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核電標準與核電安全

類別:核電安全 發布時間:2017-05-03 瀏覽人次:

    我國現行核電設計技術標準體系、門類較多,主要是因為技術來源的多樣性,如大亞灣核電的EPR執行的法國建造技術系列標準(RCC),AP1000必須符合美國機械工程師學會(ASME)標準。我國核電建設前期工作的規程規范多為試行,且年代較遠,已不能完全適應現階段建設項目管理和項目可行性研究的要求。專門用于核電工程設計階段的標準和規范,核島、常規島各自成體系,其中核電常規島及電站輔助設施的設計主要參照火力發電廠相關設計標準和規范。現行標準和新版核安全法規不完全銜接,也存在著與核電技術發展不同步的問題。與當前引進AP1000的消化、吸收、再創新及建設一批二代改進核電機組的新形勢需要相比,我國核電標準還存在很大的差距,今后核電標準的發展和完善任務十分繁重。


    2007年2月,中國核電標準建設領導小組正式成立后,相繼審定并初步完善了《核電標準建設工作規則》和《壓水堆核電標準建設“十一五”規劃》等標準。2010年6月11日,為進一步加強我國核電標準建設,充分發揮專家在核電專業領域標準化工作的作用,根據《中華人民共和國標準化法》和《能源領域行業標準化技術委員會管理實施細則(試行)》的相關規定,國家能源局成立核電行業標準化技術委員會。由此,以保障核電安全為目的的核電標準建設已經駛入快車道,對中國未來核電的安全發展具有積極推動作用。


核電標準化體系建設的重要性


   核電標準體系建設與核電自主化密切相關,互相促進。一方面,核電自主化的發展,需要依靠標準為核電的設計、建造、運行、管理等提供統一的技術依據,核電標準體系是實現核電自主化的重要基礎。另一方面,核電標準是在核電設計、建造、運行、管理等活動中有關各方協同攻關和協商一致的基礎上逐步建立并完善起來的,核電標準體系建設是核電自主化的重要內容。在標準建設過程中,要保證標準的權威性、可行性、應用性,使新的標準成為適合包括核電廠在內相關制造企業參考建設的一部綜合性的標準。


    我國核電堆型種類繁多,在核電標準方面,除了我國的核安全法規(HAF)、國家標準(GB)和核行業標準(EJ)等之外,還應用了美國機械工程師學會、電氣與電子工程師學會(IEEE)、美國材料和試驗學會(ASTM)、

核電標準與核電安全

    美國混凝土學會(ACI)和法國建造技術系列標準等國外或國際的標準規范體系。

    在標準定位方面,發達國家始終通過對標準的發言權爭取標準的制定權,通過制定標準實現科技領域領導權的戰略思想。由此可知,核電標準對于整個核電產業的發展是非常重要的,其意義在于:

(1)核電標準是核電安全性的根本保障。

(2)核電標準是提高本國核電技術威望的重要手段。

(3)核電標準是核電技術創新發展的堅實基礎。

(4)核電標準是引進先進核電技術的重要前提。

(5)核電標準是推進核電國產化和自主化的重要內容。

(6)核電標準是提高核電經濟競爭力的重要途徑。



核電廠標準化的層次


   核電廠的標準化主要包括系列化、模塊化、通用化等方面,應注意區分以下幾個層次:


  (1)核電廠的標準化。核電廠的總體構型,包括構筑物、系統布置、設備等方面都應達到高度一致,典型的例子是法國的900MWe、1300MWe的核電廠系列。


   (2)核電重大設備的標準化。在核電廠的總體構型上可能有很大差異,但主要的設備一致,典型的例子是美國西屋公司開發的許多核電廠,在功率水平、總體布置上可能有很大差異,但都采用了300MW的標準環路,主泵、蒸汽發生器等都可通用,堆芯也形成了212(兩環路壓水堆,采用12英尺燃料組件)、312、314、412和414等標準堆芯。


   (3)基礎層面的標準化。螺釘、螺母、法蘭、閥門和電器裝置等最基本的零部件應采用標準件,執行同樣的材料、機械、電氣、構筑物等方面相關的標準或規范。


美國、法國、中國核電法規標準發展現狀


美國核電法規標準的現狀


   美國核電標準主要有核安全當局的有關法規、導則,如聯邦法規10CFR、管理導則RG、核標準管理委員會出版物NUREG等;美國國家標準學會(ANSI)通過其核標準管理委員會的領導進行核標準的研究和編制,例如委托美國核學會(ANS)進行核標準的研究和編制,并得到美國國家標準學會的審查認可后作為國家標準;美國工業界行業協會或學會編制的標準,如美國機械工程師學會、電氣與電子工程師學會、美國材料和試驗學會、美國混凝土學會等編制的核電標準。除此之外,還引用了大量的工業標準,作為上述核電標準的基礎,支持著核電標準的發展。美國核電法規的最高層是于1954年由國會制定和頒布的原子能法,其次是美國聯邦法規的第十部分“能源”,其所規定的全部內容包括為和平利用原子能的通用的和特殊的原則要求與準則,具有法律效力,每個與核能事業有關的單位和商業公司都必須遵守。這些法規至少每年應修訂一次,并定期公布。


    需要注意的是美國核電標準中某些規定和細則是針對本國的具體情況制定的,其他國家的核電建設不能照搬套用,必須進行適當的修改和補充,否則不僅會增加費用,而且無法保證工程質量安全。其中,反應堆冷卻系統設計準則、余熱排出系統設計準則、應急堆芯冷卻系統設計準則、化學和容積控制系統設計準則等重要系統均很難找到相應的ANSI/ANS標準。


法國核電法規標準的現狀


    法國核電發展迅速與標準化有很大的關系。法國引進、吸取了許多美國核電經驗,但不機械照搬,而是結合本國國情有所創造和發展,克服了美國核電法規標準數量眾多、繁雜重復的缺點,融入了法國核安全管理要求,并根據法國工業實踐經驗和業主對制造及檢測的要求進行了一些改進。


    法國標準數量較少,但系統性好,既包括設計,又包括建造。這在世界上是個創新,使用方便,簡單明了,內部聯系密切,又各自成為一個系統性的整體。與美國標準相比較,法國標準更適應我國的需求,因此近幾年我國已立項建造的二代加堆型都將采用法國RCC標準體系。


中國核電法規標準的現狀


   我國核安全法規在總體上是參照國際原子能機構(IAEA)有關的核安全法規和導則制定的,我國核電廠的設計、調試、運行和維修都必須嚴格遵循相關規定。經過20多年的努力,我國已基本建立了一套與國際接軌的核安全與輻射安全監督管理體制和相關法規體系。我國現行的核安全法規體系縱向上由國家法律、國務院行政法規、部門規章、核安全導則等層次組成,雖然已有多項標準,但大多并未得到實際工程應用,而且就核電站主要系統和設備設計而言,我國還未掌握核心技術,無法形成自己的標準,只能依賴于核電技術強國制定的標準,由此制約了我國核電技術的進步。


    目前,我國已建成的13臺核電機組分別采用了美國標準、法國標準、加拿大以及俄羅斯標準,多種標準并存導致我國自主標準難以得到統一,對發展核電技術的國產化形成了很大的阻礙。我國編制的標準多是20世紀八九十年代制定,只有少量為2000年后編制,而且我國核電標準僅能滿足建設30萬和60萬千瓦級核電機組的需要,有些標準的技術內容還存在缺陷,已不能適應今后發展的需要,尤其是AP1000和EPR等先進大容量機組只能依靠美國的ASME標準和法國的RCC標準。我國核電堆型狀態雖然復雜,卻并不會導致核電法規標準無法制定,因為核電標準并不是一定要走在核電技術前面。法國沒有過多系統標準,但建造了許多核電站;美國沒有應急堆芯冷卻系統設計標準,卻設計出了應急堆芯冷卻系統。由此可見,核電標準可根據核電技術的改變而制定和更新。此外,雖然我國核電標準正處于起步階段,但是我國以火電為主的電力標準經過50多年的發展,已經相對成熟,而且核電與火電最大的區別在于熱量的產生形式,核電常規島部分與火電汽輪機部分十分類似。因此借助于我國電力原有標準,結合核電特點,制定核電法規標準是更為省時省力的方法,可以保證基于我國國情的電力標準對核電大發展起到積極的先導作用,為核電自主化健康發展保駕護航。


    近些年,國際核電技術有了很大發展,而我國的標準沒有進行及時的修訂和更新,國內外核電技術發展的新成果尚未反映到我國的標準中。雖然我國核電標準制定小組已經成立,但是工作進展緩慢,尚未對核電標準的制定工作發揮實質性作用,我國核電標準一直處于起步階段。我國核行業標準未被國家核安全監管部門認可,核電標準體系的缺項很多,不夠完善,而且缺少必須的科研驗證手段,核心技術也未能真正掌握,致使很多核電標準在技術水平上顯得落后。


福島事故對我國核電標準建設的啟示


    2011年3月11日發生的日本福島核事故給日本乃至整個世界的核電發展都帶來了沉痛的打擊,不但大大增加了人們的核電恐慌,而且導致很多國家發展核電的信心受挫。其實,這次事故并不是不可避免的,它的發生除了自然災害等外部因素的原因,與核電標準的不完善也有很大關系。


    第一,日本的核安全標準低,對于嚴重事故標準研究不足。日本在核事故初期沒有果斷采取相應措施遏制事態發展,導致錯過了搶救最佳時機。將集團公司的經濟性利益置于核電廠安全性之前,這與核電標準中安全第一的原則是相違背的。我國在制定核電法規標準時,應特別強調將安全第一置于處理嚴重事故標準的第一層次,使其成為核事故的最基本原則。日本的核電工業是20世紀50年代中期開始的,核電設備制造業主要執行美國ASME標準,起步之后可以說步步都是有法可依的。日本現今與核電事業有關的法律、法規、政令和條例大約有三四百條,但對核安全的標準定得不夠高,沒有達到與時俱進,為核事故的發生埋下了隱患。所以我國應該汲取日本的教訓,對超設計基準事故應重新認識,保障核電法規標準的定期更新、修改和實施。


    第二,日本福島沒有嚴格實施在役檢查標準。今年年初,日本原子能安全保安院要求東電自查,確認是否已充分檢查核電站設施。東電2月28日向原子能安全保安院遞交報告,承認沒有檢查核電站6個機組的3個部件。東電在報告中承認,一個配電裝置11年來從未接受檢查。另外,冷卻泵電機、柴油發電機和其他一些冷卻系統部件沒有做定期檢查,而是偽報記錄并上報。由此可見,日本核電法規標準中涉及的維修、管理這一部分未能嚴格實施。雖有人制定標準,但無人實施標準,使核電標準成為一紙空談,只是一個象征性的文件,沒有起到預防核事故和消除隱患

的作用。我國在制定核電法規標準中,應該采取嚴格審查維修、檢修報告(譬如采用視頻提交等高科技驗收手段)的政策,嚴格執行在役檢查標準,保障核電法規標準的具體實施。


    第三,日本核監管機制沒有發揮其作用。日本監管機構多名官員擔任東京電力公司要職,以致核電法規標準中的監督、審查層次混亂,失去了其應盡的職能。我國在建立核電法規標準的運行和管理標準時,應保證監管部門的官員公開化、透明化,獨立于電力公司之外,體現核電對資格審查的嚴格性。還應將核電標準化與核安全立法、監督管理工作機制和工作運作融洽地結合并進行協調,以防止核電標準體系與監督管理工作脫節。


    核電法規標準化建設是大力發展核電的前提和保障,必須引起足夠的重視。核電標準建設是跨行業、多領域的系統工程,需要成立由核行業管理部門牽頭、包括高校在內的其他相關核部門廣泛參與的核電標準體系建設機構,廣泛征求意見,強化宣傳力度,對核電標準體系建設進行指導和協調。從我國目前的核電發展形勢來看,我國核電堆型復雜、種類繁多,沒有辦法統一執行一個核電法規標準,而應結合美國的ASME等體系、法國的RCC核電體系和我國已有的火電電力標準體系,建立起適合我國國情的核電工業標準體系。我們應以日本福島核事故為鑒,既要關注需要編制的標準,更要關注標準的應用、實施與監管。編制標準的目的是要應用,在應用實踐中完善中國核電法規標準,這樣才能保障中國核電安全發展。


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