡原則來(lái)制定。當(dāng)安全法規(guī)條例演變時(shí)，就可能導(dǎo)致無(wú)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(jì)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(lái)應(yīng)用，以便獲得更為平衡的改進(jìn)項(xiàng)目計(jì)劃。需要考慮的因素是實(shí)施的可行性、費(fèi)用、風(fēng)險(xiǎn)、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(jí)，并且確定現(xiàn)實(shí)可行的長(zhǎng)期部件更新/ 更換戰(zhàn)略。 “特大維修”是指全國(guó)性計(jì)劃，一般電站機(jī)組壽期內(nèi)計(jì)劃只實(shí)施一次，而且費(fèi)用巨大和/或?qū)捎寐视写蟮挠绊懙木S修操作。EDF的“特大維修”活動(dòng)（例如更換蒸汽發(fā)生器、容器封頭

13、、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，某些發(fā)電機(jī)定子重繞線圈等）每年花費(fèi)約2.5 3 億歐元，而EDF每年的定期維修費(fèi)用通常是15 億歐元。“特大維修預(yù)測(cè)”計(jì)劃包括：識(shí)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(shí)對(duì)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(shí)期內(nèi)不得不實(shí)施大量的重要操作。這一計(jì)劃定期地評(píng)審最敏感部件的設(shè)計(jì)、 制造條件和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，識(shí)別這些部件可能發(fā)生的重大老化降級(jí)現(xiàn)象；評(píng)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(duì)老化機(jī)理的了解，向核安全局闡明機(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(yíng)好現(xiàn)有的

14、機(jī)組。 延壽計(jì)劃的第一步是關(guān)注各種設(shè)備部件設(shè)計(jì)壽命的技術(shù)終點(diǎn)這一問(wèn)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(duì)電廠延壽的影響取決于更換這些部件的困難程度。對(duì)于某一個(gè)部件，它的設(shè)計(jì)、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(shí)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(dòng)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)目前掌握的情況，并無(wú)設(shè)備問(wèn)題會(huì)阻礙核電廠達(dá)到和超過(guò)40 年壽命目標(biāo)，雖然反應(yīng)堆壓力容器和安

15、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40 50 年壽期是合理的目標(biāo)。 TOC o 1-5 h z 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(jì)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(jì)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(jì)劃之后， 從 2002年 11 月起轉(zhuǎn)為搞老化和壽命管理，計(jì)劃于 2003-4 至 2004-12 期間制訂總體計(jì)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，將于 2004-12

16、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。美國(guó)核電廠老化管理經(jīng)驗(yàn)及聯(lián)邦法規(guī)“執(zhí)照延長(zhǎng)條例”概述美國(guó)核監(jiān)管會(huì)（NRC）詳細(xì)總結(jié)了美國(guó)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(bào)告形式發(fā)表，供美國(guó)核電廠參考，也成為國(guó)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(bào)告、技術(shù)報(bào)告和導(dǎo)則，以及推介相關(guān)的方法時(shí)，都認(rèn)真地參考和吸取了美國(guó)等國(guó)核電廠實(shí)施老化管理的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。美國(guó)核電機(jī)組運(yùn)營(yíng)執(zhí)照期限為40 年，這個(gè)期限是20 世紀(jì) 50 年代由當(dāng)時(shí)的原子能委員會(huì)確定的，它被認(rèn)為是依據(jù)

17、工程判斷來(lái)確定，并且與典型的投資定期回收進(jìn)度計(jì)劃相一致。按照美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)“延長(zhǎng)執(zhí)照條例”（10CFR54），當(dāng)機(jī)組按已頒發(fā)的運(yùn)營(yíng)執(zhí)照運(yùn)行約30 年時(shí)， 通過(guò)準(zhǔn)備延長(zhǎng)執(zhí)照申請(qǐng)并經(jīng)美國(guó)核監(jiān)管會(huì)（ NRC） 的審查和批準(zhǔn)，可以獲得附加20 年的執(zhí)照延長(zhǎng)。美國(guó)核電機(jī)組延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)執(zhí)照申領(lǐng)方法的主要特征是：延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)執(zhí)照評(píng)審中，有關(guān)老化評(píng)審的范圍只包括非能動(dòng)的長(zhǎng)壽命部件；美國(guó)延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)執(zhí)照評(píng)審方法的應(yīng)用包括：篩選確定評(píng)審范圍，完整的電廠評(píng)價(jià)，最終安全分析報(bào)告（FSAR）和環(huán)境影響報(bào)告（EIR） 的修訂等。美國(guó)的 “延長(zhǎng)執(zhí)照條例”集中評(píng)審非能動(dòng)的長(zhǎng)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(zhǎng)執(zhí)照申請(qǐng)的

18、主要部分的老化管理大綱是現(xiàn)行的大綱， 為延長(zhǎng)執(zhí)照所要求的老化管理行動(dòng)非常少，而且目前還沒(méi)有哪個(gè)電力公司已經(jīng)承諾作為延長(zhǎng)執(zhí)照的直接結(jié)果去更換部件。NRC批準(zhǔn)延長(zhǎng)執(zhí)照申請(qǐng)就給電力公司一個(gè)選擇機(jī)會(huì)，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(jià)值最大化。至 2003 年，NRC已經(jīng)批準(zhǔn)19臺(tái)核電機(jī)組的運(yùn)行執(zhí)照延長(zhǎng)，而且正在評(píng)審11臺(tái)機(jī)組的延長(zhǎng)執(zhí)照申請(qǐng)。據(jù)預(yù)測(cè)，美國(guó)可運(yùn)行的104 臺(tái)核電機(jī)組的大多數(shù)（ 超過(guò)80%）都將獲得批準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)執(zhí)照延長(zhǎng)。匈牙利

19、原子能管理局決定借鑒美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，采用美國(guó)的方法延長(zhǎng)其Paks 1 號(hào)機(jī)組的運(yùn)營(yíng)執(zhí)照，該機(jī)組于1982年服役，原“設(shè)計(jì)壽命”為 30 年。其它國(guó)家核電站老化和壽命管理的現(xiàn)狀德國(guó)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(yíng)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(guò)初步的安全評(píng)估，識(shí)別對(duì)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(duì)安全及可用率的重要性，再按其

20、潛在的老化降級(jí)傾向進(jìn)行篩選和分組。最后， 對(duì)于已有降級(jí)潛在可能性的部件， 對(duì)應(yīng)已經(jīng)識(shí)別的降級(jí)機(jī)理提供有效的解決措施。選擇的過(guò)程提供了老化相關(guān)部件合理的優(yōu)先等級(jí)，并為它們建立特定的壽命管理策略，以便監(jiān)測(cè)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 1998 2005 及 2000 2007兩個(gè)開發(fā)計(jì)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：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(kù)；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；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(kù)的開發(fā)；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

21、究所開展的有關(guān)反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料老化的研究計(jì)劃的目的，是維持長(zhǎng)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（MET）識(shí)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I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(píng)估與歐盟和美國(guó)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(jì)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(jí)可能導(dǎo)致不規(guī)則的冷卻水流或產(chǎn)生松動(dòng)零件，松動(dòng)零件可能造成其它部件的損壞。為了從機(jī)理上搞清IASCC對(duì)中

22、子輻照材料的影響，巨大的研究工作正在熱室中開展。韓國(guó) 正在實(shí)施核電廠壽命管理第一階段計(jì)劃，目的是為其Kori-1 號(hào)核電機(jī)組的運(yùn)營(yíng)執(zhí)照延長(zhǎng)作可行性研究，并評(píng)估所選定的13 類重大部件（ 組 ） 的老化效應(yīng)；韓國(guó)參照IAEA建議、國(guó)際上的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合其本國(guó)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(jí)管道組，非1 級(jí)管道組，非1 級(jí)閥門組，非1 級(jí)泵組， 1 級(jí)支承結(jié)構(gòu)組，熱交換器組， 2 級(jí)壓力容器組，3 級(jí)壓力容器組，配電、控制及監(jiān)測(cè)設(shè)備組等13 類重大部件或部件組。韓國(guó)非常重視老化和相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)的結(jié)構(gòu)是，

23、利用WEB的編程方式，便于數(shù)據(jù)的輸入和查詢，數(shù)據(jù)庫(kù)是針對(duì)選定的上述13 類重要部件進(jìn)行編程，而每個(gè)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(jì)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(kù)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(duì)相關(guān)部件進(jìn)行綜合評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)。韓國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明，雖然其老化和壽命管理數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)經(jīng)歷了PUMAS/，N PUMAS/NU pgrade， Windows， Webb asedPUMAS/N II 及 ERP等五個(gè)階段，但現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得后一階段的數(shù)據(jù)

24、庫(kù)都能包容和充分利用前一階段的數(shù)據(jù)庫(kù)，避免了數(shù)據(jù)輸入等重復(fù)勞動(dòng)。DNMC老化和壽命管理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(guó)CPY機(jī)組的改進(jìn)型機(jī)組。由于同國(guó)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(jì)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(duì)于核電站的老化和壽命管理來(lái)說(shuō)是一個(gè)良好的開端。因?yàn)楹穗娬纠匣蛪勖芾砥渲幸粋€(gè)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(jì)階段就已經(jīng)確定了的，而設(shè)備的選材和制造質(zhì)量對(duì)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

25、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(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行階段全面展開。而設(shè)計(jì)階段和制造階段的優(yōu)勢(shì)，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(guó)外相比較，我們這方面做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如對(duì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵敏感設(shè)備識(shí)別不夠，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督不夠，缺乏趨勢(shì)性分析數(shù)據(jù)和技術(shù)，評(píng)估水平有待提高等。由于這些缺陷和不足對(duì)日常的生產(chǎn)不會(huì)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(duì)核電站壽命、安全裕度、設(shè)備的老

26、化趨勢(shì)和更換壽期的評(píng)估有重要影響，而這些方面往往是在核電站運(yùn)行到20 年以后才會(huì)顯現(xiàn)，并且對(duì)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(duì)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(duì)這些缺陷和不足進(jìn)行一一識(shí)別、并通過(guò)有效的分析和評(píng)估，進(jìn)行協(xié)調(diào)解決。為確保電站設(shè)備在整個(gè)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(duì)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(jí)傾向的設(shè)備；DNMC在綜合考慮國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA) 和國(guó)家核安全局的相關(guān)要求，國(guó)際上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和良好實(shí)踐，以及大亞灣

27、的實(shí)際情況后，決定實(shí)施設(shè)備老化和電廠壽命管理。老化和壽命管理審查按照國(guó)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(gè)審查要素之一。根據(jù) IAEA技術(shù)導(dǎo)則和大亞灣現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，把老化和壽命管理審查分為9個(gè)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(guān)工作審查在役檢查瞬變統(tǒng)計(jì)化學(xué)控制腐蝕防護(hù)備品備件老化管理重要SSCs專項(xiàng)審查反應(yīng)堆壓力容器安全殼和核安全相關(guān)構(gòu)筑物蒸汽發(fā)生器主泵電纜其它重要SSCs通過(guò)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(jì)和實(shí)踐慣例開展了一系列

28、的老化和壽命管理活動(dòng)，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(jì)劃和歸口管理；對(duì)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(kù)。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(shì)分析和壽命評(píng)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(jì)算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)”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)責(zé)制定電站老化和壽命管理方

29、案。首先，工作組確定了電站老化和壽命管理目標(biāo)：對(duì)設(shè)備的老化進(jìn)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(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力；延壽。通過(guò)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(jì)劃安排綜合考慮，擬定和實(shí)施老化和壽命管理行動(dòng)，制定電廠設(shè)備長(zhǎng)期保健計(jì)劃。目標(biāo)是： 在核電廠的整個(gè)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)到盡可能高的性能水平，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

30、根據(jù)上述的目標(biāo)，參考了IAEA技術(shù)報(bào)告、國(guó)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(gè)階段進(jìn)行：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(kù)、建立老化趨勢(shì)分析和壽命評(píng)估模型；并適時(shí)地實(shí)施監(jiān)測(cè)、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(shì)分析和壽命評(píng)估工作，進(jìn)行延壽準(zhǔn)備；提出延壽申請(qǐng)，進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估；第四階段：第30 年第40 年，根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)的文件進(jìn)行補(bǔ)充和更新，同時(shí)，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(kù)。并圍繞這兩項(xiàng)主要任務(wù)開展了一系列

31、的具體工作。首先，編寫了DNM老化和壽命管理程序C，完善了組織分工和責(zé)任，并且對(duì)老化和壽命管理工作的規(guī)劃做了簡(jiǎn)單的描述。隨后，參考了美國(guó)NRC的 10CFR54.4、 IAEA 技術(shù)導(dǎo)則和內(nèi)外部經(jīng)驗(yàn)反饋，對(duì)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：一回路水INCONEL 600的應(yīng)力腐蝕開裂（PWSSC；）一回路雙相不銹鋼鑄件的熱老化（Thermal Ageing ） ；管道部件的沖蝕腐蝕（Erosion-Corrosion） ；電纜的開裂和老化（

32、輻照和高溫）；一回路輔助管道的熱疲勞；小支管的振動(dòng)疲勞；一回路管道的熱疲勞；堆內(nèi)構(gòu)件的老化和壽命管理；安全殼的老化和壽命管理；反應(yīng)堆壓力容器的老化和壽命管理；蒸汽發(fā)生器的老化和壽命管理。變壓器的老化和壽命管理；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(gè)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(guò)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)一步整合老化分析成果和電站現(xiàn)有的老化監(jiān)測(cè)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(duì)核電站重要設(shè)備

33、老化機(jī)理的理解，老化監(jiān)測(cè)、控制和分析評(píng)估手段。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(shí)也是定期安全審查老化管理審查的對(duì)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(chǎng)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。3 老化和壽命管理項(xiàng)目實(shí)施流程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(guó)外成熟的經(jīng)驗(yàn)，要求制定老化管理大綱，目的如下：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；綜合、協(xié)調(diào)和補(bǔ)充核電站現(xiàn)有相關(guān)大綱；為核電站的定期安全審查和延壽做

34、準(zhǔn)備。老化管理大綱的范圍核電站老化管理工作對(duì)于確保核電站安全裕度、提高經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)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(shí)候，要把眼光放在核電站延壽上。對(duì)于核電站老化管理大綱編制的范圍，可以參考美國(guó)NRC的 10CFR54系列安全導(dǎo)則，針對(duì)符合以下原則的設(shè)備部件編制老化管理大綱：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(jí)清單，同時(shí)要考慮安全相關(guān)的構(gòu)筑物；非能動(dòng)：非能動(dòng)設(shè)備，如蒸汽發(fā)生器、電纜等；非能動(dòng)部件，如泵的泵殼部分；長(zhǎng)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

35、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(gè)基本范圍，各個(gè)核電站可以根據(jù)本核電站的現(xiàn)狀確定老化管理大綱的范圍。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)。老化管理大綱編制方法老化管理大綱編制是一項(xiàng)中長(zhǎng)期工作，通常要花費(fèi)5 10年時(shí)間， 所以在大綱編制的前期階段，應(yīng)該做好大綱的編制計(jì)劃。通過(guò)對(duì)電站的設(shè)備進(jìn)行老化風(fēng)險(xiǎn)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

36、國(guó)際上和現(xiàn)場(chǎng)所關(guān)注的老化問(wèn)題。老化敏感清單的制定需要考慮設(shè)備的安全級(jí)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(guó)外的經(jīng)驗(yàn)反饋和現(xiàn)場(chǎng)的工作實(shí)踐，制定了大綱編制流程，如圖 3 所示。通過(guò)此流程，對(duì)選定的設(shè)備識(shí)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(chǎng)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(píng)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(chǎng)實(shí)施。通過(guò)歸納，對(duì)老化管理任務(wù)分為了以下四個(gè)類型：A檢測(cè)、檢查和維修任務(wù)；B 項(xiàng)目分析評(píng)估任務(wù)（屬于一次性的分析評(píng)估任務(wù)，如老化機(jī)理分析或壽命評(píng)估）；C定期分析和評(píng)估（對(duì)老

37、化管理狀況進(jìn)行定期評(píng)估，如定期安全審查）；D 改造、設(shè)備替代通過(guò)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(píng)估、老化管理和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行、檢查、維修等工作緊密聯(lián)系起來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)老化管理對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)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。核電站老化管理工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)了解國(guó)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)：老化管理工作的縱向管理方法，將核電站的設(shè)計(jì)、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，而且從各個(gè)環(huán)節(jié)提高了設(shè)備的安全心和可靠性；隨著核電站運(yùn)行年限的增加，核電站延壽是必