基于SSG-48分析IAEA关于老化范围筛选的新要求

龚怒 张锋 赵博康 魏松林 张益舟

中核武汉核电运行技术股份有限公司 湖北武汉 430223

系统、构筑物和部件（SSCs）老化的有效管理是核电机组安全、可靠运行的一个重要因素。随着越来越多的营运单位对核电机组在超过其初始预期寿命后继续运行的关注，核电机组的延寿安全运行也越来越引起重视[1]。为进一步提高核技术的安全性、改善经济性，IAEA在调研世界各国核电机组在老化管理和延寿方面取得的良好实践基础上，于2018年发布了《Ageing Management and Development of a Programme for Long Term Operation of Nuclear Power Plants》（SSG-48），修订并取代了2009年发布的安全标准《Ageing Management for Nuclear Power Plants》（NS-G-2．12），同时还取代了IAEA分别于1999年和2007年发布的安全报告《Implementation and Review of a Nuclear Power Plant Ageing Management Programme》、《Safe Long Term Operation of Nuclear Power Plants》。

SSG-48为核电机组实施有效的老化管理和支持延寿运行的安全论证提出指导和建议，包括构建老化管理组织机构，实施老化筛选、机理分析、老化管理审查，以及开发老化管理大纲、支持延寿运行的大纲等方面[2]。与被取代的老化管理导则和安全报告相比，SSG-48提出的新要求对老化范围筛选的影响较大。本文重点分析了SSG-48提出的老化范围筛选新要求，探讨了我国当前的老化范围筛选技术和以及后续需要提高的方向。

1 SSG-48的新要求

SSG-48针对老化范围筛选提出的新要求主要体现在筛选原则方面。在NS-G-2．12的老化范围筛选中，要求采用系统化的方法集中资源重点关注那些对核电机组安全运行有不利影响且对老化劣化敏感的SSCs，同时还应关注那些虽然本身不具有安全功能、但其失效会妨碍其它SSCs执行安全功能的SSCs。在SSG-48中，将概念性的老化范围筛选进行具体化规定，明确范围筛选原则，满足以下原则的SSCs应纳入老化管理范围：

（1）执行基本安全功能的安全重要SSCs，这些基本安全功能包括控制反应性，排出堆芯余热、导出乏燃料贮存设施所贮存燃料的热量，以及包容放射性物质、屏蔽辐射、控制放射性的计划排放、限制事故的放射性释放；

（2）失效妨碍安全重要SSCs执行预定功能的非核安全级SSCs，这些非核安全级SSCs需要考虑的潜在失效情况包括旋转机械导致的撞击、起重设备坠落、水淹、高能管线破裂、流体从压力边界的泄漏；

（3）安全分析中进行论证、应对特定事件的SSCs，以满足国家核安全监管的要求，这些事件应包括预防或缓解内部事件的SSCs（例如内部火灾和内部水淹）、预防或缓解外部灾害SSCs（例如极端气候、地震、海啸、外部洪水、龙卷风）、预防或缓解监管事件的SSCs（例如压力容器热冲击、未能紧急停堆的预期瞬态、全厂断电）、预防或缓解设计扩展工况或严重事故后果的SSCs。

在SSG-48的老化范围筛选原则中，第（1）项原则为核安全级筛选原则，一般来说，核电机组中执行基本安全功能的SSCs为核安全级，这些核安全级SSCs能使核电机组在发生设计基准事故后回到安全状态，防止反应堆堆芯损伤和放射性释放，应纳入老化管理范围；第（2）项原则为非核安全级筛选原则，主要是从核电机组的内部危害性方面，考虑非核安全级SSCs的失效对安全重要SSCs执行预定功能造成的影响，并对这些非核安全级SSCs进行安全评估，将评估中涉及到的SSCs纳入老化管理范围。SSG-48的第（1）项和第（2）项老化范围筛选原则与NS-G-2．12的老化范围筛选要求基本一致，但SSG-48的第（2）项老化范围筛选原则更加具体和充实，明确了非核安全级SSCs可能发生的失效情况以及其造成的影响，在实施老化范围筛选上更容易操作。

SSG-48的第（1）项和第（2）项老化范围筛选原则都是基于核电机组的设计基准进行的安全考虑。SSG-48的第（3）项老化范围筛选原则是新增要求，其基于核安全监管规定，融入了核技术发展取得的新成果、良好实践，将满足核电机组特定监管事件要求的SSCs、应对超设计基准事故的SSCs或包含多重故障的事故承受能力的SSCs筛选进来，使范围筛选结果更加科学和完整，这也从侧面体现了全球核电机组在核技术上的新发展和改进，老化管理工作的持续推进和优化以及核安全水平的不断提升。

SSG-48的第（3）项老化范围筛选原则需要综合考虑核电机组现行执照基准、业内和工业界的实际运行经验、已有的工程评估结果。根据当前核电机组已开展或者正在开展的新技术改进，国内机组的以下三种典型SSCs与SSG-48的第（3）项老化范围筛选原则相关，简要分析如下：

2.1 火灾危害性分析

核电机组通过对防火区进行火灾危害性分析，设置相关消防设施，包括火灾探测系统，即在火灾发生后能够及早发现、定位并发出警报；灭火系统，即对不同程度的火灾，提供灭火手段；防火封隔屏障以及烟雾控制系统，即采取预防措施尽量减少火灾的发生，限制火灾的蔓延[3]。这些消防设施保护核安全级SSCs免受火灾的影响，进一步提高核电机组的安全水平，应纳入老化管理范围。

2.2 福岛事故后改进要求

为了吸取福岛核事故的经验反馈，进一步提高核电机组的安全性，核电机组实施多项福岛事故后改进项[4]。这些具体的改进项包括核电机组安全相关厂房和设备的外部防洪设施的改进、一回路应急补水的改进、二回路应急补水的改进、厂区水源增设临时取水接口的改进、增设移动电源的改进、乏燃料水池增设应急补水的改进、严重事故下氢气浓度监测的改进、应急控制中心可居留的改进等方面，则这些相关的SSCs应纳入老化管理范围。

2.3 对抗严重事故的改进要求

严重事故属于造成堆芯明显恶化的超设计基准事故或设计扩展工况[5]。核电机组应通过工程判断、确定论和概率评价相结合的方法确定可能导致严重事故的序列，并专门增设附加的用于严重事故的安全设施，或者扩展安全系统的能力，来预防严重事故的发生或减轻严重事故的后果。具体合理可行的改进技术通常包括增设非能动氢复合器、增设厂区附加柴油发电机、增设一台汽动辅助给水泵、采用稳压器卸压功能的延伸等，则这些相关的SSCs应纳入老化管理范围。

2 讨论和建议

在SSG-48根据核电厂的安全设计基准和重要的技术改进，从核安全、影响核安全、核安全监管事件三个方面实现对老化管理范围的全覆盖，且每一项范围筛选原则都明确了需要开展分析或论证的事件，将筛选原则进行具体化规定。尤其是SSG-48的第（3）项新增范围筛选原则，将特定监管事件相关的SSCs、针对核电机组的薄弱环节而特别增设的非安全级SSCs或延伸安全功能的SSCs、经验反馈相关的SSCs筛选进来进行老化管理，以提高核电厂的整体安全水平。另外，SSG-48还将老化范围筛选原则与后续延寿安全分析中的范围筛选论证进行统一，同时兼顾与定期安全审查中的老化范围筛选审查进行接口，为核电机组后期的定期安全审查和延寿安全运行提供老化范围依据。

近年来，我国一直致力于全寿期老化管理，在保障安全的基础上积极探索延寿技术。其中，老化范围筛选是所有老化管理工作的输入和基础。我国核安全局于2012年发布《核动力厂老化管理》（HAD 103/12），其对SSCs的筛选要求进行规定，基本与IAEA的NS-G-2．12的范围筛选说明类似，并未包括SSG-48中规定的第（3）项新增范围筛选原则；在2015年发布《＜核电厂运行许可证＞有效期限延续的技术政策（试行）》（简称“技术政策”）[6]，其规定了核电厂运行许可证有效期限延续的安全评估范围，具体包括五项筛选原则，这与SSG-48中规定的三项范围筛选原则的安全性主旨基本一致，但是在具体的实施上还需要基于我国核电机组的运维特点作相应的优化处理。

由于我国各核电机组实施老化范围筛选的时间跨度较长，存在部分核电机组按照HAD 103/12的规定筛选出所有核安全级SSCs和极少数影响安全功能的非核安全级SSCs、部分核电机组按照技术政策筛选出满足五项安全评估范围筛选原则的SSCs的情况，这导致各核电机组在老化管理工作实施的广度和深度方面均存在一定的差异性。我国应吸取SSG-48将日常老化管理、定期安全审查、延寿安全运行中的老化范围筛选建立统一性的思路，无论是从满足核安全监管部门的要求还是从完善老化管理和延寿技术体系的角度出发，我国都应该尽早研究日常老化管理范围与定期安全审查中的老化要素审查范围、延寿技术中安全论证范围的对接，建立规范化和标准化的老化范围筛选技术。

3 结语

SSG-48提出的老化范围新要求对概念性的规定给出了具体化和流程化规定，明确老化范围筛选原则、定期安全审查中的老化要素审查范围、延寿安全分析中的范围筛选论证方法，特别是新增以改善核电机组薄弱环节、提高核电机组整体安全水平为目标的SSCs纳入老化管理范围，这对各成员国更科学的开展核电机组的老化范围筛选有重要的意义。我国核电厂应更深入学习国际上的先进理念和良好实践，积极与最新的老化范围筛选理念进行对标，不断完善、发展老化管理和延寿的范围筛选技术，进而为核电机组持续安全、稳定、经济的运行提供良好的基础。