华龙一号机组无损检测技术能力验证分析

2020年9月5日18:46:15 评论 12

【摘 要】无损检测技术应用于核电厂之前应依据监督部门的要求实施技术能力验证,以保障采用技术的可靠性。本文分析了能力验证上游的要求,讨论了能力验证分类的依据、对比了 M310 堆型成熟验证技术、提出了验证准备及验证实施的方式。为后续国内华龙一号堆型批量建设中,核岛在役检查能力验证工作提供了切实可行的解决措施。

【关键词】无损检测;能力验证;规范

中图分类号: TM623;TG115.28 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)22-0048-002

DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.020

华龙一号堆型在役检查依据的规范为 RSE-M 2010。在 RSE-M 2010 规范中对役前和在役检查无损检验技术提出了能力验证要求。核电厂役前和在役检查无损检验技术能力验证是指对无损检验的检验设备、程序和人员进行综合评价,从而证明无损检验技术是否满足检验技术规格书的要求,保证核电无损检验技术的有效性和可靠性。RSE-M 2010 规范 A4300 和附录 4.3 规定了能力验证的具体要求。根据能力验证机构的规定,国家核安全局规定需验证的用于核电厂在役检查的无损检测技术,在技术用于现场实施前,必须经过验证机构的技术验证并得到批准。

1 概述

1.1 实施能力验证的依据文件

首台华龙一号机组役前检查和在役检查执行 RSE-M 1997+2000 补遗规范(以下简称 RSE-M),在 RSE-M 规范对在能力验证验证工作开展进行了要求和描述,将能力验证分为常规验证、综合验证和特殊验证及不需要验证项目和专家参与项目。国核安函[2008]108 号文也规定:营运单位应委托第三方验证机构进行能力验证工作,且验证机构应是民用核安全设备无损检验许可证持证单位。从规范以及核安全监管部门的要求出发,能力验证工作必须实施。国核安发[2015]193 号文规定:受检部件的役前及在役检查工作需在该项目能力验证工作完成并获得国家核安全局批准后方可进行[1]。

1.2 项目实施的特殊性

能力验证通过后,相应的检查技术才能允许在现场使用,能力验证项目的实施直接影响到装料许可证的颁发(岭澳二期教训),重要性不言而喻。从项目准备、方案批准到具体实施的时间跨度长,需要提前准备、细致筹划。在首台华龙一号机组项目实施能力验证,需要首先确定验证的组织机构和验证模式问题。

RSE-M 仅对能力验证工作提出了原则性要求,没有细化到具体的验证流程;而目前我国的验证体系初步建立,在验证的项目选择、实施方式、验收要求等方面均已有明确的、具备实际可操作性的要求。首台华龙一号机组的无损检测技术能力验证工作验证实施是各方(NNSA、电厂、总包方、检测单位)共同协商确定,每一次决定都需要进行反复的讨论和沟通,是国内第一个由华北站作为验证机构、完全按照 RSE-M 规范要求及 193 号文实施验证的核电项目。

2 验证项目的分类

根据国内首台华龙一号堆型机组的在役检查大纲[2]的检查内容和要求,对在役检查项目按照 RSE-M 2010 规范的验证要求进行验证项目的分类。能力验证项目原则上按照《核电厂在役检查无损检验技术能力验证实施办法(试行)》国核安发(2015)193 号和 RSE-M 2010 规范的验证流程进行实施。

为了落实 RSE-M 2010 的验证要求,更好地实施华龙一号堆型机组役前和在役检查,参照国外验证经验和国内已实施验证的经验,并考虑国内实际情况,依照 RSE-M 2010 验证的分类方式将役前和在役检查项目分为特殊验证项目、综合验证项目、常规验证项目和不需验证项目。

验证项目分类的基本原则为:

(1)特殊验证项目:参照 RSE-M 2010 版规范关于特殊验证项目分类要求[3]。特殊验证项目的选取原则为缺陷在该设备上重复出现,缺陷对该设备的核安全状况造成影响,缺陷的性质通过金相检查或其他专门评价手段已确定了。

(2)综合验证项目:参照 RSE-M 2010 版规范关于综合验证项目分类要求[3]。综合验证项目应用于在相似设备的部分部件或区域,认为这些设备可能出现缺陷(基于概率分析或国内外运行经验反馈),其缺陷可能影响装置的安全。

(3)常规验证项目:参照 RSE-M 2010 版规范关于常规验证项目分类要求[3]。常规验证项目的验证是为了确保对装置安全有重要影响的设备的完整性,从纵深防御的角度出发,即使没有设计或运行数据证明会出现对装置安全性或完整性有害的缺陷,也会认为有必要检查这些设备的某些区域。

(4)不需验证项目:参照 RSE-M 2010 版规范关于不需验证项目分类要求[3]。不需验证项目的验证是特殊验证项目、综合验证项目和常规验证项目之外的设备上进行的预防性维护措施。如果检测方法与制造时相同,检测阈值和灵敏度水平的设置至少应与制造期间相当。如果检测方法与制造时不同,所采用的检测技术的灵敏度水平至少相当于 RCC-M 2007 对该级别设备的要求。

3 华龙一号与 M310 堆型能力验证要求比对

华龙一号堆型依据 RSE-M 2010 规范,M310 堆型依据 RSE-M 1997+2000 补遗规范,两者的能力验证相关要求对比如下:

3.1 无损检验技术验证要求

A4300 章无损检验技术能力验证的评定要求,两个版本标准相关内容要求无差异[4]。

附录 4.3 无损检验技术能力验证评定方法的详细规定,两个版本标准相关内容要求无差异。

3.2 在役检查无损检验技术方法相关要求

A4000 在役检查的无损检验方法(检验的一般步骤、被检区域、指示信号的区分、指示信号的记录阈值等),两个版本相关要求无差异。

B4000 核一级设备在役检测专用检测方法,除对经受高中子通量的堆芯辐照区检验长度进行了详细规定外,两个版本相关要求无差异。

A5000 指示处理,两个版本相关要求无差异。

B5000 核一级部件指示处理,两个版本相关要求无差异。

附录 4.4 无损检验方法,两个版本内容基本相同。

附录 5.1 缺陷几何形状规定,两个版本相关要求无差异。

附录 5.2 缺陷验收表,两个版本相关要求无差异。

4 能力验证方案审批

调研兄弟电厂实施经验、比对美国 PDI((Performance Demonstration Initiative)、欧盟 ENIQ(European Network for Inspection Qualification)两种主流能力验证体系特点后,确定首台华龙一号机组按照 ENIQ 的验证体系、执行 RSE-M 要求实施能力验证工作,推动具体工作的开展。

验证是时间、人力和费用投入很大的活动。而验证是具有一定有效范围的,所以应积极利用以往的验证成果,研究是否目前的应用在其覆盖的有效范围内,即使不在,也可以积极研究通过补充试验来包括新的应用,而非是开始新的验证

能力验证机构已批准首台华龙一号堆型机组能力验证方案,批准该工程项目按该方案开展核岛役前和在役检查无损检验能力验证工作。批准版的能力验证方案中,提出 7 个检验项目实施特殊能力验证。其中 7 项特殊验证为。

(1)反应堆压力容器筒体、底封头环焊缝自动超声检验。

(2)反应堆压力容器接管与筒体连接焊缝自动超声检验。

(3)反应堆压力容器进出口接管与安全端焊缝自动超声检验。

(4)反应堆压力容器进出口接管安全端与主管道焊缝自动超声检验。

(5)反应堆压力容器辐照区堆焊层表面下区域超声检验。

(6)反应堆压力容器进出口接管与安全端焊缝射线检验。

(7)蒸汽发生器传热管涡流检验。

5 实施前的准备工作

5.1 计划准备

在能力验证实施开始前,通过实施计划的编写,协调任务分工和工作内容,对验证工作进行合理的统筹安排和进度控制。进度计划包括验证文件准备进度、验证实施准备进度、验证实施进度等。

5.2 文件准备

能力验证项目应涵盖役前和在役检查的所有检查项目,同时所有能力验证项目均需准备技术规格书、检查程序,综合验证、特殊验证项目需额外准备设备功能测试大纲、技术论证分析报告,需要准备大量的文件。

运营单位应组织编写的技术规格书正式提交至验证机构,明确被检对象基本信息、缺陷描述、检验技术要求、检验现场条件和检验时间等技术要求。

检测实施单位应编写检查程序并正式提交至验证机构,在满足技术规格书要求的前提下,对检测技术和实施进行详细说明。

检测实施单位应编写的设备功能测试大纲正式提交至验证机构,对检测工具的组成、功能测试内容和要求、测试方法和步骤、进行描述。

检测实施单位应编写技术论证分析报告正式提交至 NNSA,对 M310 堆型机组与华龙一号堆型机组的被检对象规格、尺寸、材料以及使用的检验技术进行综合比对分析。

6 能力验证实施过程

6.1 能力验证组织

验证机构由 NNSA 华北站组织、及外部技术单位支持组成。验证机构负责验证文件的审查、功能测试的监督以及验证人员的考核,验证结束后由验(下转第 51 页)(上接第 49 页)证机构编写评价报告并提交 NNSA。最终的验证结论由 NNSA 批准。

6.2 能力验证方式

常规验证项目:营运单位编写技术规格书、检测单位编写检查程序,并提交验证机构。由验证机构对文件进行审查,给出能力验证结论。

综合验证项目:营运单位编写技术规格书、检测单位编写检查程序、技术论证报告和相关设备功能测试大纲及功能测试报告,编制无损检验结果报告,并进行必要的设备功能测试和明测测试,并提交验证机构。验证机构进行文件审查和功能测试监督,给出能力验证结论。

特殊验证项目:营运单位编写技术规格书、检测单位编写检查程序,进行试验研究、检验设备准备和调试,并编写相应的技术论证报告和相关设备功能测试报告,并提交验证机构。验证机构设计考试试件,进行文件审查、功能测试监督和盲测人员考核,给出能力验证结论。验证机构对检验单位进行技术审查,包括检验程序、技术论证报告、检验设备功能测试大纲、检验设备功能测试报告、明测测试报告;检验单位参加特殊验证项目的盲测考核、检验单位对测试试件进行检测并出具检验报告,验证机构对检验单位出具的检验报告进行评价,核安全监管部门、营运单位(营运单位)进行现场监督。

不需验证项目:营运单位编写技术规格书,检测单位编写检查程序并提交营运单位。营运单位进行文件审查。

7 总结

华龙一号堆型是国家三代核电技术。其能力验证工作为首台按照验证机构 193 号文的规定,进行完整能力验证的机组。根据 RSE-M2010 规范,在 M310 堆型役前检查的实践经验基础上结合华龙一号新的特点制定出适用于华龙一号的役前检查技术方案,技术方案经过能力验证机构组织的无损检验技术验证以满足现场检测的实施要求。本文提供了华龙一号机组无损检测技术能力验证的成功思路。

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匿名

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