美国核电厂执照更新的老化管理技术体系

摘要 本文从美国NRC以执照更新为核心的思路出发，论述了美国核电厂执照更新的背景、现状，根据美国核电厂执照更新技术体系的基本要求，归纳了执照更新相关的核安全监管法规体系，并从技术准备、执照更新申请报告编制等阶段对执照更新的流程进行了阐述。

关键词 核电厂 执照更新 老化管理

国际核电行业实践经验表明，实施核电厂延寿从技术上完全可行，而且能提高核电机组全寿期经济效益。目前，美国是世界上核电机组最多的国家，同时也是核电机组延寿经验最丰富的国家，已有73台机组成功完成延寿，实现了长寿期运行。美国核电机组延寿依据的是执政更新法规。执照更新的技术体系法规规范健全，从法律法规到工业实施导则，层次清晰，可操作性强，其实际操作经验和管理方法对其它核电厂的老化管理有非常现实的指导和借鉴作用。

一、执照更新的背景

在1954年的原子能法会议上，美国商业核电厂的许可证运行期限最初定为40年。将设计寿命定为40年，是基于经济性和反垄断的考虑，而非基于核设施技术上的限制。

在1982年的研讨会上，美国NRC提出了一个关于核电厂老化研究的综合项目NPAR。該项目表明：核电厂许多老化现象都能方便的进行管理，在技术上不会对其延寿的可行性构成问题。随后NRC在1991年颁布了核电厂延寿安全方面的法规要求，即执照更新法规10 CFR 54，对核电厂执照更新的程序、准则和标准做出了明确要求，该法规初始版本的范围包括了与电厂系统安全相关的能动和非能动部件。此后，NRC开始把这些示范性法规应用到一些试验性工程，并根据获得的经验制定了针对该法规的具体操作导则。该规范定义了执照更新中的老化相关失效准则来全面评价延寿。

执照更新的期限是20年，但其执照更新的次数不受限制，但核电厂在提交执照更新申请之前，至少要有20年的运行经验。

美国颁发的第一个核电厂运行许可证在2009年到期，到2010年，有大约10%的核电厂运行许可证到期，到2015年，有高达40%的核电厂的许可证到期。在没有新建核电厂来填补即将退役核电厂造成的电力供应短缺的情况下，美国核电供应量会持续大幅度的下降。因此，对美国在役核电厂进行执照更新，增加其运行年限，是唯一可行的方法。

二、执照更新的现状

截至目前，美国总共有104座商业核电厂，其中有69座PWR型，有35NBWR型，美国的104座商业核电厂分布在美国的31个州，被30个不同的电力公司经营。

美国核电厂执照更新过程中的费用，包括准备执照更新申请报告所需的开销和NRC审查费用。根据已完成执照更新申请的经验，总体花费在1000万-1500万美元之间，其中NRC审查费用在400万-600万美元之间，远远小于新建核电厂所需的费用。

三、执照更新的体系

（一）执照更新的基本原则

从核电厂延寿的安全考虑，美国NRC和核工业界将核电厂中的部件分为能动部件和非能动部件，然后分别根据核电厂维修法规10 CFR 50.65和执照更新法规10 CFR 54对其实施老化管理。

能动部件是指在运行中处于动态而发挥相关功能的部件，如泵的转动机构、汽轮机转子等。非能动部件是指在运行中处于静态而发挥相关功能性的部件，如阀门、泵壳和管道等。非能动部件的性能随时间的老化情况只能通过一些周期性的检查来评估。美国NRC为了充分保证核电厂在延寿期间内的运行安全，制定了两个严格的法规：即核电厂维修法规和执照更新法规。

核电厂执照更新法规的重点是管理核电厂中长寿期、非能动部件的老化问题。长寿期、非能动部件一般在核电厂整个运行周期内都很少更换，而只能对其进行有效的老化状态检测，并采用一些相应的老化缓解措施。

（二）执照更新核安全监管的法规体系

与美国核电厂执照更新关系密切的法规体系有两类：核电厂执照更新相关的美国联邦法规、核电厂执照更新申请的导则和经验文档。核电厂执照更新申请的导则和经验文档由美国NRC颁布，为核电厂撰写执照更新申请报告提供指导，为美国NRC人员执行核电厂执照更新法规提供可行的操作方法，同时也为NRC人员提供评估核电厂执照更新申请的技术等。

以此为依据，NRC制定了申请的导则（RG 1.188），对核电厂运行执照更新申请的标准格式和内容作了规定。同时，美国核能研究所也出版了工业导则NEI 95-10.对业主如何按10 CFR 54的要求进行执照更新申请给出诠释性的指导。另一方面，为了指导NRC人员审查业主提出的执照更新申请，NRC还发布了标准审查大纲1800和1801，其中1800是综合性导则，NUREG 1801即通用老化经验报告或GALL报告，要求NRC人员在审查过程中按表单形式GALL报告的要求，对核电厂已有的管理大纲和程序在电厂执照更新后是否要补充、修改作出评价，确定其中哪些不需要修改便可在延寿期内直接使用，哪些必须经过加强后才能使用。该标准审查大纲对核电厂建立适当的老化管理大纲或体系具有重要的参考价值，值得我国运行核电厂借鉴、参考。

（三）执照更新的流程

在美国，核电厂取得更新的运行执照需要经过三个阶段：

第一个阶段是技术准备阶段，这个阶段是必须进行的，是核电厂执照更新申请中重要的基础性阶段，主要由核电厂运营商依据执照更新的法规、导则要求.进行一系列的识别、评估、审查和纠正活动，用来得到在执照更新申请书中要包括的资料。这些资料信息包括4个方面：

（1）整体电厂评估（IPA）；

（2）当前执照基准（CLB）的变化；

（3）对时限老化分析（TLAAs）的评估；

（4）最终安全分析报告（FSAR）的补充。

以技术资料的形成、积累为主要标志的技术准备阶段是关键。其中以整体电厂评估和对时限老化分析的评估为技术准备中最主要的两个方面。

第二个阶段是由业主编写并提交执照更新申请报告。

第三个阶段是NRC审查执照更新申请书，并参照GALL报告，在整个执照更新申请过程中确定核电厂需要修改的管理大纲、程序以及技术文件。

核电厂的运营者最早可以在距初始许可证到期还有20年的时候向美国NRC提交核电厂执照更新申请。虽然法规上没有限定最晚可以进行执照更新申请的日期，但实际中，如果核电厂运营者在初始许可证到期的5年前就向美国NRC提交了充分的执照更新申请材料，即使在审查过程中核电厂的初始许可证已经到期，该核电厂在获得新的许可证之前仍可以正常运营；如果核电厂提交执照更新申请的时间距初始许可证到期期限少于5年，在审查过程中一旦初始许可证到期，该核电厂就必须停止运营直到获得新的许可证。

执照更新申请的审查过程可以归为四个步骤：

（1）安全评定一依据10 CFR 54，包括安全评估、检查确认、反应堆安全咨询委员会审查以及安全保卫审查等；

（2）环境评定—依据10 CFR 51和国家环境政策法案；

（3）听证程序；

（4）做出决议。

为确保延寿期内核电厂中SSCs的固有功能，执照更新审查中要确定需要附加什么措施。NRC认为核电厂中的能动部件以及那些可周期性更换的部件可以排除在执照更新老化管理审查的范围之外。

四、结语

通过介绍美国核电厂执照更新的主要内容，结论如下：

（1）NRC经过十多年的努力，对于核电厂执照更新的核安全监管建立了完整的法规体系，可操作性强。

（2）美国核电工业界关于核电厂老化管理研究的努力和成果是值得借鉴的，目前国内发布了《核电厂运行许可证》有效期限延续的技术政策（试行），且已有电站开始按照该要求并借鉴美国做法开展了老化管理审查。对于其它处于运行初期的机组，如果参考美国做法开展老化管理对象筛选，建立老化管理文件体系（具体的技术内容仍应遵守电站原有的技术规范），这能够为以后的机组延寿开展奠定良好基础。

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