核電站能像大型水電站那樣“長(zhǎng)命百歲”嗎？越來(lái)越多的實(shí)踐證明，作為核電站原始設(shè)計(jì)壽命的“年齡”只是一個(gè)預(yù)先保守設(shè)定的數(shù)字而已。通過(guò)有效的壽命管理，在確保安全的前提下延長(zhǎng)現(xiàn)役核電站的實(shí)際運(yùn)行壽命，可以使之在更長(zhǎng)時(shí)間里繼續(xù)提供清潔穩(wěn)定的電力。
全球已有超過(guò)100個(gè)核反應(yīng)堆獲得延續(xù)運(yùn)行許可證，這項(xiàng)近二三十年來(lái)在核能行業(yè)受關(guān)注度不斷提高的工作在世界低碳轉(zhuǎn)型浪潮下顯得愈加緊迫——?dú)夂蛱魬?zhàn)的嚴(yán)峻性和電力系統(tǒng)脫碳所需的時(shí)間和投資成本都決定了，核能在能源結(jié)構(gòu)中不能缺席，延長(zhǎng)在運(yùn)核反應(yīng)堆的服役時(shí)間，是兼顧安全和經(jīng)濟(jì)性的現(xiàn)實(shí)選擇。
今年9月，生態(tài)環(huán)境部官網(wǎng)發(fā)布通知，根據(jù)《中華人民共和國(guó)核安全法》及《中華人民共和國(guó)民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理?xiàng)l例》有關(guān)要求，經(jīng)國(guó)家核安全局批準(zhǔn)，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組運(yùn)行許可證獲準(zhǔn)延續(xù)，有效期延續(xù)至2041年7月30日。秦山核電1號(hào)機(jī)組是我國(guó)第一座自行設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行管理的30萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組，1991年12月15日首次成功并網(wǎng)，結(jié)束了中國(guó)大陸無(wú)核電的歷史，初始設(shè)計(jì)壽命30年。
11月5日，國(guó)家能源局浙江能源監(jiān)管辦通過(guò)告知承諾制完成對(duì)秦山核電廠1號(hào)機(jī)組延續(xù)運(yùn)行電力業(yè)務(wù)許可證的審核和辦理。這是該機(jī)組繼9月3日獲得國(guó)家核安全局延續(xù)運(yùn)行許可后，再次獲得國(guó)家能源局電力業(yè)務(wù)延續(xù)運(yùn)行許可，有效期延長(zhǎng)至2041年12月15日，機(jī)組容量變更為350MW。至此，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組延續(xù)運(yùn)行相關(guān)許可取證工作全部完成。
這意味著國(guó)內(nèi)核電站運(yùn)行許可證延續(xù)實(shí)現(xiàn)了“零的突破”：30年前，秦山核電為自力更生設(shè)計(jì)建造核電站提供示范、積累經(jīng)驗(yàn)，安全發(fā)電30年后，秦山核電又為我國(guó)構(gòu)建整套運(yùn)行許可證延續(xù)技術(shù)體系和評(píng)估方法填補(bǔ)了空白。
“盡管我國(guó)核電起步較晚，目前核電廠的平均役齡還不到7.5歲，但在建在運(yùn)核電機(jī)組已達(dá)到60多臺(tái)。通過(guò)秦山核電的實(shí)踐為整個(gè)核電行業(yè)積累運(yùn)行許可證延續(xù)經(jīng)驗(yàn)，具有重要意義。”中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)常務(wù)副主任、國(guó)家核安全局原局長(zhǎng)趙成昆近日接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）采訪時(shí)表示，秦山核電在國(guó)內(nèi)首開核電站延長(zhǎng)服役的先河，對(duì)于后續(xù)機(jī)組具有示范價(jià)值，“核電站許可證延續(xù)不僅有助于清潔能源轉(zhuǎn)型，而且還是多個(gè)市場(chǎng)上最具成本效益的低碳電力來(lái)源。”
需要強(qiáng)調(diào)的是，延續(xù)運(yùn)行的申請(qǐng)并不是核電站在運(yùn)行許可證到期前的突擊工作和簡(jiǎn)單“走過(guò)場(chǎng)”。要實(shí)現(xiàn)延續(xù)運(yùn)行，必須對(duì)核電機(jī)組進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩ㄆ诎踩珜彶楹投炕睦匣芾恚瑢?duì)核電廠開展全面的分析論證、持續(xù)改進(jìn)提升安全性能，并經(jīng)過(guò)大量復(fù)雜的分析評(píng)價(jià)及相應(yīng)的安全審評(píng)，這背后以足夠完備的技術(shù)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)備作為支撐，是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。
據(jù)澎湃新聞了解，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組之所以能獲準(zhǔn)延續(xù)運(yùn)行，關(guān)鍵原因是該電站雖起步最早，但絕非“老態(tài)龍鐘”，多年來(lái)不斷更新改造，各項(xiàng)性能指標(biāo)保持在世界前列，本次又通過(guò)了全面且嚴(yán)格的“體檢”審查。另一方面，也離不開監(jiān)管部門、核電營(yíng)運(yùn)方和研究設(shè)計(jì)院在國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例可循的情況下持續(xù)開展緊密合作、協(xié)同推進(jìn)。
安全是核電發(fā)展的生命線。近20年來(lái)的國(guó)際實(shí)踐證明，核電廠超出原設(shè)計(jì)或許可證規(guī)定的時(shí)間繼續(xù)運(yùn)行須經(jīng)歷核監(jiān)管部門系統(tǒng)性的深入、嚴(yán)苛論證，核電運(yùn)行安全不會(huì)因此打折扣。
我國(guó)大陸第一座核電站—秦山核電站30萬(wàn)級(jí)千瓦機(jī)組。秦山核電 呂銘 攝
核電站延長(zhǎng)服役的基礎(chǔ)：長(zhǎng)期跟蹤體檢、體魄強(qiáng)健
是延續(xù)運(yùn)行還是直接退役？這是秦山核電廠1號(hào)機(jī)組一度面臨的選擇題。實(shí)際上，這也是整個(gè)中國(guó)核電行業(yè)必須直面的選擇題。
秦山核電廠1號(hào)機(jī)組設(shè)計(jì)、建造于上世紀(jì)七八十年代，設(shè)計(jì)建造能力、工藝標(biāo)準(zhǔn)、冶金材料和制造水平體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的特點(diǎn)。并網(wǎng)投運(yùn)后30年來(lái)，秦山一期的“新陳代謝”一直在進(jìn)行——秦山核電廠1號(hào)機(jī)組每年投入技改資金數(shù)千萬(wàn)元，平均每年完成技改項(xiàng)目130多項(xiàng)，使建造之初的原型堆徹底轉(zhuǎn)變成了一個(gè)安全穩(wěn)定運(yùn)行的商用堆。
根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的安全導(dǎo)則及國(guó)家核安全局1999年發(fā)布的《運(yùn)行核電廠的定期安全審查》（HAF0312）及后續(xù)升版的安全導(dǎo)則，要求運(yùn)行核電廠一般應(yīng)以10年為周期進(jìn)行定期安全審查（PSR）。PSR是一種國(guó)際通行做法，壓水堆一般以10年為間隔，在此期間核電的安全標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)及分析方法或許會(huì)發(fā)生顯著提高或改進(jìn)，另外長(zhǎng)期間的運(yùn)行也會(huì)對(duì)核電廠關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備和構(gòu)筑物的性能帶來(lái)影響。
PSR的目的，就是為了在最新的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件下找出核電廠存在的弱項(xiàng)并予以持續(xù)改進(jìn)，在服役期內(nèi)保持和提高電站的整體安全性。2000年起，作為國(guó)內(nèi)核電行業(yè)的首次實(shí)踐，當(dāng)時(shí)的秦山核電開展了為期四年的第一次定期安全審查，后續(xù)又完成了第二次以及最近開展的第三次定期安全審查。
老化管理是PSR的一項(xiàng)重要內(nèi)容。正是在這個(gè)過(guò)程中，中國(guó)核科技工作者們第一次深刻意識(shí)到科學(xué)構(gòu)建核電廠老化管理體系的重要性。
放眼國(guó)際，核電技術(shù)強(qiáng)國(guó)對(duì)核電廠老化及壽命管理的認(rèn)知，同樣經(jīng)歷了一個(gè)循序漸進(jìn)的變化過(guò)程。
美國(guó)是最早啟動(dòng)核電廠運(yùn)行許可證（美國(guó)稱之為運(yùn)行執(zhí)照）更新和老化管理的國(guó)家，美國(guó)核管會(huì)（NRC）在1982年提出核電廠延期服役的概念和需求，并推進(jìn)核電廠老化研究計(jì)劃（NPAR）。美國(guó)核管會(huì)別于1987年和1991年發(fā)布NPAR項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃并持續(xù)推進(jìn)核電廠構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件（SSCs）老化及其管理研究工作。同期，美國(guó)核電廠業(yè)主實(shí)施了核電廠許可證延續(xù)（NUPLEX）項(xiàng)目。1998年，Calvert Cliffs核電廠提出執(zhí)照更新申請(qǐng)，2000年3月獲得核管會(huì)核準(zhǔn)，正式開啟了美國(guó)核電廠執(zhí)照更新的大門。截至2020年底，美國(guó)核管會(huì)已批準(zhǔn)了90臺(tái)機(jī)組的延續(xù)運(yùn)行。
其中，佛羅里達(dá)電力與照明公司旗下的土耳其角（Turkey Point）3、4號(hào)機(jī)組更是首批獲得美國(guó)核管會(huì)批準(zhǔn)、將運(yùn)行服役期延長(zhǎng)至80年的核電機(jī)組。而且“80年”陣營(yíng)正在擴(kuò)大，美國(guó)能源部網(wǎng)站今年5月發(fā)布的一篇文章稱，截至當(dāng)時(shí)，已有20臺(tái)核電機(jī)組（約占該國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組總數(shù)的五分之一）計(jì)劃或準(zhǔn)備申請(qǐng)延續(xù)運(yùn)行至80年，預(yù)計(jì)將有越來(lái)越多的核電廠申請(qǐng)延續(xù)運(yùn)行。
法國(guó)從1985年開始著手開展材料的老化評(píng)價(jià)、延續(xù)運(yùn)行所必要的安全措施、延續(xù)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)研究等。2012年底，法國(guó)批準(zhǔn)所有P4系列機(jī)組許可證延續(xù)。最近，法國(guó)核安全局（ASN）宣布建于上世紀(jì)80年代的32座核電站將獲準(zhǔn)繼續(xù)運(yùn)行10年，從40年的初始設(shè)計(jì)運(yùn)行壽命延長(zhǎng)到50年。
據(jù)澎湃新聞了解，根據(jù)法規(guī)要求，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組在2003年完成第一次定期安全審查，對(duì)安全重要的設(shè)備進(jìn)行了老化機(jī)理分析及老化管理審查。2004年，電廠成立了專門的老化管理機(jī)構(gòu)，組織開展核電廠的系統(tǒng)性老化管理工作。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)、美國(guó)核管會(huì)等機(jī)構(gòu)針對(duì)核電廠的老化管理方法，建立了全廠老化管理大綱，對(duì)應(yīng)該作為老化管理對(duì)象的系統(tǒng)、構(gòu)筑物和部件進(jìn)行了篩選，并對(duì)反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器波動(dòng)管、IE級(jí)電纜、安全殼及堆腔混凝土等關(guān)鍵設(shè)備和構(gòu)筑物開展了老化管理及壽命評(píng)估活動(dòng)。
一系列關(guān)鍵設(shè)備實(shí)際狀態(tài)的老化評(píng)估結(jié)果顯示，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組“體魄強(qiáng)健”，完全具備許可證延續(xù)的基礎(chǔ)，從技術(shù)上確保了該機(jī)組運(yùn)行許可證延續(xù)的可能性。2011年福島核事故后，根據(jù)國(guó)家核安全局的要求，秦山核電廠又對(duì)1號(hào)機(jī)組開展了8項(xiàng)強(qiáng)化改進(jìn)項(xiàng)目，進(jìn)一步提升了電廠安全水平，也為機(jī)組延續(xù)運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
根據(jù)澎湃新聞了解到的信息，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組在延續(xù)運(yùn)行期間，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益十多億元。同時(shí)，核電機(jī)組延續(xù)運(yùn)行期間依然進(jìn)行的檢測(cè)、維修、評(píng)估和改進(jìn)等一系列生產(chǎn)相關(guān)活動(dòng)都會(huì)持續(xù)對(duì)核電關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)、地方經(jīng)濟(jì)、就業(yè)等產(chǎn)生有利影響。
隨著國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的提出，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)正經(jīng)歷加速轉(zhuǎn)型，由于風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源的間歇性特性，其在彌補(bǔ)電力供應(yīng)缺口方面以及保障電網(wǎng)穩(wěn)定性方面需要充分發(fā)揮核電的作用。所以，通過(guò)運(yùn)行許可證延續(xù)令核電廠能夠持續(xù)供電，是符合保障國(guó)家能源供應(yīng)安全和能源結(jié)構(gòu)多樣化要求的合理選項(xiàng)。
在秦山核電廠所在的浙江，上述能源供應(yīng)安全維度的意義愈加突顯。浙江是我國(guó)經(jīng)濟(jì)大省，也是能源資源稟賦小省，2020年一次能源資源自給率只有7%。核電是該省實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的主力和有力手段。
至此，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組“是否要進(jìn)行延續(xù)運(yùn)行”的問(wèn)題，已經(jīng)有了答案。2014年，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組運(yùn)行許可證有效期限延續(xù)（OLE）項(xiàng)目正式啟動(dòng)。下一步，要解決的是“如何開展延續(xù)運(yùn)行”的問(wèn)題，這是一項(xiàng)系統(tǒng)性更強(qiáng)、有更多空白留待填補(bǔ)的任務(wù)。
延續(xù)運(yùn)行決策的關(guān)鍵：安全是首要考量
一臺(tái)核電機(jī)組能在初始設(shè)計(jì)壽命基礎(chǔ)上延長(zhǎng)服役多久，由誰(shuí)來(lái)決定、怎么決定？
趙成昆對(duì)澎湃新聞表示，目前世界上400余臺(tái)核電機(jī)組中大部分是在上世紀(jì)70年代后陸續(xù)建成，除少數(shù)三代核電廠設(shè)計(jì)壽命為60年以外，絕大部分為二代或二代改進(jìn)型，設(shè)計(jì)壽命一般為40年，也有少數(shù)機(jī)組，比如我國(guó)秦山核電廠1號(hào)機(jī)組作為原型堆出于保守考慮定為30年。目前國(guó)際上大多數(shù)核電廠許可證延續(xù)一次批準(zhǔn)延長(zhǎng)20年，依據(jù)技術(shù)路線的差異，也有國(guó)家先批準(zhǔn)延10年，然后根據(jù)機(jī)組狀況再批準(zhǔn)10年。近年，美國(guó)一些機(jī)組在獲批延長(zhǎng)運(yùn)行至60年的基礎(chǔ)上再批準(zhǔn)延長(zhǎng)至80年。
“一座核電站是否決定運(yùn)行許可證延續(xù)，主要取決于安全性、技術(shù)現(xiàn)實(shí)、經(jīng)濟(jì)性等因素。其中，安全是首要考量，這也與我國(guó)核安全體系歷來(lái)的政策主張和實(shí)踐相一致。”他說(shuō)道。
除了作為必要條件的安全性外，由于臨近設(shè)計(jì)壽命的核電站建造時(shí)間相對(duì)較早，建造技術(shù)和安全要求受限于歷史條件、當(dāng)時(shí)的認(rèn)知水平和法律基礎(chǔ)，因此必須參照新的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋開展系統(tǒng)性的研究、分析和論證。“技術(shù)現(xiàn)實(shí)能不能滿足現(xiàn)在的條件，特別是福島核事故后新的安全標(biāo)準(zhǔn)，是一項(xiàng)主要決定因素。”趙成昆稱，此外，要滿足嚴(yán)格的安全評(píng)價(jià)，核電站系統(tǒng)和設(shè)備的改造提升需要相當(dāng)?shù)馁Y金投入，電站業(yè)主必須考慮經(jīng)濟(jì)可行性。
經(jīng)濟(jì)性的權(quán)衡同時(shí)取決于當(dāng)?shù)氐碾娏κ袌?chǎng)環(huán)境。近年來(lái)美國(guó)部分核電廠在拿到監(jiān)管部門的許可證更新批準(zhǔn)后最終放棄，主要原因是核電的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在缺乏聯(lián)邦及地方政府政策支持的情況下受到了美國(guó)國(guó)內(nèi)廉價(jià)頁(yè)巖氣的強(qiáng)烈沖擊。
從國(guó)際實(shí)踐來(lái)看，申請(qǐng)延長(zhǎng)運(yùn)行許可證（或執(zhí)照）期限是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。核電廠需要提供詳細(xì)的可行性研究報(bào)告，包括核電站運(yùn)行的歷史資料、重要設(shè)備部件的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)記錄及技術(shù)評(píng)估文件、延長(zhǎng)運(yùn)行所采取的技術(shù)措施和管理措施，以及必須更換和維修的設(shè)備、部件，延長(zhǎng)運(yùn)行的安全分析報(bào)告及延長(zhǎng)運(yùn)行期間環(huán)境影響報(bào)告等一系列文件和資料。
這構(gòu)成了一系列延續(xù)運(yùn)行申請(qǐng)必備的清單項(xiàng)。
趙成昆介紹稱，根據(jù)美國(guó)和法國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，為了核電廠延續(xù)運(yùn)行，需要開展六方面的技術(shù)研究：包括核電廠老化與壽命管理政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系研究；核電廠老化管理和壽命評(píng)價(jià)技術(shù)研究；核電廠重大設(shè)備更換技術(shù)研究；核電廠狀態(tài)監(jiān)測(cè)與在役檢查技術(shù)研究；核電廠壽期經(jīng)濟(jì)性分析技術(shù)研究；核電廠定期及許可證延續(xù)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)研究等。“只有掌握上述技術(shù)，才能開展相關(guān)的策劃和準(zhǔn)備工作。”
在2010年前后，盡管秦山核電廠1號(hào)機(jī)組的運(yùn)行業(yè)績(jī)良好，但由于缺乏相關(guān)法規(guī)和壽期管理經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)對(duì)于核電站到達(dá)設(shè)計(jì)壽期時(shí)到底應(yīng)采取哪種策略以獲得繼續(xù)運(yùn)行許可并不明晰。國(guó)際核能行業(yè)日漸成熟的延續(xù)運(yùn)行相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及程序和實(shí)踐，對(duì)中國(guó)構(gòu)建這一整套體系具有重要的參考價(jià)值。
多位業(yè)內(nèi)人士向澎湃新聞介紹，國(guó)際上主要存在兩種主流的核電機(jī)組延長(zhǎng)服役模式：一種是以美國(guó)為代表的運(yùn)行執(zhí)照更新（LR）體系，在運(yùn)行執(zhí)照到期后必須進(jìn)行執(zhí)照更新，獲準(zhǔn)后才能繼續(xù)運(yùn)行。關(guān)于這點(diǎn)，美國(guó)曾做出過(guò)說(shuō)明，輕水堆核電廠的40年最初執(zhí)照期限反映的是美國(guó)電力企業(yè)大規(guī)模投資貸款通常的償還期限，并不是基于安全、技術(shù)或環(huán)境等問(wèn)題的考慮。根據(jù)美國(guó)1954年的原子能法，核電廠可更新其運(yùn)行執(zhí)照。按照美國(guó)相關(guān)法律法規(guī)要求，對(duì)核電站審查合格后的執(zhí)照更新一次性批準(zhǔn)20年。另一種則是運(yùn)行執(zhí)照并不設(shè)定期限，通過(guò)在常規(guī)定期安全審查（PSR）基礎(chǔ)上進(jìn)行加強(qiáng)型定期安全審查來(lái)實(shí)現(xiàn)審批延長(zhǎng)服役申請(qǐng)。典型如法國(guó)，將延續(xù)運(yùn)行審查與10年定期安全審查制度相結(jié)合，只要滿足監(jiān)管要求，可10年一個(gè)周期持續(xù)運(yùn)行下去。這也是IAEA推行的長(zhǎng)期運(yùn)行（LTO）模式的重要基礎(chǔ)，在歐洲國(guó)家較為常見。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)，上述兩種模式在評(píng)估的內(nèi)容和方法上并不存在本質(zhì)上的區(qū)別。但在具體實(shí)踐上，由于國(guó)情不同，各國(guó)在應(yīng)用時(shí)會(huì)根據(jù)本國(guó)的監(jiān)管體系和行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行一些適應(yīng)性的修改或規(guī)定。
考慮到美國(guó)執(zhí)照更新的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系完整、可操作性強(qiáng)，以及秦山核電廠1號(hào)機(jī)組的原設(shè)計(jì)基準(zhǔn)情況，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組運(yùn)行許可證延續(xù)項(xiàng)目參照美國(guó)核電廠執(zhí)照更新的通用做法，制定了工作流程和時(shí)間表。特別值得一提的是，在探索建立符合中國(guó)國(guó)情的核電運(yùn)行許可證延續(xù)技術(shù)體系和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系過(guò)程中，多方構(gòu)成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
上海核工程研究設(shè)計(jì)院（下稱上海核工院）是秦山核電廠1號(hào)機(jī)組的原始設(shè)計(jì)者，對(duì)電廠的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的設(shè)計(jì)理念和性能特點(diǎn)有全面深入的了解。同時(shí)，也是上海核工院在第一次PSR之后支持業(yè)主建立起電廠的老化管理體系并多年持續(xù)合作開展關(guān)鍵SSCs的老化分析和壽命評(píng)估工作，具備豐富的相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
在進(jìn)行運(yùn)行許可證延續(xù)申請(qǐng)時(shí)，核電廠需要開展大量的分析論證工作，特別是分析關(guān)鍵設(shè)備在延續(xù)運(yùn)行期間的安全狀態(tài)，必要時(shí)將進(jìn)行安全強(qiáng)化的技術(shù)改造，以保障核電廠延續(xù)運(yùn)行期間的安全性。作為秦山該項(xiàng)目的主要技術(shù)支持單位，從2011年起，上海核工院相繼承擔(dān)了項(xiàng)目初步可行性研究、可行性研究、項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)、一系列關(guān)鍵設(shè)備的時(shí)限老化分析、環(huán)境影響評(píng)價(jià)及經(jīng)濟(jì)性分析、最終安全分析報(bào)告更新，以及儀控綜合改造（主控室更新）、核2、3級(jí)管道支吊架改造、電纜橋架改造等十?dāng)?shù)項(xiàng)重大的安全強(qiáng)化改造工作。
可行性研究，回答的是許可證延續(xù)的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境可接受度等問(wèn)題。在完成這些項(xiàng)目準(zhǔn)備工作之后，確立一份通用于各個(gè)核電廠、不同堆型的運(yùn)行許可證延續(xù)“操作指南”，已變得尤為迫切。
澎湃新聞從上海核工院了解到，2014年上半年開始，由核安全監(jiān)管部門、核電業(yè)主及營(yíng)運(yùn)方、研究設(shè)計(jì)院、專業(yè)技術(shù)支持單位等多方構(gòu)成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)圍繞10個(gè)專題展開了大規(guī)模調(diào)研。到2015年底，國(guó)家核安全局出臺(tái)了《<核電廠運(yùn)行許可證>有效期限延續(xù)的技術(shù)政策（試行）》。在該技術(shù)政策中，國(guó)家核安全局明確了核電廠開展運(yùn)行許可證延續(xù)的技術(shù)路線，包括安全評(píng)估的論證基準(zhǔn)、需要提交的文件及內(nèi)容、所參照的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、安全改進(jìn)要求等。該技術(shù)政策綜合考慮了多方因素、切合國(guó)內(nèi)行業(yè)現(xiàn)狀，成為我國(guó)核電廠開展運(yùn)行許可證延續(xù)申請(qǐng)的指導(dǎo)性文件。
此外，秦山核電廠還邀請(qǐng)IAEA對(duì)整個(gè)運(yùn)行許可證延續(xù)項(xiàng)目進(jìn)行全過(guò)程的長(zhǎng)期運(yùn)行安全審評(píng)（SALTO），對(duì)標(biāo)國(guó)際通行的做法，查找發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題，并認(rèn)真組織整改落實(shí)，得到了國(guó)際同行的認(rèn)可。
應(yīng)該說(shuō)，正是由于秦山核電廠1號(hào)機(jī)組在最初設(shè)計(jì)時(shí)留有比較大的安全裕量，為達(dá)到設(shè)計(jì)壽期后繼續(xù)運(yùn)行提供了安全和技術(shù)前提。業(yè)主方和技術(shù)支持服務(wù)方對(duì)電廠關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期跟蹤，是開展延續(xù)運(yùn)行準(zhǔn)備工作的基石。與國(guó)際同行相比，秦山運(yùn)行許可證延續(xù)項(xiàng)目在準(zhǔn)備時(shí)間上并不算寬裕，如果脫離了各方長(zhǎng)期以來(lái)的積極溝通及聯(lián)動(dòng)機(jī)制，很可能難以為繼。
這一切，都與中國(guó)的核安全文化息息相關(guān)：中國(guó)核安全監(jiān)管體系以國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)發(fā)布的安全標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，建立了系統(tǒng)、完善的核安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，并保持與國(guó)際先進(jìn)安全標(biāo)準(zhǔn)同步。監(jiān)管部門對(duì)核電廠實(shí)行分階段的核安全許可證制度。同時(shí)，對(duì)核電廠的設(shè)計(jì)、制造、建造、調(diào)試、運(yùn)行直至退役等活動(dòng)進(jìn)行全過(guò)程核安全監(jiān)督，通過(guò)日常檢查、例行檢查、非例行檢查和專項(xiàng)檢查確保核電廠所有核安全重要活動(dòng)均被納入國(guó)家核安全局監(jiān)管范圍。
2016年底，秦山核電正式向國(guó)家核安全局提交秦山核電廠1號(hào)機(jī)組的運(yùn)行許可證延續(xù)申請(qǐng)報(bào)告。接下來(lái)，進(jìn)入了監(jiān)管部門審查及現(xiàn)場(chǎng)工程改造環(huán)節(jié)。按照流程，只有經(jīng)國(guó)家核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)審查合格后，核電廠才能獲得準(zhǔn)予延續(xù)運(yùn)行的法律文件，若審查中發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備或部件不符合安全要求則必須改進(jìn)乃至更換，直至滿足安全要求。
俯瞰秦山核電基地。供圖來(lái)源：秦山核電
十分特殊的“118大修”
秦山核電廠1號(hào)機(jī)組的第十八次換料大修（下稱118大修），在中國(guó)核電行業(yè)創(chuàng)造了一段前所未有的大修史。
核電站大修分為十年大修、五年大修、年度大修、短大修等。《中國(guó)核工業(yè)報(bào)》曾對(duì)此報(bào)道，118大修無(wú)異于一場(chǎng)“大型手術(shù)”。除了按照規(guī)劃開展十年大修相關(guān)維修、試驗(yàn)及變更改造工作外，此次大修還結(jié)合機(jī)組運(yùn)行許可證延續(xù)，實(shí)施了主控盤臺(tái)改造、常規(guī)島設(shè)備更新改造、穩(wěn)壓器安全端焊縫600合金堆焊等11項(xiàng)重特大變更改造，并增加實(shí)施了多項(xiàng)國(guó)家核安全局要求的在役檢查項(xiàng)目、緊固件更換項(xiàng)目。整個(gè)大修共計(jì)完成檢修項(xiàng)目15500余項(xiàng)，而一般的十年大修只有8000余項(xiàng)。118大修自2018年2月26日10時(shí)55分開始至8月16日22時(shí)05分結(jié)束，實(shí)際工期171.5天。大修完成后，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組的功率進(jìn)一步提升到35萬(wàn)千瓦。
工程改造后的機(jī)組更加安全、更加高效、標(biāo)準(zhǔn)更高，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組 “重新煥發(fā)青春”。在后續(xù)的兩次大修中，運(yùn)行許可證延續(xù)項(xiàng)目下的工程改造工作繼續(xù)進(jìn)行，完成了所有承諾項(xiàng)。
如果將新建核電站比作在白紙上繪制藍(lán)圖，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組在這幾次大修中進(jìn)行的更新改造相當(dāng)于在現(xiàn)有空間里做手術(shù)，難度更大、操作更復(fù)雜。秦山核電廠1號(hào)機(jī)組作為首臺(tái)核電機(jī)組的“身份信息”詳情也得到進(jìn)一步完善——細(xì)微之處見真章，一個(gè)典型細(xì)節(jié)是，該電站數(shù)千個(gè)核2、3級(jí)管道的支撐組件，在這過(guò)程中每一個(gè)都進(jìn)行了復(fù)核并確保其符合設(shè)計(jì)安全要求。
由于安全要求極高，核電站是當(dāng)今世界上最為精密的工業(yè)系統(tǒng)之一，是由大量的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件組成的復(fù)雜系統(tǒng)。這些構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件又由多種金屬材料、有機(jī)材料和無(wú)機(jī)非金屬材料等構(gòu)成。在電站運(yùn)行過(guò)程中，不同構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件所經(jīng)受的壓力、溫度、化學(xué)和輻射照射等環(huán)境條件所有不同，這導(dǎo)致核電廠內(nèi)不同構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的壽命可能會(huì)有很大差異。
基于目前的技術(shù)水平，核電站的設(shè)計(jì)壽命實(shí)際上是由“不可更換設(shè)備”決定，比如反應(yīng)堆壓力容器和安全殼。這兩項(xiàng)設(shè)備，通常又被喻作核電站的“心臟”和“金鐘罩”。
趙成昆表示，在圍繞運(yùn)行許可證延續(xù)的安全評(píng)估中，必須對(duì)關(guān)鍵設(shè)備和部件進(jìn)行壽命評(píng)估，以保證這些設(shè)備的許可證延續(xù)期內(nèi)滿足安全要求和運(yùn)行功能要求。“分析表明，制約或極大程度地影響核電廠壽命的關(guān)鍵設(shè)備和部件是反應(yīng)堆壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件、穩(wěn)壓器、蒸汽發(fā)生器、反應(yīng)堆冷卻劑泵泵殼、主管道等靜止部件，以及安全殼等主要構(gòu)筑物。特別是反應(yīng)堆壓力容器、安全殼，因?yàn)樗麄兪菍儆诓豢筛鼡Q設(shè)備或構(gòu)筑物。必須對(duì)核電廠中的部件進(jìn)行機(jī)組延續(xù)運(yùn)行期間的安全評(píng)估，包括老化部件壽命評(píng)估和更為精確的時(shí)限老化分析。”
如果再進(jìn)行一番刨根問(wèn)底的話，為什么核電站的實(shí)際壽期和設(shè)計(jì)壽期會(huì)存在差異？
對(duì)此，前述國(guó)家核安全局于2015年底頒布的技術(shù)政策中有過(guò)詳細(xì)闡述：目前在《核電廠運(yùn)行許可證》申請(qǐng)的文件中，主要是針對(duì)“不可更換設(shè)備”（如反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界等）進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)壽期評(píng)價(jià)，包括反應(yīng)堆壓力容器材料的中子輻照脆化和反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界的疲勞等。這種設(shè)計(jì)壽期的評(píng)價(jià)是基于一些假設(shè)，如反應(yīng)堆壓力容器在整個(gè)設(shè)計(jì)壽期內(nèi)的輻照中子注量和反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)可能經(jīng)歷的各種瞬態(tài)工況。
現(xiàn)實(shí)中，由于換料管理方式的改進(jìn)，反應(yīng)堆壓力容器的輻照中子積分注量可大幅降低，特別是所設(shè)置的材料輻照監(jiān)督樣品可更真實(shí)地評(píng)估壓力容器材料的實(shí)際性能變化；同時(shí)從目前在役核電廠的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)實(shí)際所經(jīng)歷各種瞬態(tài)工況遠(yuǎn)少于設(shè)計(jì)時(shí)所使用的假設(shè)。這樣，通過(guò)“不可更換設(shè)備”的實(shí)際運(yùn)行壽命評(píng)估和老化管理，以及可更換設(shè)備的必要維修或更換，核電廠的“實(shí)際壽期”可以超過(guò)理論上的“設(shè)計(jì)壽期”。
比如，以壓力容器的材料為例，從制造廠開始制造的時(shí)候，各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都有一些樣品同步做出來(lái)。壓力容器到位后，樣品放在壓力容器內(nèi)部，離堆芯更近，受堆內(nèi)環(huán)境影響更大，定期取出進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)對(duì)核心參數(shù)的長(zhǎng)期比對(duì)和監(jiān)測(cè)，工作人員得以了解重要部件的真實(shí)“年齡”。
技術(shù)政策文件稱，“核電廠的運(yùn)行壽期超出設(shè)計(jì)壽期在實(shí)際上是可行的，這也為《核電廠運(yùn)行許可證》有效期限的延續(xù)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。從本質(zhì)上說(shuō)，《核電廠運(yùn)行許可證》有效期限的延續(xù)并不是一種‘延壽運(yùn)行’，而是在核電廠具有可接受的技術(shù)性能和安全水平條件下的‘實(shí)際壽期’內(nèi)運(yùn)行行為。”
要實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型與氣候目標(biāo)，核電不能缺席
世界核協(xié)會(huì)（WNA）官網(wǎng)統(tǒng)計(jì)資料顯示，核電廠運(yùn)行許可證有效期限延續(xù)是普遍的國(guó)際實(shí)踐。“核反應(yīng)堆的性能并沒(méi)有呈現(xiàn)與年齡相關(guān)的變化趨勢(shì)。”世界核協(xié)會(huì)在近期發(fā)布的《世界核能性能報(bào)告》中表示，“在過(guò)去五年里，核反應(yīng)堆的平均容量因子并未隨年齡增長(zhǎng)出現(xiàn)明顯的整體變化。”
除經(jīng)濟(jì)效益之外，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)認(rèn)為，延長(zhǎng)在役核電站的運(yùn)行年限將顯著提高低碳電力的可用性和穩(wěn)定性，對(duì)于全球?qū)崿F(xiàn)氣候目標(biāo)、在2050年前完成向清潔能源過(guò)渡來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。2020年10月，國(guó)際能源機(jī)構(gòu)執(zhí)行主任Fatih Birol和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)總干事Rafael Mariano Grossi聯(lián)合撰文稱，到2040年，低碳發(fā)電量須較當(dāng)前增加兩倍，才能讓世界走上實(shí)現(xiàn)能源發(fā)展與氣候目標(biāo)的正確軌道。如果沒(méi)有來(lái)自核能發(fā)電的大量貢獻(xiàn)，這一目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。
從第一次定期安全審查后啟動(dòng)全廠老化管理開始計(jì)算，秦山核電廠1號(hào)機(jī)組運(yùn)行許可證有效期延續(xù)的籌備工作鋪墊開展了近20年之久。該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)屬于首次實(shí)施，中國(guó)核能行業(yè)一方面借鑒了國(guó)際上大量成功實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，另一方面也通過(guò)大量的前期準(zhǔn)備工作、國(guó)內(nèi)外廣泛的技術(shù)交流掌握了開展運(yùn)行許可證有效期延續(xù)所必需的關(guān)鍵技術(shù)和能力，為后續(xù)國(guó)內(nèi)其他核電站及國(guó)際同類電廠開展此項(xiàng)工作打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
繼秦山之后，大亞灣核電站1994年投入運(yùn)行，設(shè)計(jì)壽命40年，目前運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)27年。
趙成昆認(rèn)為，目前國(guó)家核安全局根據(jù)核安全法已經(jīng)基本明確了后續(xù)開展核電廠運(yùn)行許可證延續(xù)工作的技術(shù)路線，相信后續(xù)會(huì)進(jìn)一步建立完善相關(guān)法規(guī)導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)體系，形成符合我國(guó)國(guó)情的有特色的監(jiān)管和實(shí)踐體系。
“核電與風(fēng)電、光伏發(fā)電等清潔能源之間并不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而是合作、互補(bǔ)關(guān)系，這是由雙方特性所決定的。在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中，兩者共同為電力安全穩(wěn)定供應(yīng)作出貢獻(xiàn)。”趙成昆對(duì)澎湃新聞?wù)f道。
