核電標準問題芻議

1、核電標準問題芻議湯 搏國家環(huán)境保護總局核與輻射安全中心1  引言在我國加緊核電建設(shè)，同時積極推進新一代核電技術(shù)的引進和核電自主化的局面下，核電標準的自主化問題又一次被提到了臺面之上，有關(guān)部門正在組織各相關(guān)單位大力推動該項工作。筆者認為，在開展該項工作時，弄清一些基本問題，如核電標準的作用和目的何在、核電發(fā)達國家的狀況如何、我國目前的技術(shù)基礎(chǔ)是什么、以及我國應(yīng)該實施怎樣的核電標準戰(zhàn)略等，對于我國更有效地推動核電標準建設(shè)工作是非常重要的。筆者試圖在本文中對這些問題作一個初步的探討。2  核電標準的作用和目的眾所周知，近代標準化的歷史和現(xiàn)代大工業(yè)的發(fā)展是密不可分的，小農(nóng)經(jīng)濟和手工

2、作坊式的古代生產(chǎn)方式對標準化并無特別迫切的需求。在西方工業(yè)革命的過程中，近代標準化的歷史也開始了。1798年，美國的E.惠特尼首創(chuàng)了生產(chǎn)分工專業(yè)化、產(chǎn)品零部件標準化的生產(chǎn)方式，因而成為現(xiàn)代“標準化之父；1841年，英國的J.B.惠特沃思設(shè)計了“惠氏螺紋”，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了統(tǒng)一的螺釘和螺母，為互換性的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件；1870年,英國建立了“公差制”。這一系列的變革和進步促進了標準化的極大發(fā)展，行業(yè)標準化行為開始陸續(xù)出現(xiàn)。從19世紀中葉開始，各種學術(shù)團體、行業(yè)協(xié)會等民間織織紛紛成立，致力于解決行業(yè)技術(shù)的統(tǒng)一問題，制定和發(fā)布各種行業(yè)標準和團體標準，如英國的機械、土木、造船、鋼鐵、電氣工程協(xié)會，美國的

3、機械工程師、土木、鍋爐商協(xié)會、材料試驗學會等。隨著行業(yè)標準化的發(fā)展，不同行業(yè)之間的標準化問題也提上了日程。1901年，英國工程標準委員會成立，這是世界上第一個國家標準化組織。同年，美國成立了國家標準局，1918年成立了美國工程標準委員會，其他工業(yè)國家德國、法國、瑞士、荷蘭、日本、奧地利等也都紛紛成立了國家標準化機構(gòu)?？傮w而言，標準化的作用包括：（1）為實施科學管理，組織現(xiàn)代化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；（2）提高產(chǎn)品質(zhì)量；（3）改進生產(chǎn)效率；（4）促進技術(shù)進步；（5）促進資源的合理利用，保護生態(tài)；（6）保障身體健康和生命安全。需要注意的是，隨著經(jīng)濟的日益全球化和自由貿(mào)易的發(fā)展，今天技術(shù)標準也變成了技術(shù)競爭

4、的制高點和保護民族產(chǎn)業(yè)的貿(mào)易壁壘，而發(fā)達國家通過自身所具有的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢往往成為最大利益的獲得者。毫無疑問，核電的標準化也是起到上述的作用。具體來說，筆者認為我國核電的標準化應(yīng)該達到如下幾個目的：（1）通過核電的標準化，使核電廠設(shè)計、制造、建造、運行和管理所支付的成本最低，而獲得的效益最大化；（2）通過執(zhí)行適當?shù)臉藴剩ＷC核電廠的構(gòu)筑物和設(shè)備具有可靠的質(zhì)量，使核電廠的管理科學化和規(guī)范化；（3）所制訂的標準要能促進核電技術(shù)的進步，同時國內(nèi)現(xiàn)有的工業(yè)水平能夠支撐，或者是通過適當?shù)呐δ軌蜻_到；（4）由于核電廠在安全上所具有的特殊性，核電標準中還必須包括一些安全標準，以保證核電廠的安全水平可接受，

5、從而對人員、環(huán)境和社會提供充分的保護；（5）不可回避的是，核電標準對民族工業(yè)也必須提供適當?shù)谋Ｗo。一方面要促進民族工業(yè)的進步，同時要防止由于標準定的過高或不恰當，將國內(nèi)工業(yè)排擠出核電領(lǐng)域，導(dǎo)致在核電領(lǐng)域長期依賴國外的情況出現(xiàn)。在核電廠的標準化方面，還要區(qū)分幾個層次：（1）核電廠的標準化：在核電廠的總體構(gòu)型，包括構(gòu)筑物、系統(tǒng)布置、設(shè)備等方面都達到高度一致，典型的例子是法國的900MWe、1300MWe的核電廠系列；（2）核電重大設(shè)備的標準化：在核電廠的總體構(gòu)型上可能有很大差異，但主要的設(shè)備一致。典型的例子是美國西屋公司開發(fā)的許多核電廠，在功率水平、總體布置上可能有很大差異，但采用300MW的標準

6、環(huán)路，主泵、蒸汽發(fā)生器等都可通用，堆芯也形成了212、214、312、314、412和414等標準堆芯。對于主要設(shè)備是否要標準化，存在不同的觀點，例如美國CE公司開發(fā)的壓水堆核電廠，不管功率規(guī)模如何，總是使用兩臺蒸汽發(fā)生器。CE公司的觀點是以核電廠可能建造的數(shù)量來衡量，在這些大型設(shè)備上采用標準設(shè)備意義不大；（3）基礎(chǔ)層面的標準化：在最基本的零部件上，如螺釘、螺母、法蘭、閥門和電器裝置等等方面采用標準件，采用同樣的材料、機械、電氣、構(gòu)筑物等標準或規(guī)范。3  國際上核電標準的狀況前面已經(jīng)提到，近代的標準化是隨著現(xiàn)代大工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，所以工業(yè)發(fā)達國家也必然是核電標準的先行者和完善者。對

7、我國核電標準而言，接觸較多和影響較大的國際組織和國家主要有如下幾個：（1）國際原子能機構(gòu)（IAEA）作為聯(lián)合國下屬的的國際組織，IAEA自成立以來，一直比較重視標準的建立，并且試圖建立一套被成員國所共同接受的尺度。由于IAEA所承擔的職責是保證核安全和防止核擴散，自然地，IAEA在核電領(lǐng)域所建立的標準主要是核安全標準、輻射安全標準、運輸安全標準和廢物安全標準。目前IAEA所建立的核安全標準主要劃分為三個層次，即安全基礎(chǔ)（safety fundamentals）、安全要求（safety requirements）和安全導(dǎo)則（safety guides），除此之外，IAEA還通過技術(shù)文件的形式推薦

8、某些安全實踐。必須注意的是，IAEA安全標準中的前兩個層次在一個國家中通常屬于法律、法規(guī)和政策層次，而不能劃入通常意義上的標準層次。當然由于機構(gòu)的性質(zhì)，IAEA將其劃入標準系列是可以理解的。IAEA的標準匯集了大量成員國的實踐，并且根據(jù)核安全領(lǐng)域的發(fā)展而不斷修訂，目前IAEA的核安全標準已經(jīng)形成了一個內(nèi)容比較健全、覆蓋了核安全主要領(lǐng)域的體系。IAEA的核安全標準對我國的影響很大，我國的核安全法規(guī)基本是參照IAEA的相關(guān)標準編制的。IAEA的核安全標準也存在一些問題，主要有下述：1）由于各成員國的核安全實踐并不完全一致，而IAEA要照顧到所有成員國的要求和核安全實踐，這樣IAEA的核安全標準實際

9、上成為一個面面俱到，而經(jīng)常又比較含混的混合物，并且可操作性較差；2）IAEA的核安全標準要照顧到所有的成員國，但由于技術(shù)、經(jīng)濟和其他因素的影響，實際上各成員國的“話語權(quán)”是有很大差別的，因而IAEA的安全標準更多地反映了某些發(fā)達國家的立場，但發(fā)達國家國內(nèi)的核安全標準受到IAEA的影響反而比發(fā)展中國家要小的多；3）IAEA的核安全標準缺乏下層工業(yè)標準的支撐。IAEA的解釋是，其核安全標準只提供一些原則性的指導(dǎo)，而將建立工業(yè)標準的任務(wù)交給相關(guān)的工業(yè)部門完成?？梢岳斫獾氖?，受IAEA標準影響較大的發(fā)展中國家恰恰是缺乏足夠的技術(shù)和經(jīng)濟基礎(chǔ)建立工業(yè)標準的國家；4）像前面提到的，IAEA的核安全標準要照顧

10、到所有成員國的要求和實踐，這樣導(dǎo)致其在某些方面采納某個成員國的觀點，而在另外一個方面又會采納另一個成員國的觀點，這樣可能會導(dǎo)致與其相關(guān)的下層工業(yè)標準的不協(xié)調(diào)和不自恰問題；5）毋庸諱言，一些發(fā)達國家在IAEA建立核安全標準時，會盡力將自己國家的觀點納入其中。如果某個成員國采用了IAEA的核安全標準，當該國在選擇核設(shè)施時，被IAEA采納了觀點的國家自然形成了某種競爭優(yōu)勢。因而，當一個國家要采用IAEA的核安全標準時，必須對這些因素進行仔細的分析和研究，并采取措施加以解決，這樣才能形成國內(nèi)可操作的、自恰的、并且適應(yīng)國情的核安全標準。（2）美國作為經(jīng)濟、科技和核電技術(shù)最發(fā)達的國家，美國在核電標準方面無

11、疑也是最完善的，可以說目前世界的主流核安全標準就是美國所確立的，其他國家往往是在其基礎(chǔ)上的修改。由于美國國內(nèi)的行業(yè)協(xié)會和學術(shù)團體組織高度發(fā)達，因而美國有關(guān)核電的標準多是由行業(yè)協(xié)會所制訂的，如機械工程師協(xié)會（ASME）、實驗和材料協(xié)會（ASTM）、電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）、核學會（ANS）等，美國國家標準協(xié)會起到總的協(xié)調(diào)作用。而政府機構(gòu)，如美國核管會等，是以聯(lián)邦法規(guī)作為監(jiān)管基礎(chǔ)的。在聯(lián)邦法規(guī)中，除極少數(shù)情況外，通常給出的是原則性要求，所以美國核管會還制訂了管理導(dǎo)則（Regulation guide，RG），以推薦一些滿足聯(lián)邦法規(guī)的方法和措施。廣義的說，管理導(dǎo)則也可以劃入標準的范疇。美國核

12、管會通過聯(lián)邦法規(guī)、管理導(dǎo)則和其他一些文件（如NUREG-0800核電廠安全分析報告的標準審查大綱）對執(zhí)照申請過程中可接受的標準（包括標準的版本）進行“認可”，同時對美國核管會認為需要增加的一些要求通過管理導(dǎo)則或其他一些文件進行補充。美國核管會還以多種方式參與到有關(guān)標準的制訂過程。美國核管會的管理導(dǎo)則和美國行業(yè)協(xié)會等團體制訂的標準都不屬于強迫執(zhí)行的范圍，在實際執(zhí)行過程中可采用滿足聯(lián)邦法規(guī)的“替代性”方法或措施，這樣也保證了不妨礙技術(shù)的進步。鑒于美國所擁有的雄厚技術(shù)基礎(chǔ)和廣泛的實踐，美國的核電標準在國際上具有很高的權(quán)威性。許多發(fā)展核電的國家，如日本、韓國等，對美國某些標準，如ASME采取的就是等效

13、采用的方式。美國的核電標準在我國也有廣泛影響，在秦山核電廠的設(shè)計和安全審查中，在出口巴基斯坦的CHASHMA核電廠的設(shè)計和安全審查中，大量采用了美國核電標準。（3）法國法國也是世界上核電比較發(fā)達的國家，在其核電的發(fā)展過程中，也發(fā)展了一套有關(guān)核電的標準。當然在法國國家層次中通過法律法規(guī)和政府令的形式確立了核電的基本要求，但通常這個層次的文件都是非常粗略的，甚至其原則性遠遠超過了美國的聯(lián)邦法規(guī)。在執(zhí)行過程中真正可操作的，屬于標準層次的文件是所謂RCC系列的標準，法國人稱之為“規(guī)則”。RCC系列包括了RCC-P、RCC-M、RSEM、RCC-E、RCC-G、RCC-I和RCC-C等，覆蓋了核電廠系統(tǒng)

14、、構(gòu)筑物、機械設(shè)備、在役檢查、電氣設(shè)備、防火、燃料組件等幾乎全部的核電廠領(lǐng)域，RCC系列標準是與某個核電的具體堆型相對應(yīng)的（后期的一些標準，如RCC-M、RCC-G等則較少與具體堆型相聯(lián)系）。由于法國的核電技術(shù)是從美國引進的，所以這套核電標準中可發(fā)現(xiàn)濃厚的“美國氣息”，例如有關(guān)機械設(shè)備要求的RCC-M就可明顯看出是在ASME基礎(chǔ)上發(fā)展的，主要的變化是材料的國產(chǎn)化替代。法國核電標準的特點是體系比較清晰和簡單，但由于要使用較少的文件來替代美國龐大的標準體系，法國RCC系列核電標準中規(guī)定不清晰、不自恰或者內(nèi)容缺失的地方經(jīng)常存在。實際上法國RCC系列核電標準在核電廠設(shè)計和建造過程中起到的作用和美國核電

15、標準是有很大差異的。美國的核電標準是用于指導(dǎo)核電廠的設(shè)計、建造等工作的，而在法國，某型核電廠在開始開發(fā)時，并沒有相對應(yīng)的RCC系列標準做指導(dǎo)，而是核電用戶（即EDF）、核電供貨商（FRAMATOM，現(xiàn)在的AREVA）和核安全當局三家坐在一起進行研究以達到對各種要求的共識。在該型核電廠的設(shè)計完成后，將核電廠開發(fā)過程中所達到的共識和具體的設(shè)計要求進行總結(jié)，以形成對應(yīng)的RCC系列。在該型核電廠獲得法國核安全當局的執(zhí)照后，則對應(yīng)的RCC系列同時生效。出于這種情況，RCC系列的另一個特點是在某些方面要求又特別具體，如RCC-M比ASME要具體，在某種程度上達到了國內(nèi)制造或采購技術(shù)規(guī)格書的要求。所以國內(nèi)很

16、多核電界的專家認為，RCC系列不能稱之為嚴格意義上的標準，而是技術(shù)規(guī)格書，其作用在于使某種核電廠的堆型標準化。從這個過程中我們也可以看到法國發(fā)展核電的一些特點：1）高度的國家意志。法國大規(guī)模發(fā)展核電起于1973年開始的能源危機，法國把發(fā)展核電作為保證國家能源安全的戰(zhàn)略決策，各方面都必須服從這個大局。我國在審評從法國引進的大亞灣核電廠時就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果全面用美國標準來衡量，大亞灣核電廠在許多方面不能滿足。雖然法國的核電技術(shù)是自美國引進的，但法國核安全當局并沒有完全照搬美國標準，而是充分考慮了法國的國情和國家利益；2）各方面的通力合作。在開發(fā)核電的過程中核電供貨方、使用方和核安全管理當局充分協(xié)作，

17、這樣即可考慮技術(shù)進步，又能照顧到國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)，同時可考慮安全要求和經(jīng)濟性要求；3）保護民族工業(yè)。雖然RCC系列標準在核電廠的開發(fā)過程中沒有起到指導(dǎo)作用，但對于核電廠的出口非常有利。因為核電引進國為了確保引進核電廠的質(zhì)量，通常在合同中都必須明確列出所遵循的標準。出口國自己沒有標準時，則往往很難保證出口國自己的利益。一個很好的例子是我國田灣核電廠的引進，由于俄羅斯核電標準的缺乏，在合同中列入了大量的國際標準和美國標準，為此俄羅斯必須完成許多甚至在其國內(nèi)核電廠都沒有開展的工作；4）核電標準化做到了核電廠的層次。開發(fā)一個核電堆型后，在此基礎(chǔ)上通過翻版的方式建造相當數(shù)量的同型機組。由于我國從法國引進了大

18、亞灣和嶺澳核電廠，并參考大亞灣核電廠自行設(shè)計和建造了秦山第二核電廠，以及最近在大亞灣和嶺澳核電廠基礎(chǔ)上改進翻版了若干機組，可以說國內(nèi)核電界對法國核電標準的熟悉程度最高。（4）俄羅斯俄羅斯的核電標準大多繼承于前蘇聯(lián)，總體來說體系不健全，而且其標準中帶有明顯的前蘇聯(lián)體制的特點，即過多的人制色彩，如許多標準中都有在不滿足某些條款時，可由某某總師技術(shù)決策的提法。俄羅斯標準的實踐色彩較濃，而技術(shù)基礎(chǔ)存在欠缺。由于引進田灣核電廠的緣故，我國對俄羅斯的核電標準也有一定程度的了解。4  對我國建立核電標準問題的一些思考筆者認為，我國核電標準的建設(shè)如何進行，取決于我國核電發(fā)展整體戰(zhàn)略的確定，而合理的核

19、電發(fā)展戰(zhàn)略的確定，又取決于對我國國情和核電規(guī)律的深入分析和研究。我國核電目前的總體狀況是：（1）核電技術(shù)已擁有相當?shù)幕A(chǔ)。我國核能和核動力的開發(fā)起步相當早，自身已經(jīng)積累了相當多的技術(shù)和人才。開始發(fā)展核電后，我國先后自行設(shè)計建造了秦山核電廠、秦山第二核電廠、出口巴基斯坦的CHASHMA核電廠，引進建設(shè)了大亞灣核電廠、嶺澳核電廠、秦山第三核電廠、田灣核電廠。在這個過程中，我們對核電技術(shù)和核電規(guī)律已經(jīng)擁有了相當深入的認識和掌握，被許多人所詬病的多堆型建設(shè)，在使我們認識和掌握核電技術(shù)和核電規(guī)律方面卻起到了正面作用，這確實也是一個吊詭。沒有這個基礎(chǔ)，我們就不能應(yīng)付大規(guī)模的核電建設(shè)局面，也無法深入地消化引

20、進的先進核電技術(shù)；（2）開發(fā)先進核電廠的技術(shù)尚有某些欠缺。在開發(fā)先進核電廠所需要的嚴重事故預(yù)防和緩解技術(shù)、數(shù)字化控制和保護技術(shù)、設(shè)計為建造技術(shù)、設(shè)計為運行技術(shù)、模塊化建造安裝技術(shù)等方面，我國還有相當?shù)牟蛔?，因而還不具備完全依靠自己開發(fā)先進核電廠的能力；（3）設(shè)備制造能力是核電發(fā)展的瓶頸。相對于核電廠的設(shè)計和建造能力而言，設(shè)備制造能力更顯欠缺，關(guān)鍵大型設(shè)備還不完全具備自主制造的能力。而由于核電建設(shè)的批量較小，設(shè)備制造廠對制造能力投入的動力不足，以及攤子鋪的太散，更加劇了這種狀況。從某種意義上說，我國核電設(shè)備的制造能力是一個最薄弱的環(huán)節(jié)；（4）管理水平有待提高、觀念需要改變。目前我國核電的許多環(huán)節(jié)

21、管理水平有待提高，許多制造和建造所出現(xiàn)的質(zhì)量問題，除了工業(yè)和技術(shù)水平的限制外，管理也是一個重要原因。在很多時候，我們還沒有把核電作為一種工業(yè)設(shè)施來看，而是當作一種形象來看，這種觀念也是很多問題產(chǎn)生的原因之一；（5）核電所面對的市場環(huán)境復(fù)雜。我國正處于由計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的過程中，一方面微觀經(jīng)濟已高度市場化，另一方面政府部門還在很大程度上習慣于過去計劃經(jīng)濟條件下所養(yǎng)成的行政干預(yù)方式，同時政府部門又經(jīng)常缺乏足夠的手段和凝聚力將自己的意志貫徹到底。在分析了我國核電目前的狀況之后，我們還可以思考一些有關(guān)核電規(guī)律的問題：（1）核電的標準化要達到那個層次？統(tǒng)一技術(shù)路線是核電發(fā)展的唯一選擇嗎？ 法國采用

22、標準化堆型的作法被國內(nèi)核電界廣泛作為核電發(fā)展的成功模式加以推崇，這無疑是對的，但不能據(jù)此就認為其他的核電發(fā)展模式不成功，比如日本就認為根據(jù)日本的國情和核電高度復(fù)雜的特點，采用不同堆型分散風險是合理的作法。能否選擇統(tǒng)一堆型還和一個國家的政治制度和國情有關(guān)，如美國只能通過在執(zhí)照申請過程中某些方式的改變來鼓勵電力公司實現(xiàn)核電的標準化，而無法強迫達到此目標。我國核電統(tǒng)一技術(shù)路線的方針，是上世紀90年代在核電規(guī)模和需求較小的情況下提出的，而今天是否一定要統(tǒng)一在一個堆型上，還要根據(jù)新的情況和可能的核電規(guī)模仔細分析。（2）核電堆型越先進、越安全就越好嗎？ 美國在倡導(dǎo)先進核電廠時，希望先進核電廠在安全性和經(jīng)濟

23、性上都得到改善，但由于核電的復(fù)雜性，是否能達到這個目標還需要實踐的檢驗，畢竟迄今為止核電廠安全性的改進多是以一定的經(jīng)濟性為代價的。而且核電安全性的選擇和國情是密切相關(guān)的，作為一個經(jīng)濟和科技都相對落后的發(fā)展中國家尤其要很好地把握這一點。對核電先進性的選擇也必須充分考慮國情。（3）漸進式還是跨越式的發(fā)展？ 其實不僅僅是核電，在許多領(lǐng)域都存在這兩種發(fā)展模式的爭論?？缭绞桨l(fā)展可能帶來的利益大，同時風險也大，同時跨越式發(fā)展通常需要先進技術(shù)和雄厚經(jīng)濟基礎(chǔ)的支撐，而漸進式的路線往往可以比較有效地規(guī)避風險。我們可以看到科技發(fā)達、經(jīng)濟實力強大的美國在很多領(lǐng)域經(jīng)常采用跨越式的發(fā)展模式，而法國、日本等國家往往采用漸

24、進式的模式，但在核電領(lǐng)域，美國人的態(tài)度也是非常謹慎的。對我國，有一個事情是很清楚的，即積極發(fā)展核電戰(zhàn)略的確定不是因為核電更安全了，或核電更先進了，而是因為能源需求的壓力。（4）其他國家發(fā)展核電的經(jīng)驗告訴了我們什么？由于核電屬于高投入、高（經(jīng)濟）風險的行業(yè)（當然成功的話也帶來高回報），各個國家在發(fā)展核電時一般采用的策略都比較慎重。如法國、日本從美國引進核電技術(shù)時，都選擇了已建成運行的堆型作為參考電廠，而各國在建設(shè)新開發(fā)的核電廠時，通常都要先建設(shè)商業(yè)示范堆，待技術(shù)得到驗證后再大面積推廣。法國近期要建設(shè)EPR核電廠的目的在此，美國某些電力公司選擇EPR而不是其他堆型的原因也在此。至于選擇AP1000

25、、ESBWR等堆型的美國電力公司目前也都在觀望，態(tài)度并不是如此積極。綜合上述，筆者認為：（1）為滿足我國到2020年建成4000萬千瓦（電），在建1800萬千瓦（電）的核電發(fā)展目標，同時又要有效地規(guī)避風險，近期內(nèi)我國核電開工的機組會以二代改進型核電機組為主，而且批量不會很小。而引進的先進核電廠在首臺機組建成運行并經(jīng)過幾年考驗之前，不會大面積推廣。換句話說，先進核電廠的貢獻在2020年前可能主要是在建的1800萬千瓦（電）；（2）考慮到這種情況，目前我國核電的安全標準不宜過度提高，必要時可以核安全當局采用補充要求的方式加以解決，如對嚴重事故和概率安全分析等方面的要求；（3）標準的要求不能一味遷就目前國內(nèi)的技術(shù)水平，以利促進國內(nèi)技術(shù)水平的提高，同時又要防止過度的超越，使我國核電