英国通用设计审查(GDA)初探
2017-09-25谌登华张翔宇吴宇翔
谌登华,姜 宏,张翔宇,吴宇翔
(中国核电工程有限公司,北京 100840)
英国通用设计审查(GDA)初探
谌登华,姜 宏,张翔宇,吴宇翔
(中国核电工程有限公司,北京 100840)
英国新建核电厂(Nuclear New Build,简称NNB)拟采用的候选堆型在建造前通常要求对其从核安全和核安保两个方面进行审查,即所谓的“通用设计审查(Generic Design Assessment,简称GDA)”。本文对英国核安全监管体系下新建核电厂取证过程进行了分析研究,包括:英国主要核安全监管部门、监管范围和流程、通用设计审查及其在英国新建核电厂审批过程中的地位等,重点就审查依据、审查流程、送审文件准备等进行介绍和分析。文章最后还总结了执行通用设计审查将面临的主要风险和挑战,为我国核电企业开展通用设计审查给出了具体建议。
英国;新建核电厂;核安全监管体系; 通用设计审查
中国核电企业正在准备广泛参与英国民用核能项目,并试图将拥有自主知识产权的核电技术引入英国。我国自主核电技术如果能够进入世界上最早开始核电民用化的英国市场,将标志着中国核电技术叩开了发达国家核电市场的大门,占领了世界核电市场的桥头堡,未来将产生巨大的品牌宣传效应,对于开发东南亚、中东、南美等新兴核电市场具有重要意义。
核电技术要想落地英国,首先需要得到英国核安全监管机构对于该技术安全性的认可,就某个具体堆型来说,通常要求开展并完成通用设计审查[1]。该审查由英国核监管办公室(Office for Nuclear Regulation,简称ONR)和环境署(Environment Agency,简称EA)共同实施,审查通过后分别获得相应的设计认可证书(Design Acceptance Confirmation,简称DAC)以及设计许可声明(Statement of Design Acceptability,简称SoDA),在后续核厂址许可证(Nuclear Site License,简称NSL)的取证过程中,以上文件将作为反应堆设计安全性的证明材料提交,加速取证过程。
对于我国自主核电技术来说,为了提高效率,尽快得到英国核安全监管机构的认可,进而能够在英国建造,必须开展通用设计审查并获得相应证书。
1 英国核安全监管体系
1.1 英国核安全监管部门
作为最早涉足民用核能领域的国家,英国建立并逐步完善了一套完备的核设施安全管理体系,即通过向涉核企业颁发许可证以允许持证者在特定厂址之上开展许可证中所限定的活动。监管范围涉及核安全、核安保、环境安全等方面[2]。与以上职能相对应的核安全监管机构包括:核监管办公室、民用核安保办公室(Office of Civil Nuclear Security,简称OCNS)和环境署。
1.1.1 英国核监管办公室
英国核监管办公室成立于2011年4月1日,隶属于英国健康与安全执行局(Health and Safety Executive,简称HSE),负责英国境内核设施的安全监管。通过向申请者颁发核厂址许可证来控制该厂址之上所有核安全相关的活动。
1.1.2 英国民用核安保办公室
英国民用核能安保办公室是英国核监管办公室的法定组成部分,负责对民用核设施的安全保卫进行监管,监管范围包括:核材料的实物保护、信息技术安全、核材料运输、核电厂工作人员出入管理等。该办公室要求申请者提交厂区实物保护计划,并在核材料进厂前得到批准。
1.1.3 英国环境署
英国环境署为英格兰核设施的主要环境监管机构。威尔士自然资源组织(Natural Resources Wales, 简称NRW)在威尔士承担环境署的功能。在苏格兰,苏格兰环境保护署(Scotland Environment Protection Agency,简称SEPA)负责苏格兰核设施的环保监管。
环境署的监管范围包括:放射性废物处置;受控水域(包括河流、河口、海洋和地下水)的取排水;受污染土地的评估和清理;常规废弃物的处置;洪水风险管理;联合主管机构英国健康与安全执行局,执行《重大事故危险控制管理条例》(Control of Major Accident Hazards regulations,简称COMAH)的要求等。
1.2 英国核安全监管流程
要在英国合法建造和运行核电厂必须得到英国政府的批准并接受核安全监管机构的监督和审查,涉及的政府部门和监管机构主要包括:英国商务、能源与工业战略部(Department for Business, Energy & Industrial Strategy,简称BEIS)、核安全监管办公室、环境署。如图1所示,这些部门在英国新建核电厂的批准和审查过程中所扮演的角色包括:通用设计审查(由核监管办公室和环境署共同审查发证)、核厂址许可证取证(由核监管办公室和环境署共同审查发证,批准所有核安全相关的活动)、环境许可(由环境署批复,评估非核的常规工业活动对环境的影响)、核电厂厂址规划(由英国商务、能源与工业战略部审批)、退役融资方案(Funded Decommissioning Programme,简称FDP)(由英国商务、能源与工业战略部审批)等[3]。监管过程贯穿通用设计审查、厂址许可证申领、浇灌第一罐混凝土(First Concrete Date,简称FCD)、调试、运行、退役、厂址恢复的整个过程。
图1 英国核安全监管Fig.1 Nuclear safety regulation in UK
需要注意的是,审批流程涉及的所有活动都必须公开透明。核活动对安全以及环境的影响需要向公众开放,但可以不包括敏感信息和商业机密信息;同时,对公众的意见做出回应,保持与公众的接触和沟通等。
具体到英国新建核电厂取证过程,其目的是获得核厂址许可证。不同于其字面含义,核厂址许可证覆盖该厂址整个寿期内的所有活动,从核电厂建造、调试、运行、退役到厂址清理和恢复,只要取证时所基于的申请条件没有发生变化,核厂址许可证可永久有效[4]。
为获得厂址许可证,审评要经历两个阶段,分别是通用设计审查阶段和核厂址许可证审查阶段。通用设计审查是非强制性的,而厂址许可证为英国法规所要求,具有法律效力。两个阶段可以有重叠,审查内容和审查结果见表1。
表1 英国新建核电厂取证过程Table 1 UK nuclear new build licensing process
注:初步安保计划(Conceptual Security Arrangement,简称CSP) 环境许可(Environment Permit,简称EP)
在通用设计审查阶段,申请方通常为反应堆供应商,核监管办公室和环境署对核安全相关问题及环境方面的措施进行审查,并分别颁发设计认可证书和设计认可声明。证书有效期为自发证日起十年。
在核厂址许可证申领阶段,申请方为核电厂运营商,核监管办公室和环境署对某一厂址拟建的核电厂设计进行审查,包括对厂址申请的审查,核电厂建造、调试、以及后续监管。审查通过之后颁发核厂址许可证。
以上两个审查阶段是紧密联系在一起的,英国法律规定核厂址许可证持有者对其核电厂安全负最终责任,通用设计审查过程中申请方在送审文件,即安全分析案例(官方称为Safety Case)中对核电厂安全性的描述和承诺需要由未来的运营商承担法律责任。在通用设计审查阶段,申请方通常为反应堆供应商,虽非强制,但也建议有潜在运营商参与其中,一方面保证了核电厂安全信息从反应堆供应商顺利转移至核电运营商,另一方面也显示出所审查的反应堆技术存在建造的可能性。
2 通用设计审查
通用设计审查制度始于2007年,由英国核监管办公室负责组织实施,对参与英国新建核电厂招标的候选堆型进行审查,首批审查对象为欧洲压水堆(European Pressurized Reactor,简称EPR)和西屋电气公司的先进非能动压水堆AP1000等,EPR于2012年获得设计证书结束审查,而AP1000于2011年6月暂停审查, 2015年3月,恢复并开始了第二阶段审查,目前,审查仍在进行中。
审查伊始,由反应堆供应商或运营商向核监管办公室提出审查申请,审查通过后,颁发设计认可证书。取得该证书意味着,基于申请方所提交的信息,核安全监管部门有信心,且认为采用该设计的核电厂能够在英国建造和运行。
设计认可证书属于一种证明文件,无法律条文支撑,不具有法律效力,不属于英国新建核电厂取证强制要求,不能确保核厂址许可证的发放,核厂址许可证取证过程需要审查更多的事项,比如厂址相关内容以及通用设计审查通过之后申请方对原设计或申照文件所做的修改。也就是说,核厂址许可证的获取并不以通用设计审查通过为前提条件,但是核监管机构希望所有的申请方进行通用设计审查,从而缩短核厂址许可证的取证周期。
2.1 审查依据
英国涉核的重要法律为1965年颁布的《核设施法案》(Nuclear Installations Act,简称NIA)明确了核设施的取证和监管要求。1975年,该法案中与安全相关的部分成为1974年颁布的《劳动卫生与安全法案》(The Health and Safety at Work etc Act,简称HSWA)的强制性条款。根据该法案,除了部分特殊情况,如果没有英国健康与安全执行局颁发的许可证,任何厂址之上,都不能出于任何目的安装或者运行核装置,而且《核设施法案》的第四部分授予英国健康与安全执行局在为核材料的运输、处理和处置发放许可证时附加相应条件,也就是所谓的厂址条件。当前,共有36条厂址条件,涵盖厂址边界确定、边界内核活动的限制要求、安全文件、周期检查、调试、运行、退役等[4,5]。
《劳动卫生与安全法案》和《核设施法案》明确了核安全监管的目标和要求。具体到核安全审查,监管机构颁布了安全审查准则(Safety Assessment Principles,简称SAP)和与之对应的技术评审导则(Technical Assessment Guide,简称TAG)。其中,安全审查准则用于对核设施安全分析案例的审评,技术评审则为审查准则提供进一步的说明,为审评者在核安全监管决策过程中提供支持。
审查准则能够确保不同的审查人员能够对安全分析案例给出一致的审查结论。大多数情况下,审查准则用于指导审评人员,但在有些情况下也作为法律要求具有强制性,因为它是对法规要求的细化。技术评审导则主要是对审查准则的解释和使用进行说明和指导,同时帮助取证者了解审查者对安全分析案例中相关技术因素的要求和期待。需要注意的是,审查准则和技术评审导则不用作也不足以用作核电厂设计或运行标准,这体现了英国核安全监管体系的“非明确规定(Non-Prescriptive)”的特点[6-8]。
2.2 审查流程
通用设计审查流程如图2所示[9,10]。整个审查过程分为四个步骤,分别是:
(1)步骤一,送审文件准备;
(2)步骤二,基本审查,审查“声明文件”;
(3)步骤三,总体审查,审查“论证文件”;
(4)步骤四,详细审查,审查“证据文件”。
每个步骤的内容、目的、持续时间见表2。
图2 英国通用设计审查的审查流程示意图[11]Fig.2 UK generic design assessment process diagram
2.3 送审文件
根据前述内容,英国通用设计审查是对新堆型的安全分析案例进行审查。安全分析案例是从厂址、核设施运行状态角度描述放射性风险及其预防和缓解措施的一系列文件,涉及厂址选择、核设施本身、核设施各个子项、核设施的某种变更或某种操作,或对于影响核安全其它重要方面的描述[13]。安全分析案例应该清晰且全面的论述某一核设施能安全运行或者是某一操作能够安全进行,与这些运行和操作相关的风险和危害已经得到充分的分析并确定了合适的限值和前提条件,而且还准备了充分的应对措施[14]。
在英国核监管体系中,送审文件把安全分析案例组织在一起,包含与我国监管体系中初步安全分析报告(Preliminary Safety Assessment Report, 简称PSAR)和最终安全分析报告(Final Safety Assessment Report,简称FSAR)相同的许多内容,但在论述方式上与标准化的安全分析报告存在很大差异。在安全分析报告(Safety Assessment Report,简称SAR)中,编写者主要论述其设计与法规标准的符合性,通过对话会确认报告中未包括的内容不会对审评结论产生不利影响。而安全分析案例是一系列的“声明(Claims)-论证(Arguments)-证据(Evidences)”结构(如图3所示),用以证明没有扰动会导致非预期结果,不是对是否满足准则给出判断,而是需要证明对于非预期结果有足够的安全裕量。
表2 英国通用设计审查的审查流程及时间表[12]Table 2 Timetable and procedure of UK generic design assessment
图3 安全分析案例结构示意图[13]Fig.3 Structural diagram of safety case
图4给出了一个典型安全分析案例 “声明-论证-证据”结构所包含的内容,包括最顶层的声明、对声明的论证以及支撑论证的证据。
图4 典型安全分析案例内容Fig. 4 Content of a typical safety case
核监管办公室官方文件明确了送审文件的要求:在步骤二审查前,申请方需提交初步安全报告;在步骤三审查前,需提交建造前安全报告;在步骤四审查中,需根据实际的审查情况提交一些专门性的支持文件,比如支持申请方结论的研究结果、保证建造安装质量的论证材料、专题报告以及一些管理性的计划等[12]。其中,初步安全报告是对“声明”的论述,而建造前安全报告则主要是对“论证”和“证据”的论述。“声明”“论证”“证据”之间的关联应该是清晰的可追溯的,以支持最终的结论。
由于英国核安全监管体系的“非明确规定”特性,核监管办公室对于送审文件格式没有具体要求,需要通过步骤一与核监管办公室的沟通,共同确认提交哪些文件,并由申请方与审查方共同确定送审文件的格式和内容。
2.4 审查特点
2.4.1 费用收取
不同于我国核安全监管机构,在英国,通用设计审查过程中所产生的费用除少部分由政府提供外,大部分需由审查申请方提供,也就是说,申请方需向监管机构支付审查费用(官方称:Recover Its Costs)。
英国核监管办公室和环境署以及威尔士自然资源组织对已经完成或正在开展通用设计审查的堆型的收费情况见表3。
2.4.2 非明确规定特征
就送审文件来说,我国的核电执照申领者向监管方提交的是标准化的安全分析报告,其内容和格式有明确的法规要求。而英国核厂址许可证的申请者提交给核监管机构的是安全分析案例,两者在内容和结构上存在差异,英国监管机构对于送审文件的内容和格式没有具体要求,从最开始提交的送审文件清单到确定送审文件的内容和结构都需要由申请方与监管方共同确定。
表3 英国监管方通用设计审查的收费情况表[15]Table 3 Cost recovered by UK regulator for GDA
*审查正在开展过程中,数据截至2016年3月
就审查依据来说,英国的核设施法案只给出了高层次的核安全目标,例如,合理可行尽量低(As Low As Reasonably Achievable,简称:ALARA)准则等,而不像我国监管机构将所有涉核活动的监管要求都细化至规模庞大的法规标准中,也就是说,英国的监管体系是“基于目标(Goal-Setting)”的而不是基于法规标准体系之上的。这种监管体系深刻影响了英国的核安全审查,具体来说,安全审查准则仅仅给出监管方的要求和期待,需要取证者来决定和论证如何最好的去满足它们。安全审查准则和技术评审导则不用作也不足以用作核电厂设计或运行的标准,这体现了英国核安全监管体系的“非明确规定”特点。此外,英国监管机构接受待审查核电设计可遵循国外的法规标准,但该法规标准需要得到英国监管方的认可。
3 结论
本文调研了英国新建核电厂的取证过程,得出如下结论:
(1)英国通用设计审查周期长、投入大、风险高,应充分准备,审慎决策。
2007年开展通用设计审查的新堆型包括:法国电力公司和阿海珐(EDF/AREVA)的EPR、西屋公司的AP1000;通用-日立核能公司(Hitachi-GE)的ESBWR以及加拿大原子能有限公司(AECL)的ACR-1000反应堆。随着审查的持续,ACR-1000申请被撤销,ESBWR中止审查,AP1000至今还未结束,仅获得临时设计认可证书,当前,仍处于步骤四审查阶段,而EPR历时5年才获得设计认可证书。2013年4月,ABWR启动通用设计审查,即便是进展顺利,按计划也需要到2017年10月才能完成审查,最终的审查费用将与EPR和AP1000相差无几。以上已经参与审查和正在审查的堆型都体现了通用设计审查的长周期、大投入、高风险的特征,建议我国核电企业充分准备,审慎决策。
(2)中英两国核安全监管方式的差异为审查过程带来较大不确定性,应充分了解英国的审查监管体系。
英国核安全监管体系具有“非明确规定”特点,这与我国核电企业所熟悉的中、美、法监管系统存在非常大的差异。一方面,从确定送审文件清单到确定送审文件内容和结构都需要申请方与监管机构进行沟通;另一方面,审查过程是“基于目标”的,需要由申请方对待审堆型是否满足、如何满足安全目标给出说明和论证,而设计是否满足安全目标的判断则由审查人员决定,没有一套完整适用的英国本土法规标准可遵照,审查过程具有很强的主观性,这给审查带来了极大地不确定性。建议早期即与英国核安全监管机构建立联系,开展相关培训,熟悉英国核安全监管体系,做针对性的准备工作。
(3)中英两国的文化差异使得跨文化交流变得困难,应提前储备具备英美文化背景的国际化核电人才。
英国通用设计审查的“非明确规定”的特征要求审查方和被审查方双方开展高频度、宽范围、深内容的沟通,沟通顺畅与否决定着审查进程是否顺利,还很可能会影响审查的结论,这大大提高了对被审查方人员沟通能力和专业技术能力的要求,特别是非英美国家工作人员跨文化交流能力的要求。同时,考虑到核电行业的特殊性以及节约人力成本,很难实现人才的全部本土化,所以,建议我国核电企业提前储备国际化核电人才。
(4)中英两国核电产业发展现状存在很大不同,这种不同体现在技术水平的差异上,应深入分析以策万全。
以退役技术为例,英国是最早开始核电民用化的国家,而我国核电发展起步较晚。当前,英国有多座核电厂正在开展或已经完成退役工作,核设施退役技术先进、经验丰富。相比之下,虽然我国在新建电厂的设计技术、建造能力、运行管理上对英国有压倒性优势,但由于我国首座核电厂还未达寿期,我国核电企业缺乏退役实践经验,退役技术相对薄弱,而通用设计审查以及后续的厂址许可证审查过程中将会涉及退役技术的审查,英国核安全监管机构将会在退役技术审查上有较高要求。
[1] Summary of Lessons Learnt during Generic Design Assessment (2007— 2013) [EB/OL]. Office for Nuclear Regulation/Environment Agency, ONR-GDA-SR-13-001 Revision 0, September 2013.www.onr.org.uk/new-reactors/reports/onr-GDA-sr-13-001.pdf
[2]New nuclear power stations Generic Design Assessment: A guide to the regulatory processes [EB/OL]. Office for Nuclear Regulation & Environment Agency Report NGN01 Version 3. June 2013. www.onr.org.uk/new-reactors/reports/ngn01.pdf
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[4]Licensing Nuclear Installations [EB/OL].Office for Nuclear Regulation, 4th edition: January 2015.http://www.onr.org.uk/licensing-nuclear-installations.pdf
[5]The standard nuclear site license conditions [EB/OL].http://www.onr.org.uk/silicon.pdf
[6]Safety Assessment Principles for Nuclear Facilities [EB/OL]. Office for Nuclear Regulation, 2014 Edition Revision 0.www.onr.org.uk/saps/saps2014.pdf
[7]Technical assessment guide for inspectors ONR Guidance on the demonstration of ALARP [EB/OL]. NS-AST-GD-005 Rev 6 September 2013http://www.onr.org.uk/operational/tech_asst_guides/ns-tast-gd-005.pdf
[8]Index to technical assessment guides[EB/OL]. http://www.onr.org.uk/operational/tech_asst_guides/index.htm
[9]Memorandum of Understanding (MoU) between HSE and EA on matters of mutual concern at licensed nuclear sites in England and Wales [EB/OL].http://www.onr.org.uk/nucmou.pdf
[10]Memorandum of Understanding (MoU) between HSE and SEPA on matters of mutual concern at licensed nuclear sites in Scotland [EB/OL].http://www.hse.gov.uk/aboutus/howwework/framework/mou/sepanuclear.pdf[11]Guidance on generic design assessment for new nuclear build[EB/OL]. http://www.onr.org.uk/new-reactors/ngn03.pdf
[12]New nuclear reactors: Generic Design Assessment Guidance to Requesting Parties, Office for Nuclear Regulation [EB/OL]. ONR-GDA-GD-001 Revision 2, June 2016.www.onr.org.uk/new-reactors/reports/onr-GDA-gd-001.pdf
[13]Technical assessment guide on the purpose, scope, content of safety cases[EB/OL]. NS-TAST-051 Rev 3 July 2013 http://www.onr.org.uk/operational/tech_asst_guides/ns-tast-gd-051.pdf
[14]Process and Information Document for Generic Assessment of Candidate Nuclear Power Plant Designs[EB/OL]. Environment Agency, Version 3, October 2016. https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/562817/LIT_7998.pdf
[15]GDA Quarterly Report-Assessing new nuclear reactor designs Generic Design Assessment Quarterly Report [EB/OL]. February 2016-April 2016.http://www.onr.org.uk/new-reactors/reports/GDA-quarterly-report-feb16-apr16.pdf
StudyonUKGenericDesignAssessment
(GDA)Process
CHEN Denghua, JIANG Hong, ZHANG Xiangyu, WU Yuxiang(China Nuclear Engineering Co., Ltd, Beijing 100840, China)
Candidate Designs for UK Nuclear New Build (NNB) normally should go through Generic Design Assessment (GDA) process in order to get design approval in terms of nuclear safety and security. This paper introduces the UK nuclear regulatory system, including regulatory departments, regulatory scope and licensing procedure, GDA and its role in UK regulatory regime, etc. After that, the paper focuses on the regulatory bases of GDA, typical four steps, development of submissions. The critical risk and obstacles that will encounter when a NNB design is going through a GDA process are summarized at the end of this paper.
UK;Nuclear New Build; nuclear regulation system; Generic Design Assessment
TL48
:A
:1672- 5360(2017)02- 0042-08
2016- 11- 30
2017- 01- 16
中核集团“龙腾2020”科技创新计划华龙一号堆型号标准研究课题,项目编号:KY1621
谌登华(1984—),男,湖南桃源人,工程师,工学硕士,核能科学与技术专业,现主要从事核电厂总体设计和取证相关工作