華龍一號機(jī)組無損檢測技術(shù)能力驗(yàn)證分析

【摘 要】無損檢測技術(shù)應(yīng)用于核電廠之前應(yīng)依據(jù)監(jiān)督部門的要求實(shí)施技術(shù)能力驗(yàn)證，以保障采用技術(shù)的可靠性。本文分析了能力驗(yàn)證上游的要求，討論了能力驗(yàn)證分類的依據(jù)、對比了 M310 堆型成熟驗(yàn)證技術(shù)、提出了驗(yàn)證準(zhǔn)備及驗(yàn)證實(shí)施的方式。為后續(xù)國內(nèi)華龍一號堆型批量建設(shè)中，核島在役檢查能力驗(yàn)證工作提供了切實(shí)可行的解決措施。

【關(guān)鍵詞】無損檢測;能力驗(yàn)證;規(guī)范

中圖分類號： TM623;TG115.28 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457(2019)22-0048-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.020

華龍一號堆型在役檢查依據(jù)的規(guī)范為 RSE-M 2010。在 RSE-M 2010 規(guī)范中對役前和在役檢查無損檢驗(yàn)技術(shù)提出了能力驗(yàn)證要求。核電廠役前和在役檢查無損檢驗(yàn)技術(shù)能力驗(yàn)證是指對無損檢驗(yàn)的檢驗(yàn)設(shè)備、程序和人員進(jìn)行綜合評價，從而證明無損檢驗(yàn)技術(shù)是否滿足檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)格書的要求，保證核電無損檢驗(yàn)技術(shù)的有效性和可靠性。RSE-M 2010 規(guī)范 A4300 和附錄 4.3 規(guī)定了能力驗(yàn)證的具體要求。根據(jù)能力驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的規(guī)定，國家核安全局規(guī)定需驗(yàn)證的用于核電廠在役檢查的無損檢測技術(shù)，在技術(shù)用于現(xiàn)場實(shí)施前，必須經(jīng)過驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的技術(shù)驗(yàn)證并得到批準(zhǔn)。

1 概述

1.1 實(shí)施能力驗(yàn)證的依據(jù)文件

首臺華龍一號機(jī)組役前檢查和在役檢查執(zhí)行 RSE-M 1997+2000 補(bǔ)遺規(guī)范(以下簡稱 RSE-M)，在 RSE-M 規(guī)范對在能力驗(yàn)證驗(yàn)證工作開展進(jìn)行了要求和描述，將能力驗(yàn)證分為常規(guī)驗(yàn)證、綜合驗(yàn)證和特殊驗(yàn)證及不需要驗(yàn)證項(xiàng)目和專家參與項(xiàng)目。國核安函[2008]108 號文也規(guī)定：營運(yùn)單位應(yīng)委托第三方驗(yàn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行能力驗(yàn)證工作，且驗(yàn)證機(jī)構(gòu)應(yīng)是民用核安全設(shè)備無損檢驗(yàn)許可證持證單位。從規(guī)范以及核安全監(jiān)管部門的要求出發(fā)，能力驗(yàn)證工作必須實(shí)施。國核安發(fā)[2015]193 號文規(guī)定：受檢部件的役前及在役檢查工作需在該項(xiàng)目能力驗(yàn)證工作完成并獲得國家核安全局批準(zhǔn)后方可進(jìn)行[1]。

1.2 項(xiàng)目實(shí)施的特殊性

能力驗(yàn)證通過后，相應(yīng)的檢查技術(shù)才能允許在現(xiàn)場使用，能力驗(yàn)證項(xiàng)目的實(shí)施直接影響到裝料許可證的頒發(fā)(嶺澳二期教訓(xùn))，重要性不言而喻。從項(xiàng)目準(zhǔn)備、方案批準(zhǔn)到具體實(shí)施的時間跨度長，需要提前準(zhǔn)備、細(xì)致籌劃。在首臺華龍一號機(jī)組項(xiàng)目實(shí)施能力驗(yàn)證，需要首先確定驗(yàn)證的組織機(jī)構(gòu)和驗(yàn)證模式問題。

RSE-M 僅對能力驗(yàn)證工作提出了原則性要求，沒有細(xì)化到具體的驗(yàn)證流程;而目前我國的驗(yàn)證體系初步建立，在驗(yàn)證的項(xiàng)目選擇、實(shí)施方式、驗(yàn)收要求等方面均已有明確的、具備實(shí)際可操作性的要求。首臺華龍一號機(jī)組的無損檢測技術(shù)能力驗(yàn)證工作驗(yàn)證實(shí)施是各方(NNSA、電廠、總包方、檢測單位)共同協(xié)商確定，每一次決定都需要進(jìn)行反復(fù)的討論和溝通，是國內(nèi)第一個由華北站作為驗(yàn)證機(jī)構(gòu)、完全按照 RSE-M 規(guī)范要求及 193 號文實(shí)施驗(yàn)證的核電項(xiàng)目。

2 驗(yàn)證項(xiàng)目的分類

根據(jù)國內(nèi)首臺華龍一號堆型機(jī)組的在役檢查大綱[2]的檢查內(nèi)容和要求，對在役檢查項(xiàng)目按照 RSE-M 2010 規(guī)范的驗(yàn)證要求進(jìn)行驗(yàn)證項(xiàng)目的分類。能力驗(yàn)證項(xiàng)目原則上按照《核電廠在役檢查無損檢驗(yàn)技術(shù)能力驗(yàn)證實(shí)施辦法(試行)》國核安發(fā)(2015)193 號和 RSE-M 2010 規(guī)范的驗(yàn)證流程進(jìn)行實(shí)施。

為了落實(shí) RSE-M 2010 的驗(yàn)證要求，更好地實(shí)施華龍一號堆型機(jī)組役前和在役檢查，參照國外驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)已實(shí)施驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)，并考慮國內(nèi)實(shí)際情況，依照 RSE-M 2010 驗(yàn)證的分類方式將役前和在役檢查項(xiàng)目分為特殊驗(yàn)證項(xiàng)目、綜合驗(yàn)證項(xiàng)目、常規(guī)驗(yàn)證項(xiàng)目和不需驗(yàn)證項(xiàng)目。

驗(yàn)證項(xiàng)目分類的基本原則為：

(1)特殊驗(yàn)證項(xiàng)目：參照 RSE-M 2010 版規(guī)范關(guān)于特殊驗(yàn)證項(xiàng)目分類要求[3]。特殊驗(yàn)證項(xiàng)目的選取原則為缺陷在該設(shè)備上重復(fù)出現(xiàn)，缺陷對該設(shè)備的核安全狀況造成影響，缺陷的性質(zhì)通過金相檢查或其他專門評價手段已確定了。

(2)綜合驗(yàn)證項(xiàng)目：參照 RSE-M 2010 版規(guī)范關(guān)于綜合驗(yàn)證項(xiàng)目分類要求[3]。綜合驗(yàn)證項(xiàng)目應(yīng)用于在相似設(shè)備的部分部件或區(qū)域，認(rèn)為這些設(shè)備可能出現(xiàn)缺陷(基于概率分析或國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋)，其缺陷可能影響裝置的安全。

(3)常規(guī)驗(yàn)證項(xiàng)目：參照 RSE-M 2010 版規(guī)范關(guān)于常規(guī)驗(yàn)證項(xiàng)目分類要求[3]。常規(guī)驗(yàn)證項(xiàng)目的驗(yàn)證是為了確保對裝置安全有重要影響的設(shè)備的完整性，從縱深防御的角度出發(fā)，即使沒有設(shè)計或運(yùn)行數(shù)據(jù)證明會出現(xiàn)對裝置安全性或完整性有害的缺陷，也會認(rèn)為有必要檢查這些設(shè)備的某些區(qū)域。(4)不需驗(yàn)證項(xiàng)目：參照 RSE-M 2010 版規(guī)范關(guān)于不需驗(yàn)證項(xiàng)目分類要求[3]。不需驗(yàn)證項(xiàng)目的驗(yàn)證是特殊驗(yàn)證項(xiàng)目、綜合驗(yàn)證項(xiàng)目和常規(guī)驗(yàn)證項(xiàng)目之外的設(shè)備上進(jìn)行的預(yù)防性維護(hù)措施。如果檢測方法與制造時相同，檢測閾值和靈敏度水平的設(shè)置至少應(yīng)與制造期間相當(dāng)。如果檢測方法與制造時不同，所采用的檢測技術(shù)的靈敏度水平至少相當(dāng)于 RCC-M 2007 對該級別設(shè)備的要求。

3 華龍一號與 M310 堆型能力驗(yàn)證要求比對

華龍一號堆型依據(jù) RSE-M 2010 規(guī)范，M310 堆型依據(jù) RSE-M 1997+2000 補(bǔ)遺規(guī)范，兩者的能力驗(yàn)證相關(guān)要求對比如下：

3.1 無損檢驗(yàn)技術(shù)驗(yàn)證要求

A4300 章無損檢驗(yàn)技術(shù)能力驗(yàn)證的評定要求，兩個版本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容要求無差異[4]。

附錄 4.3 無損檢驗(yàn)技術(shù)能力驗(yàn)證評定方法的詳細(xì)規(guī)定，兩個版本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容要求無差異。

3.2 在役檢查無損檢驗(yàn)技術(shù)方法相關(guān)要求

A4000 在役檢查的無損檢驗(yàn)方法(檢驗(yàn)的一般步驟、被檢區(qū)域、指示信號的區(qū)分、指示信號的記錄閾值等)，兩個版本相關(guān)要求無差異。

B4000 核一級設(shè)備在役檢測專用檢測方法，除對經(jīng)受高中子通量的堆芯輻照區(qū)檢驗(yàn)長度進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定外，兩個版本相關(guān)要求無差異。

A5000 指示處理，兩個版本相關(guān)要求無差異。

B5000 核一級部件指示處理，兩個版本相關(guān)要求無差異。

附錄 4.4 無損檢驗(yàn)方法，兩個版本內(nèi)容基本相同。

附錄 5.1 缺陷幾何形狀規(guī)定，兩個版本相關(guān)要求無差異。

附錄 5.2 缺陷驗(yàn)收表，兩個版本相關(guān)要求無差異。

4 能力驗(yàn)證方案審批

調(diào)研兄弟電廠實(shí)施經(jīng)驗(yàn)、比對美國 PDI((Performance Demonstration Initiative)、歐盟 ENIQ(European Network for Inspection Qualification)兩種主流能力驗(yàn)證體系特點(diǎn)后，確定首臺華龍一號機(jī)組按照 ENIQ 的驗(yàn)證體系、執(zhí)行 RSE-M 要求實(shí)施能力驗(yàn)證工作，推動具體工作的開展。

驗(yàn)證是時間、人力和費(fèi)用投入很大的活動。而驗(yàn)證是具有一定有效范圍的，所以應(yīng)積極利用以往的驗(yàn)證成果，研究是否目前的應(yīng)用在其覆蓋的有效范圍內(nèi)，即使不在，也可以積極研究通過補(bǔ)充試驗(yàn)來包括新的應(yīng)用，而非是開始新的驗(yàn)證

能力驗(yàn)證機(jī)構(gòu)已批準(zhǔn)首臺華龍一號堆型機(jī)組能力驗(yàn)證方案，批準(zhǔn)該工程項(xiàng)目按該方案開展核島役前和在役檢查無損檢驗(yàn)?zāi)芰︱?yàn)證工作。批準(zhǔn)版的能力驗(yàn)證方案中，提出 7 個檢驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施特殊能力驗(yàn)證。其中 7 項(xiàng)特殊驗(yàn)證為。

(1)反應(yīng)堆壓力容器筒體、底封頭環(huán)焊縫自動超聲檢驗(yàn)。

(2)反應(yīng)堆壓力容器接管與筒體連接焊縫自動超聲檢驗(yàn)。

(3)反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)出口接管與安全端焊縫自動超聲檢驗(yàn)。

(4)反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)出口接管安全端與主管道焊縫自動超聲檢驗(yàn)。

(5)反應(yīng)堆壓力容器輻照區(qū)堆焊層表面下區(qū)域超聲檢驗(yàn)。

(6)反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)出口接管與安全端焊縫射線檢驗(yàn)。

(7)蒸汽發(fā)生器傳熱管渦流檢驗(yàn)。

5 實(shí)施前的準(zhǔn)備工作

5.1 計劃準(zhǔn)備

在能力驗(yàn)證實(shí)施開始前，通過實(shí)施計劃的編寫，協(xié)調(diào)任務(wù)分工和工作內(nèi)容，對驗(yàn)證工作進(jìn)行合理的統(tǒng)籌安排和進(jìn)度控制。進(jìn)度計劃包括驗(yàn)證文件準(zhǔn)備進(jìn)度、驗(yàn)證實(shí)施準(zhǔn)備進(jìn)度、驗(yàn)證實(shí)施進(jìn)度等。

5.2 文件準(zhǔn)備

能力驗(yàn)證項(xiàng)目應(yīng)涵蓋役前和在役檢查的所有檢查項(xiàng)目，同時所有能力驗(yàn)證項(xiàng)目均需準(zhǔn)備技術(shù)規(guī)格書、檢查程序，綜合驗(yàn)證、特殊驗(yàn)證項(xiàng)目需額外準(zhǔn)備設(shè)備功能測試大綱、技術(shù)論證分析報告，需要準(zhǔn)備大量的文件。

運(yùn)營單位應(yīng)組織編寫的技術(shù)規(guī)格書正式提交至驗(yàn)證機(jī)構(gòu)，明確被檢對象基本信息、缺陷描述、檢驗(yàn)技術(shù)要求、檢驗(yàn)現(xiàn)場條件和檢驗(yàn)時間等技術(shù)要求。

檢測實(shí)施單位應(yīng)編寫檢查程序并正式提交至驗(yàn)證機(jī)構(gòu)，在滿足技術(shù)規(guī)格書要求的前提下，對檢測技術(shù)和實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)說明。

檢測實(shí)施單位應(yīng)編寫的設(shè)備功能測試大綱正式提交至驗(yàn)證機(jī)構(gòu)，對檢測工具的組成、功能測試內(nèi)容和要求、測試方法和步驟、進(jìn)行描述。

檢測實(shí)施單位應(yīng)編寫技術(shù)論證分析報告正式提交至 NNSA，對 M310 堆型機(jī)組與華龍一號堆型機(jī)組的被檢對象規(guī)格、尺寸、材料以及使用的檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行綜合比對分析。

6 能力驗(yàn)證實(shí)施過程

6.1 能力驗(yàn)證組織

驗(yàn)證機(jī)構(gòu)由 NNSA 華北站組織、及外部技術(shù)單位支持組成。驗(yàn)證機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)驗(yàn)證文件的審查、功能測試的監(jiān)督以及驗(yàn)證人員的考核，驗(yàn)證結(jié)束后由驗(yàn)(下轉(zhuǎn)第 51 頁)(上接第 49 頁)證機(jī)構(gòu)編寫評價報告并提交 NNSA。最終的驗(yàn)證結(jié)論由 NNSA 批準(zhǔn)。

6.2 能力驗(yàn)證方式

常規(guī)驗(yàn)證項(xiàng)目：營運(yùn)單位編寫技術(shù)規(guī)格書、檢測單位編寫檢查程序，并提交驗(yàn)證機(jī)構(gòu)。由驗(yàn)證機(jī)構(gòu)對文件進(jìn)行審查，給出能力驗(yàn)證結(jié)論。

綜合驗(yàn)證項(xiàng)目：營運(yùn)單位編寫技術(shù)規(guī)格書、檢測單位編寫檢查程序、技術(shù)論證報告和相關(guān)設(shè)備功能測試大綱及功能測試報告，編制無損檢驗(yàn)結(jié)果報告，并進(jìn)行必要的設(shè)備功能測試和明測測試，并提交驗(yàn)證機(jī)構(gòu)。驗(yàn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行文件審查和功能測試監(jiān)督，給出能力驗(yàn)證結(jié)論。

特殊驗(yàn)證項(xiàng)目：營運(yùn)單位編寫技術(shù)規(guī)格書、檢測單位編寫檢查程序，進(jìn)行試驗(yàn)研究、檢驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備和調(diào)試，并編寫相應(yīng)的技術(shù)論證報告和相關(guān)設(shè)備功能測試報告，并提交驗(yàn)證機(jī)構(gòu)。驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計考試試件，進(jìn)行文件審查、功能測試監(jiān)督和盲測人員考核，給出能力驗(yàn)證結(jié)論。驗(yàn)證機(jī)構(gòu)對檢驗(yàn)單位進(jìn)行技術(shù)審查，包括檢驗(yàn)程序、技術(shù)論證報告、檢驗(yàn)設(shè)備功能測試大綱、檢驗(yàn)設(shè)備功能測試報告、明測測試報告;檢驗(yàn)單位參加特殊驗(yàn)證項(xiàng)目的盲測考核、檢驗(yàn)單位對測試試件進(jìn)行檢測并出具檢驗(yàn)報告，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)對檢驗(yàn)單位出具的檢驗(yàn)報告進(jìn)行評價，核安全監(jiān)管部門、營運(yùn)單位(營運(yùn)單位)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督。

不需驗(yàn)證項(xiàng)目：營運(yùn)單位編寫技術(shù)規(guī)格書，檢測單位編寫檢查程序并提交營運(yùn)單位。營運(yùn)單位進(jìn)行文件審查。

7 總結(jié)

華龍一號堆型是國家三代核電技術(shù)。其能力驗(yàn)證工作為首臺按照驗(yàn)證機(jī)構(gòu) 193 號文的規(guī)定，進(jìn)行完整能力驗(yàn)證的機(jī)組。根據(jù) RSE-M2010 規(guī)范，在 M310 堆型役前檢查的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合華龍一號新的特點(diǎn)制定出適用于華龍一號的役前檢查技術(shù)方案，技術(shù)方案經(jīng)過能力驗(yàn)證機(jī)構(gòu)組織的無損檢驗(yàn)技術(shù)驗(yàn)證以滿足現(xiàn)場檢測的實(shí)施要求。本文提供了華龍一號機(jī)組無損檢測技術(shù)能力驗(yàn)證的成功思路。