对我国运行核电厂退役准备的思考与建议

李志华，刘 敏，曹俊杰

（1. 中核核电运行管理有限公司，海盐 314300；2. 中国核科技信息与经济研究院，北京 100048；3. 中国核动力研究设计院，成都 610005）

核电厂全生命周期的最后阶段是退役工程［1］，即核电厂终止运行后，通过采取一系列的行政和技术活动，使核电厂解除部分或全部监管控制，达到无限制开放或有限制利用水平，确保公众和环境安全。根据国际经验，由于退役活动面临着作业环境辐射水平高、技术自动化程度要求高、工程实施难度大、退役经费需求巨大等挑战，我国需要及早规划，将退役准备工作贯穿于核电厂选址、设计、建造、调试和运行的各个阶段，以确保核电厂安全、经济地退役［2，3］。

1 全球核电机组运行态势

根据国际原子能机构（International Atomic Energy Agency，简称IAEA）网站发布的最新数据，截至2019 年年底，全球核电在运机组447台，在建机组52 台，永久关闭的机组182 台。其中，永久关闭的机组主要集中在美国、英国、德国、日本、法国、俄罗斯等21 个国家或地区，我国目前仅台湾核一厂（金山）1 号、2 号共两台核电机组永久性关闭，如图1 所示。全球已完成退役的核电机组共19 台，其中美国13台、德国5台、日本1台。可以看出，美国是世界上商用堆退役经验最丰富的国家，其已退役核电机组约占全球总数的2/3，如图2所示。

图3给出了全球在运核电机组的年龄分布和统计情况，由图可知，世界上在运核电机组的平均年龄已满30 年。一般反应堆的初始设计寿命为40年，以此为假设，到2030年，将有210余台核电机组超出初始寿期；到2050 年，还将新增近90 台。当核电机组达到初始设计寿期后，将会选择延寿或永久关闭。根据业界实践，国际上很多核电机组在运行状况良好的情况下会申请延寿，如果考虑延寿运行20 年，到2040年，将有近100台核电机组超出延寿运行期。可以发现，随着大量早期核电机组陆续关闭并进入退役阶段，全球核工业预计将在未来10～20年内逐渐迎来退役高潮。

图1 全球永久关闭核电机组统计（数据源于IAEA，截至2019年年底）Fig.1 Global statistics of permanently shut down nuclear power units(data from IAEA,as of the end of 2019)

图2 全球已完成退役核电机组（数据源于IAEA，截至2019年年底）Fig.2 Decommissioned nuclear power units in the world(data from IAEA,as of the end of 2019)

图3 全球在运核电机组年龄分布图（数据源于IAEA，截至2019年年底）Fig.3 Age distribution of nuclear power plants in operation in the world(data from IAEA,as of the end of 2019)

据IAEA估计，到2050年，核设施退役的市场规模将达到1万亿美元，对于核电界来说，核电厂退役市场前景广阔，是世界各核电大国的必争之地。积极部署核电厂退役工作是各核电大国必须履行的社会责任，是实现社会效益、环境效益及经济效益相统一的关键所在。

2 核电厂退役准备工作需求紧迫

核电厂安全退役是实现核能健康可持续发展的基础和保障，是核电厂全生命周期管理的重要阶段。根据国际经验，核电厂退役是一项涉及核安全、技术、经济、社会和环境等诸多因素的复杂系统工程，我们应趁早考虑将来可能面临的困难，积极做好准备工作，以减少未来付出的代价［4，5］。

根据国家核安全局网站数据，截至2020 年4月底，我国大陆在运行核电机组47台（装机容量位列世界第三），在建机组15台（在建核电规模位列世界第一）。鉴于目前在运核电机组整体状况良好，大部分WANO 性能指标能够达到世界前列，采取延寿的方式具有很高的可行性。如果考虑申请延寿运行20 年，按照运行50～60 年考虑，从2041 年起，我国核电厂将逐步迎来退役高峰。

20 世纪80 年代末以来，我国启动并实施了一系列国内老旧核设施的退役工作，一定程度上对消除或减少核安全环保隐患起到了积极的作用，其积累的宝贵经验和工程技术能力可为今后的核电厂退役提供重要基础。对于未来的核电厂退役，国内各核电从业者已逐步意识到退役准备的重要性，并围绕退役管理、技术研发及工程实施等方面开展相关工作［5］。

然而，我们要认识到，对于核电厂这种大型核设施的退役，持续时间可能要几十年甚至上百年，其复杂程度较其他核动力装置、研究堆等其他核设施的退役要大很多［6］。当前，与国际先进水平相比，我国在核电厂退役准备和投入方面还有较大差距，存在政策法规体系不健全、关键技术储备不充足、退役经费保障不到位、退役管理措施不深入等问题（见表1），这些问题与短板势必对我国核电厂的安全、有序、全面、有效退役带来影响［5］。

表1 我国核电厂退役准备存在的问题Table 1 Problems for decommissioning preparation of nuclear power plants in China

而且，我国已有的退役治理能力主要聚焦于解决老旧核设施当前的问题，还不足以支撑核电厂这种大型商用堆退役工程的顺利实施。在现有基础上，我国整个核电厂退役领域的发展需要10 年甚至更长的时间才可能达到国际先进水平，所以，我国亟须加强对退役准备工作的关注，需要在各个阶段对未来的核电机组退役进行考虑，尤其是在运行期间，我们更要为退役工程做好充足准备。

3 运行核电厂退役准备的思考

鉴于国内核电厂退役领域的现状，对于运行核电厂来说，为更好地应对今后的退役工程，我们需要重点考虑退役准备方面的几个问题，比如，退役标准体系研究、退役计划管理、退役技术预先研究、退役相关资料的收集与管理、便于退役的措施落实、退役经费、人才培养与队伍建设等。

3.1 完善我国核电厂退役标准体系

对于核电厂退役，配套的标准体系建设必不可少，良好的退役标准体系能够为退役活动提供强有力支撑，可以指导核电厂更好地开展退役相关工作。我国在对其他核设施退役的不断探索过程中，陆续发布了一些退役相关的法规标准，但大部分标准均属于辐射防护与监测类、放射性废物管理及安全类、质量管理类，关于退役设计和退役技术与工艺标准的法规标准只有极少部分，更缺少系统、完善的核电厂退役标准体系［7］。为响应核电“走出去”战略，构建完整的、具有高度自主化的核电厂退役标准体系，在国家能源局的组织下，国内开展了核电厂退役标准体系的初步研究，从核电厂退役的全过程考虑，梳理出涉及的主要要素，制订了如图4所示的标准体系框架，为今后的深入研究奠定基础。

图4 核电厂退役标准体系框架图Fig.4 Standard system framework for decommissioning of nuclear power plants

核电厂退役标准体系的建立健全是一系列长期的、持续优化的活动，不仅需要国家层面进一步的统筹规划，还需要核电业界的积极参与。在开展研究工作时，我们要充分考虑与其他标准体系之间的兼容性以及自身的可拓展性，并根据实际工程需要增加对各主要构成要素的补充细化标准，分阶段、分层次不断完善核电厂退役标准体系。

3.2 加强核电厂退役计划管理

退役计划是核电厂退役全寿期管理的关键组成部分，是核电厂开展退役准备活动的核心所在，旨在提供一种安全、可行的行动规划，用于指导核电厂安全、有序、全面、有效地实施退役。根据国内现行法规标准以及IAEA相关文件的说明，核电厂退役计划的制订通常分为3个阶段：初步退役计划、运行期间的中期退役计划以及最终退役计划。核电厂应按照要求制订退役计划并进行妥善的管理［8］。目前，国内绝大部分核电厂已编制了初步退役计划，但是还需要加强对退役计划的定期评估和更新维护，在机组运行过程中注重退役相关数据的收集，开展源项调查测量与放射性存留量估算分析，进行现场踏勘，确保退役计划所述与电厂实际状况相匹配。另外，我国对核电厂退役计划的编制还没有统一的要求，所以，有必要开展这方面的研究，并基于上述标准体系框架制订行业标准，指导和规范核电厂退役计划的编制工作。

3.3 强化退役技术预先研究

退役涉及多领域、多学科，是涉及核安全监管、辐射防护、源项调查、去污、放射性物项的切割拆除、放射性废物的处理与整备、环境治理与恢复等诸多内容的复杂系统工程。其涉及专业广泛，如核物理、放射性化学、辐射防护、机械电气、环境工程等，需要提前开展大量的相关科研工作。退役技术的研发和应用需要遵循几个原则：（1）尽量采用成熟可靠技术，适当开发利用新技术；（2）充分利用原有设施，尽量减少临时设施的建设；（3）辐射防护与安全最优化；（4）放射性废物最小化；（5）保护工作人员、公众及环境安全；（6）缩短退役周期，减少退役成本。图5是典型商用堆运行与退役阶段的总体退役技术路线，其中涉及的各个要素都需要开展针对性的研究。在我国，核电厂退役属于首创性的工作，退役技术的优劣决定着退役的安全性、可靠性和经济性，而部分重要技术的掌握与否，直接决定了退役活动能否顺利进行［9］。运行核电厂需要与国内的优势力量共同开展退役所需技术的预先研究，做好基础研究和工程研发平台的建设与衔接，助推核电产业升级，提高我国核能产业的国际竞争力。

图5 典型商用堆运行与退役阶段的总体退役技术路线图Fig.5 General decommissioning technology roadmap of typical commercial reactor in operation and decommissioning phase

3.4 重视退役相关资料的收集与管理

退役工程所需资料数量庞大、种类繁多，从选址之时起，设计、建造、调试、运行等阶段的很多资料都与退役有所关联，需要具有针对性的收集与管理，这是保证退役安全和质量的重要手段和必须工作。核电厂各阶段形成的可支持退役工程的资料主要包括设计文件、竣工文件、调试文件、运行数据（如运行记录、工程改造情况、辐射水平、人员受照剂量、放射性水平情况、异常事件报告以及燃料和废物管理记录等）、退役准备和退役实施过程中产生的重要文件和记录等，每个阶段对应的收集重点也有所不同。核电厂可利用现有文档系统或新建立退役文档管理系统，用于对收集到的资料进行保存和维护，同时，值得注意的是，退役相关资料有很多可能需要保存十几年甚至几十年，所以，要根据需求选择合适的存储介质，用以保证资料的真实性、完整性、可靠性和可用性［10］。

3.5 贯彻落实便于退役的措施

核电厂从选址就要考虑便于退役，而在设计、建造、运行等各阶段更要重点考虑便于退役的措施，通过综合性的评估，在兼顾安全性和经济性的基础上，确保退役相关文件记录的妥善保存，现场布置时考虑退役实施的可达性和操作便利性等［11，12］。对于退役工程的顺利实施，核电厂在之前各阶段的一些便于退役的措施将起到十分关键的作用，这些措施能够充分考虑退役实施时可能的需求，在考虑问题时能够更具全面性和合理性，从而确保核电厂能够安全退役。核电厂运行期间，在进行工程改造的设计和施工时，我们除了要参照上述标准落实便于退役的措施，还要在运行管理层面考虑便于退役，如加强对退役相关运行记录的管理、优化电厂相关管理活动等。

3.6 其他

退役经费也是需要重点关注的问题，我国现有的计提方式和管理方式比较具有原则性，没有相应的细则去保障退役资金的筹措充足且合理，缺乏风险保障。同时，由于退役经费使用要求不明确，而现阶段开展退役准备工作需要大量资金支持，这些资源的投入存在较大困难。所以，核电厂退役工作既需要国家层面的政策落实与支持，也需要运行核电厂的积极应对，采取多种方式保障退役资金筹措到位、管理有效、使用有度。国内在核设施退役方面已积累了一些专业人才，推进了队伍建设，但在核电厂退役方面如何更具针对性地去培养人才和建设队伍，也需要有所考虑，比如，建立联合研发平台，通过科研项目和承接国外核电退役工程来达到能力培养的目的。

4 结论与建议

核电厂退役有别于其他核设施的退役，需要考虑的因素更多，需要做的准备工作也更多，需要在探索中不断前行，通过一系列努力去做好准备工作。尽管业界已有所认识，各单位也陆续开展了一些项目，但运行核电厂仍需要采取积极的态度去拓展退役领域的工作，要将退役准备管理纳入电厂的日常管理活动当中，尤其对于一些研发项目，我们可以考虑在当前的工作基础上与研究设计院所、大学、社会组织、其他关联企业等进行联合研发，集中优势资源，更加快速有效地提升我国在核电厂退役方面的整体能力，为我国的核电厂退役工程储备力量，为参与国际市场竞争打下坚实的基础。