核电标准问题刍议

1、核电标准问题刍议汤搏国家环境保护总局核与辐射安全中心1 引言在我国加紧核电建设， 同时积极推进新一代核电技术的引进和核电自主化的局面下， 核电标准的自主化问题又一次被提到了台面之上， 有关部门正在组织各相关单位大力推动该项工作。笔者认为，在开展该项工作时，弄清一些基本问题，如 核电标准的作用和目的何在、核电发达国家的状况如何、我国目前的技术基础是什么、 以及我国应该实施怎样的核电标准战略等 ，对于我国更有效地推动核电标准建设工作是非常重要的。笔者试图在本文中对这些问题作一个初步的探讨。2 核电标准的作用和目的众所周知， 近代标准化的历史和现代大工业的发展是密不可分的， 小农经济和手工作坊式的古

2、代生产方式对标准化并无特别迫切的需求。在西方工业革命的过程中，近代标准化的历史也开始了。1798年，美国的e.惠特尼首创了生产分工专业化、产品零部件标准化的生产方式，因而成为现代“标准化之父；1841 年，英国的 j.b. 惠特沃思设计了“惠氏螺纹”，在此基础上产生了统一的螺钉和螺母， 为互换性的实现创造了条件；1870 年 , 英国建立了“公差制”。这一系列的变革和进步促进了标准化的极大发展，行业标准化行为开始陆续出现。从 19 世纪中叶开始，各种学术团体、行业协会等民间织织纷纷成立，致力于解决行业技术的统一问题，制定和发布各种行业标准和团体标准，如英国的机械、土木、造船、钢铁、电气工程协会

3、，美国的机械工程师、土木、锅炉商协会、材料试验学会等。随着行业标准化的发展，不同行业之间的标准化问题也提上了日程。 1901 年， 英国工程标准委员会成立， 这是世界上第一个国家标准化组织。 同年， 美国成立了国家标准局， 1918年成立了美国工程标准委员会，其他工业国家德国、法国、瑞士、荷兰、日本、奥地利等也都纷纷成立了国家标准化机构。总体而言，标准化的作用包括：（ 1）为实施科学管理，组织现代化生产奠定了基础；（2 ）提高产品质量；（3 ）改进生产效率；（4）促进技术进步；（5 ）促进资源的合理利用，保护生态；（6）保障身体健康和生命安全。需要注意的是，随着经济的日益全球化和自由贸易的发展

4、， 今天技术标准也变成了技术竞争的制高点和保护民族产业的贸易壁垒， 而发达国家通过自身所具有的技术和经济优势往往成为最大利益的获得者。毫无疑问， 核电的标准化也是起到上述的作用。 具体来说，笔者认为我国核电的标准化应该达到如下几个目的： （ 1）通过核电的标准化，使核电厂设计、制造、建造、运行和管理所支付的成本最低，而获得的效益最大化 ； （ 2）通过执行适当的标准，保证核电厂的构筑物和设备具有可靠的质量，使核电厂的管理科学化和规范化 ；（ 3）所制订的标准要能促进核电技术的进步， 同时国内现有的工业水平能够支撑，或者是通过适当的努力能够达到 ；（ 4）由于核电厂在安全上所具有的特殊性，核电标

5、准中还必须包括一些安全标准，以保证核电厂的安全水平可接受，从而对人员、环境和社会提供充分的保护 ；（ 5）不可回避的是，核电标准对民族工业也必须提供适当的保护 。一方面要促进民族工业的进步，同时要防止由于标准定的过高或不恰当，将国内工业排挤出核电领域，导致在核电领域长期依赖国外的情况出现。在核电厂的标准化方面，还要区分几个层次：（ 1）核电厂的标准化：在核电厂的总体构型，包括构筑物、系统布置、设备等方面都达到高度一致，典型的例子是法国的900mwfe 1300mwe勺核电厂系列；（ 2）核电重大设备的标准化：在核电厂的总体构型上可能有很大差异，但主要的设备一致。典型的例子是美国西屋公司开发的许

6、多核电厂，在功率水平、总体布置上可能有很大差异，但采用300mw勺标准环路，主泵、蒸汽发生器等都可通用，堆芯也形成了212、 214、 312、 314、 412 和 414 等标准堆芯。对于主要设备是否要标准化，存在不同的观点，例如美国 ce公司开发的压水堆核电厂，不管功率规模如何，总是使用两台蒸汽发生器。ce公司的观点是以核电厂可能建造的数量来衡量，在这些大型设备上采用标准设备意义不大；（ 3)基础层面的标准化：在最基本的零部件上，如螺钉、螺母、法兰、阀门和电器装置等等方面采用标准件，采用同样的材料、机械、电气、构筑物等标准或规范。（ 国际上核电标准的状况前面已经提到， 近代的标准化是随着

7、现代大工业的发展而发展的， 所以工业发达国家也必然是核电标准的先行者和完善者。对我国核电标准而言，接触较多和影响较大的国际组织和国家主要有如下几个：( 1)国际原子能机构(iaea)作为联合国下属的的国际组织，iaea 自成立以来，一直比较重视标准的建立， 并且试图建立一套被成员国所共同接受的尺度。由于iaea所承担的职责是保证核安全和防止核扩散，自然地，iaea在核电领域所建立的标准主要是 核安全标准、辐 射安全标准、运输安全标准和废物安全标准。目前iaea所建立的核安全标准主要划分为三个层次，即 安全基础( safety fundamentals )、安全要求( safety requir

8、ements )和安全导则(safety guides ),除此之外，iaea还通过技术文件的 形式推荐某些安全实践。必须注意的是，iaea安全标准中的前两个层次在一个国家中通常属于法律、法规和政策层次，而不能划入通常意义上的标准层次。当然由于机构的性质，iaea将其划入标准系列是可以理解的。iaea 的标准汇集了大量成员国的实践，并且根据核安全领域的发展而不断修订，目前 iaea 的核安全标准已经形成了一个内容比较健全、覆盖了核安全主要领域的体系。iaea 的核安全标准对我国的影响很大，我国的核安全法规基本是参照 iaea 的相关标准编制的。iaea的核安全标准也存在一些问题，主要有下述：1

9、)由于各成员国的核安全实践并不完全一致，而iaea 要照顾到所有成员国的要求和核安全实践，这样iaea 的核安全标准实际上成为一个面面俱到，而经常又比较含混的混合物，并且可操作性较差；2) iaea 的核安全标准要照顾到所有的成员国，但由于技术、经济和其他因素的影响，实际上各成员国的“话语权”是有很大差别的，因而iaea 的安全标准更多地反映了某些发达国家的立场，但发达国家国内的核安全标准受到iaea 的影响反而比发展中国家要小的多；3) iaea 的核安全标准缺乏下层工业标准的支撑。iaea 的解释是，其核安全标准只提供一些原则性的指导，而将建立工业标准的任务交给相关的工业部门完成。可以理解

10、的是，受iaea 标准影响较大的发展中国家恰恰是缺乏足够的技术和经济基础建立工业标准的国家；4)像前面提到的，iaea 的核安全标准要照顾到所有成员 国的要求和实践， 这样导致其在某些方面采纳某个成员国的观点，而在另外一个方面又会采纳另一个成员国的观点，这样可能会导致与其相关的下层工业标准的不协调和不自恰问题；5）毋庸讳言，一些发达国家在iaea建立核安全标准时，会尽力将自己国家的观点纳入其中。如果某个成员国采用了iaea的核安全标准，当该国在选择核设施时，被 iaea采纳了 观点的国家自然形成了某种竞争优势。因而，当一个国家要采用iaea 的核安全标准时，必须对这些因素进行仔细的分析和研究，

11、并采取措施加以解决，这样才能形成国内可操作的、 自恰的、 并且适应国情的核安全标准。（ 2）美国作为经济、科技和核电技术最发达的国家，美国在核电标准方面无疑也是最完善的， 可以说目前世界的主流核安全标准就是美国所确立的，其他国家往往是在其基础上的修改。由于美国国内的行业协会和学术团体组织高度发达， 因而美国有关核电的标准多是由行业协会所制订的， 如机械工程师协会（asme、实验和材料协会（astm、电气和电子工程师 协会（ieee）、核学会（ans等，美国国家标准协会起到总 的协调作用。而政府机构，如美国核管会等，是以联邦法规作 为监管基础的。在联邦法规中，除极少数情况外，通常给出的是原则性要

12、求，所以美国核管会还制订了管理导则（regulation guide, rg ,以推荐一些满足联邦法规的方法 和措施。广义的说，管理导则也可以划入标准的范畴。美国核管会通过联邦法规、管理导则和其他一些文件（如nureg-0800核电厂安全分析报告的标准审查大纲）对执照申请过程中可接受的标准（包括标准的版本）进行“认可”，同时对美国核管会认为需要增加的一些要求通过管理导则或其他一些文件进行补充。 美国核管会还以多种方式参与到有关标准的制订过程。美国核管会的管理导则和美国行业协会等团体制订的标准都不属于强迫执行的范围， 在实际执行过程中可采用满足联邦法规的“替代性”方法或措施， 这样也保证了不妨碍

13、技术的进步。鉴于美国所拥有的雄厚技术基础和广泛的实践， 美国的核电标准在国际上具有很高的权威性。许多发展核电的国家，如日本、韩国等，对美国某些标准，如 asm睬取的就是等效采用的方式。美国的核电标准在我国也有广泛影响， 在秦山核电厂的设计和安全审查中，在出口巴基斯坦的chashma电厂的设计和 安全审查中，大量采用了美国核电标准。（ 3）法国法国也是世界上核电比较发达的国家， 在其核电的发展过程中，也发展了一套有关核电的标准。当然在法国国家层次中通过法律法规和政府令的形式确立了核电的基本要求，但通常这个层次的文件都是非常粗略的，甚至其原则性远远超过了美国的联邦法规。在执行过程中真正可操作的，属

14、于标准层次的文件是所谓rc踪列的标准，法国人称之为“规则”。rcc（列包括了 rcc-p rcc-m rsemrcc-e rcc-g rcc-i和rcc-修，覆盖了核电厂系统、构筑物、机械设备、在役检查、电气设备、防火、燃料组件等几乎全部的核电厂领域，rcc（列标准是与某个核电的具体堆型相 对应的（后期的一些标准，如 rcc-m rcc-摩则较少与具体 堆型相联系）。由于法国的核电技术是从美国引进的，所以这 套核电标准中可发现浓厚的“美国气息”， 例如有关机械设备要求的rcc-m就可明显看出是在asmes础上发展的，主要的变化是材料的国产化替代。法国核电标准的特点是体系比较清晰和简单， 但由于

15、要使用较少的文件来替代美国庞大的标准体系，法国rcc1列核电标准中规定不清晰、不自恰或者内容缺失的地方经常存在。实际上法国rc臻列核电标准在核电厂设计和建造过程中起到的作用和美国核电标准是有很大差异的。 美国的核电标准是用于指导核电厂的设计、建造等工作的，而在法国，某型核电厂在开始开发时，并没有相对应的 rcc1列标准做指导，而 是核电用户（即edf、核电供货商（framatqme在的areva 和核安全当局三家坐在一起进行研究以达到对各种要求的共识。在该型核电厂的设计完成后，将核电厂开发过程中所达到的共识和具体的设计要求进行总结，以形成对应的rcc（列。在该型核电厂获得法国核安全当局的执照后

16、，则对应的rcck列同时生效。出于这种情况，rcc1列的另一个特点是在某些 方面要求又特别具体，如 rcc-m匕asm或具体，在某种程度 上达到了国内制造或采购技术规格书的要求。所以国内很多核电界的专家认为，rcc1列不能称之为严 格意义上的标准，而是技术规格书，其作用在于使某种核电厂 的堆型标准化。从这个过程中我们也可以看到法国发展核电的一些特点：1）高度的国家意志。 法国大规模发展核电起于 1973年开始的能源危机， 法国把发展核电作为保证国家能源安全的战略决策，各方面都必须服从这个大局。我国在审评从法国引进的大亚湾核电厂时就已经发现，如果全面用美国标准来衡量，大亚湾核电厂在许多方面不能满

17、足。 虽然法国的核电技术是自美国引进的，但法国核安全当局并没有完全照搬美国标准，而是充分考虑了法国的国情和国家利益；2）各方面的通力合作。在开发核电的过程中核电供货方、使用方和核安全管理当局充分协作，这样即可考虑技术进步，又能照顾到国内工业基础，同时可考虑安全要求和经济性要求；3）保护民族工业。虽然 rcc1列标准在核电厂的开发过程中没有起到指导作用， 但对于核电厂的出口非常有利。因为核电引进国为了确保引进核电厂的质量， 通常在合同中都必须明确列出所遵循的标准。出口国自己没有标准时，则往往很难保证出口国自己的利益。一个很好的例子是我国田湾核电厂的引进，由于俄罗斯核电标准的缺乏，在合同中列入了大

18、量的国际标准和美国标准， 为此俄罗斯必须完成许多甚至在其国内核电厂都没有开展的工作；4）核电标准化做到了核电厂的层次。开发一个核电堆型后，在此基础上通过翻版的方式建造相当数量的同型机组。由于我国从法国引进了大亚湾和岭澳核电厂， 并参考大亚湾核电厂自行设计和建造了秦山第二核电厂，以及最近在大亚湾和岭澳核电厂基础上改进翻版了若干机组，可以说国内核电界对法国核电标准的熟悉程度最高。（ 4）俄罗斯俄罗斯的核电标准大多继承于前苏联， 总体来说体系不健全，而且其标准中带有明显的前苏联体制的特点，即过多的人制色彩，如许多标准中都有在不满足某些条款时，可由某某总师技术决策的提法。俄罗斯标准的实践色彩较浓，而技

19、术基础存在欠缺。由于引进田湾核电厂的缘故， 我国对俄罗斯的核电标准也有一定程度的了解。4 对我国建立核电标准问题的一些思考笔者认为，我国核电标准的建设如何进行，取决于我国核电发展整体战略的确定， 而合理的核电发展战略的确定，又取决于对我国国情和核电规律的深入分析和研究。我国核电目前的总体状况是：（ 1 ）核电技术已拥有相当的基础。我国核能和核动力的开发起步相当早， 自身已经积累了相当多的技术和人才。 开始发展核电后， 我国先后自行设计建造了秦山核电厂、 秦山第二核电厂、出口巴基斯坦的chashma电厂，引进建设了大亚湾核电厂、岭澳核电厂、秦山第三核电厂、田湾核电厂。在这个过程中， 我们对核电技

20、术和核电规律已经拥有了相当深入的认识和掌握， 被许多人所诟病的多堆型建设， 在使我们认识和掌握核电技术和核电规律方面却起到了正面作用， 这确实也是一个吊诡。 没有这个基础， 我们就不能应付大规模的核电建设局面，也无法深入地消化引进的先进核电技术；（ 2）开发先进核电厂的技术尚有某些欠缺。在开发先进核电厂所需要的严重事故预防和缓解技术、 数字化控制和保护技术、设计为建造技术、设计为运行技术、模块化建造安装技术等方面，我国还有相当的不足，因而还不具备完全依靠自己开发先进核电厂的能力；（ 3） 设备制造能力是核电发展的瓶颈。 相对于核电厂的设计和建造能力而言，设备制造能力更显欠缺，关键大型设备还不完

21、全具备自主制造的能力。而由于核电建设的批量较小，设备制造厂对制造能力投入的动力不足，以及摊子铺的太散，更加剧了这种状况。从某种意义上说，我国核电设备的制造能 力是一个最薄弱的环节；（ 4）管理水平有待提高、观念需要改变。目前我国核电的许多环节管理水平有待提高， 许多制造和建造所出现的质量问题， 除了工业和技术水平的限制外， 管理也是一个重要原因。在很多时候， 我们还没有把核电作为一种工业设施来看，而是当作一种形象来看，这种观念也是很多问题产生的原因之一；（ 5）核电所面对的市场环境复杂。我国正处于由计划经济向市场经济转型的过程中，一方面微观经济已高度市场化，另一方面政府部门还在很大程度上习惯于

22、过去计划经济条件下所养成的行政干预方式， 同时政府部门又经常缺乏足够的手段和凝聚力将自己的意志贯彻到底。在分析了我国核电目前的状况之后， 我们还可以思考一些有关核电规律的问题：（ 1）核电的标准化要达到那个层次？统一技术路线是核电发展的唯一选择吗？法国采用标准化堆型的作法被国内核电界广泛作为核电发展的成功模式加以推崇，这无疑是对的，但不能据此就认为其他的核电发展模式不成功， 比如日本就认为根据日本的国情和核电高度复杂的特点，采用不同堆型分散风险是合理的作法。能否选择统一堆型还和一个国家的政治制度和国情有关，如美国只能通过在执照申请过程中某些方式的改变来鼓励电力公司实现核电的标准化，而无法强迫达

23、到此目标。我国核电统一技术路线的方针，是上世纪 90 年代在核电规模和需求较小的情况下提出的，而今天是否一定要统一在一个堆型上，还要根据新的情况和可能的核电规模仔细分析。（ 2）核电堆型越先进、越安全就越好吗？美国在倡导先进核电厂时，希望先进核电厂在安全性和经济性上都得到改善，但由于核电的复杂性，是否能达到这个目标还需要实践的检验， 毕竟迄今为止核电厂安全性的改进多是以一定的经济性为代价的。 而且核电安全性的选择和国情是密切相关的， 作为一个经济和科技都相对落后的发展中国家尤其要很好地把握这一点。 对核电先进性的选择也必须充分考虑国情。（ 3）渐进式还是跨越式的发展？其实不仅仅是核电，在许多领

24、域都存在这两种发展模式的争论。跨越式发展可能带来的利益大，同时风险也大，同时跨越式发展通常需要先进技术和雄厚经济基础的支撑， 而渐进式的路线往往可以比较有效地规避风险。 我们可以看到科技发达、 经济实力强大的美国在很多领域经常采用跨越式的发展模式，而法国、日本等国家往往采用渐进式的模式，但在核电领域，美国人的态度也是非常谨慎的。对我国，有一个事情是很清楚的，即积极发展核电战略的确定不是因为核电更安全了，或核电更先进了，而是因为能源需求的压力。4）其他国家发展核电的经验告诉了我们什么？由于核电属于高投入、高（经济）风险的行业（当然成功 的话也带来高回报）， 各个国家在发展核电时一般采用的策略都比

25、较慎重。如法国、日本从美国引进核电技术时，都选择了已建成运行的堆型作为参考电厂， 而各国在建设新开发的核电厂时，通常都要先建设商业示范堆，待技术得到验证后再大面积推广。法国近期要建设ep服电厂的目的在此，美国某些电 力公司选择eprb不是其他堆型的原因也在此。至于选择 ap1000 esbw摩堆型的美国电力公司目前也都在观望，态度 并不是如此积极。综合上述，笔者认为：（1）为满足我国到 2020年建成 4000万千瓦（电），在建 1800 万千瓦（电）的核电发展目标，同时又要有效地规避风险， 近期内我国核电开工的机组会以二代改进型核电机组为主，而且批量不会很小。而引进的先进核电厂在首台机组建成运行并经过几年考验之前，不会大面积推广。换句话说，先进核电厂的贡献在2020年前可能主要是在建的 1800万千瓦（电）；（ 2）考虑到这种情况，目前我国核电的安全标准不宜过度提高，必要时可以核安全当局采用补充要求的方式加以解决，如对严重事故和概率安全分析等方面的要求；（ 3）标准的要求不能一味迁就目前国内的技术水平，以利促进国内技术水平的提高，