替王亦楠老师去探访AP1000，寻找那些“质疑”的答案

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替王亦楠老师去探访AP1000，寻找那些“质疑”的答案 2017-12-22 核电那些事   具备装料条件的三门核电  作为一个科学技术工作者，最基本的一个问题，就是要尊重客观事实，这个事实你要搞清楚。黑的就是黑的，白的就是白的，没有第二种解释。 ——林承格 原国家核安全局常务副局长兼总工程师  2017年12月4日，王亦楠研究员在《中国经济周刊》2017年第47期发表了题为《三门、海阳核电站的“装料投运”切勿冒险闯关》一文，对AP1000引进消化吸收再创新进行质疑。  经了解，虽然从外界来看，一直鲜有公开回应王亦楠研究员的声音，但事实上，很多专家学者，监管机构都针对其提出的问题和王亦楠研究员交换过意见，但从后续效果来看，王亦楠研究员只选择对她预设立场有帮助的材料，长此以往，造成了专家学者对于这种歪曲事实的行为产生了意见，不愿意再去理会。  考虑到王亦楠研究员从未进行过实际走访，故此次小编替王亦楠研究员，带着她提出的“质疑”，实际走访AP1000的设计院所、依托项目工程和工程总包方，总结整理相关素材，针对其中这些问题和质疑予以理性客观、实事求是的回应。  客观讲：比起质疑，理性解答更加不易。  本文所列问题均为王亦楠研究员文章原文摘录，针对性的解答王亦楠研究员的一些“质疑”：比如将两台机组造价“折扣”到一台机组上、将关于美国AP1000项目的管理问题“误解”成技术问题，凡此种种，不一一列举。  希望读者可以耐心读完，   01 “基本” 这件事 “基本有效、基本满足、基本符合”是否符合中央领导对核电建设一再强调的“必须绝对保证安全”“安全第一、质量第一”方针，是否符合“从最坏处着眼、做最充分的准备”的忧患意识？存在的问题属于“已经切实解决”还是“根本没有考虑”呢？   - 1 -  1984年，我国设立了国家核安全局，依法对我国民用核设施实施独立的核安全监管，确保核安全决策不受任何核电发展部门和单位的影响。  以国际原子能机构发布的安全标准为基础，我国建立了系统、完善的核安全法规标准，并与国际先进安全标准保持同步，具有当前国际最高水平。  可以理解为：全过程的监管，分阶段的许可。  国家核安全局对安全质量的瞒报虚报与违规操作，坚持“零容忍”。  正是在这样严密的核安全监管下，我国现役核电机组一直保持着良好的安全运行业绩，迄今未发生国际核事件分级（INES）2级和以上级别的运行事件。  在世界核电运营者协会（WANO）综合排名中，我国在运的核电机组各项性能指标均处于全球中上水平，部分机组处于世界先进水平。  针对AP1000依托项目，以三门为例，自2008年8月三门核电厂1号机组核岛基坑负挖验槽到2017年7月，国家核安全局和华东核与辐射安全监督站，对三门核电厂1号机组共进行了68次核安全监督检查，期间共提出442项核安全管理要求，各项管理要求均已落实完成。  - 2 -  从“基本满足”到“已具备装料条件”是不断发展的动态过程，不能简单地将“必须绝对保证安全”、“质量第一、安全第一”的最高要求和安全审评结论对立起来。  王亦楠研究员文中反复提到“三个基本”，但文章中所指的报告并未出现“三个基本”的论述。  报告中只有一处相关，即“装料和生产准备工作基本满足要求”。  需要特别强调的是，由于检查报告中提出了在装料前还需要完成的28项整改要求，因此用“基本”的论述，是科学、严谨的。这些整改项，8月21日已经华东站核查后确认全部关闭。  因此，“基本满足”是阶段性结论，强调只有完成整改才能进行装料的专业判断，保证了安全监管全覆盖、无漏项，这是对中央领导关于核电建设“必须绝对保证安全”、“质量第一、安全第一”顶层要求的坚决贯彻与严格落实。    02 边设计、边施工、边修改的困境 原定2013年投入商运的我国三门和海阳核电站之所以陷入“三边工程”（边设计、边施工、边修改）的困境，关键在于AP1000所谓先进“非能动安全系统”的核心技术如屏蔽电机主泵、爆破阀等重要的安全级核心设备，从未在压水堆核电站领域生产和应用过，毫无任何经验数据支撑，情况属实吗？  一项新技术研发，总是要通过模拟实际工况的反复试验来进行验证，这是工程技术界普遍的常识。  在处理主泵、爆破阀问题的过程中，通过反复的试验验证来证明其完全满足实际运行工况，相应地，也花费了大量时间，给工程拖期造成了较大影响。  然而，主泵、爆破阀问题已全面解决。  - 1 - 关于主泵  屏蔽主泵已经有几十年高度可靠的运行业绩，但AP1000应用的主泵，功率比以前的都要大，而且外围尺寸限制要求比较高，给轴承设计带来了更大的难度。  经过5年左右的研制，AP1000屏蔽主泵研制成功并在调试中得到有效验证，16台主泵运行正常，满足技术规格书要求。  - 2 - 关于爆破阀  由于三代的鉴定条件比二代要求要更加苛刻，经过4年多的试验与精准研制，最后完全达到技术规格书要求，充分验证了爆破阀在各种预期条件下完全能够实现开启，设备全部实现了自主化、国产化。  - 3 - 关于首堆拖期  新核电技术的研发总是会遇到一些意想不到的问题，这些问题就需要在建造过程中发现和解决，所以往往这样的项目就会拖期。  EPR首堆是芬兰奥尔基洛托3号机组，该机组于2005年开工，原本计划是2009年投产的，现在估计要拖期9年。AP1000首堆，中美双方也是千辛万苦、努力工作，项目建成拖期了四年左右。  特别要指出的是，作为依托项目的经验反馈与教训，在重大专项与示范工程项目的实施中，做到了消化吸收与自主设计再创新并举。   03 设计修改和知识产权 三门1号机组已发生约3万次的设计修改，而每一次修改无论是否有效？三门业主都要给西屋付费，导致1号机组的实际开支已由原定的210亿元飙升至目前的525亿元人民币（且还未见顶），而AP1000的知识产权却全部归西屋所有。  - 1 - 设计修改的过程是严谨的，管控是有效的  核电站是设备众多、建造要求严格的大型系统工程，设计修改是经常发生的，所以在IAEA和各国的核安全法规中对设计修改都有单独的规定。  哪怕那些已建造过、运行过的核电厂设计，在建造过程中也会有5000到6000项的设计修改。  首堆的设计在实施过程中会遇到各种可建造型的问题，就必须进行设计修改。  由于西屋原始设计问题而产生的设计改进，中方无需向西屋付费。  特别是，凡是影响原安全评价的设计修改，都必须提交国家核安全局审评、批准，以防止设计修改降低原设计的安全性水平。   - 2 - 关于工程造价上升的原因  三门一期两台机组原计划投资并非210亿（小编：这个“误会“非常容易造成了工程造价高昂到离谱的认知误区），而是401亿元人民币（2009年开工前国家发改委核准评估确定的金额），目前上升至两台机组525亿元人民币（2016年中咨公司审定的调概金额）。  投资超支的主要原因是工程延期，也有部分影响来自设备价格的市场变化、福岛事故响应后的整改、进口税收政策调整、设计变更影响等。  当然如果是中方采购设备特别是国产化设备的适应性设计变更，西屋会收取不符合项处理费用，整个三门、海阳两个项目四个机组这部分费用大约为8.35亿元人民币，显而易见，这笔费用不可能是造价上升的主要原因。   - 3 - 关于引进消化吸收  依托项目的主要目标是在引进消化吸收的基础上，弄清搞懂非能动技术，基于中国的核工业、装备制造与核电自主设计建设运行经验基础上，创新研发具有完全自主知识产权的CAP1400。  如今，AP1000引进消化吸收目标已基本实现，我国已比较全面掌握了AP1000设计、设备制造、工程管理和建造技术，在弄清搞懂基础上，完成了CAP1000自主化标准设计，并在国际高水平上起步，形成具有完全自主知识产权的核电型号—CAP1400，完成了国家重大专项的主要创新目标。   04 中美审批的差异 2012年，美国核管会（NRC）给其本土两个AP1000核电站颁发的“建造运营许可证”是“有条件的”许可。尽管美国采用的是AP1000升级版（安全标准比中国三门、海阳高），但NRC仍然保留了“30多项重要系统（包括非能动安全系统）的测试试验项目”未予认可，明确要求“西屋公司必须提供可靠的监测、试验、评估数据且得到NRC认可批准后，核电站才能装料调试”，西屋公司答复“只能等到中国三门和海阳核电站投运后才可能提供全部测试数据”。也就是说，美国本土的AP1000核电站只有有了充分试验数据才能“装料调试”，中国AP1000则是在诸多重要试验缺失的情况下就想要“装料运行”。在我国的三门、海阳核电站“装料投运”前，到底是已有可靠的监测试验评估数据，还是要靠“撞大运”冒险闯关？   - 1 - 美国颁发核电厂“建造运营许可证” 从来就是“有条件的”许可  美国核电厂审评采用“一步法”，即电厂业主在获得建造和运行联合执照(COL)后，即可开始核电厂的建造，条件具备后即可装料而无需另发许可证，这跟我国核电厂实行在厂址选择、建造、装料、运行和退役等全过程、分阶段的核安全许可证制度不同。  因此，美国核管会（NRC）给核电厂颁发“建造运营许可证”，都是“有条件的”许可，即规定若干检查、试验、分析和验收准则(ITAAC)，电厂需要在后续工作中陆续关闭所有ITAAC，得到NRC认可(某些情况下还需要经公众听证通过)。这是美国核电厂装料前的正常流程。  “30多项重要系统（包括非能动安全系统）的测试试验项目”不是未予认可，NRC只是要求这些项目要通过实堆试验，得到实堆的试验结果，进行分析、评价，再提交NRC审评认可。  我国核安全局高度关注美国AP1000联合运行许可证（COL）和检验、试验、分析、接受准则（ITTAC）项目的进展，并要求三门、海阳核电厂1号机组完成COL和ITAAC的工作。  在2017年10月三门核电厂1号机组首次装料前专项检查中，装料前所有COL和ITAAC行动项均已确认落实关闭。   - 2 - 三门、海阳项目完成所有装料前调试 充分验证系统功能和安全性、可靠性  在依托项目调试中，三门、海阳两个项目的1号机组按照国家核安全局批准的《机组调试大纲》完成了装料前的调试工作，各完成调试试验项目399项，充分验证了系统功能和系统安全性、可靠性。  仅针对非能动安全系统就开展了包括26项系统试验在内的完整的调试试验，试验结果均满足设计要求，验证了非能动安全系统的性能以及电厂建造与设计的一致性和符合性，符合国际、国内通行法规要求和做法。  因此，在不全面了解审评制度，片面对比，且引用2012年的评审和回复意见，来质疑2017年的装料前准备工作的充分程度，并得出“冒险闯关”的论断，是不恰当的。   - 3 - 中美施工建造都采用的是AP1000  DCD19设计 不存在版本代差  目前美国AP1000项目为DCD第19版，三门、海阳依托项目也同步采纳DCD第19版。  三门版本的AP1000与美国19版本和英国GDA版本是完全一致的，唯一不同是大飞机撞击。   05 美国AP1000停建的原因 当三门和海阳原定8月的装料计划被搁置之后，有人把美国AP1000核电站停建和取消的原因解释为“并非技术有问题，而是纯属投资方的经济问题”。但在2017年9月4日，美国南卡罗来纳州州长亨利麦克马斯特办公室向公众披露，美国柏克德（BECHTEL）工程公司于2016年2月提交的一份独立评估分析报告显示，AP1000存在重大问题包括技术设计缺陷。是这样？到底存在哪些缺陷？都解决了吗？   美国本土AP1000核电站 Vogtle 和 VC Summer 项目大概情况可以从网址上找：   - 1 - Vogtle 两台机组预计于2021年和2022年商运  佐治亚电力公司与东芝就“母公司保证”达成“建设性协议”。  当前，Vogtle 3、4机组的建设工作仍在继续，Bechtel公司负责该项目的日常建设工作。两台机组预计分别于2021年和2022年开始商运。  相关链接 http://www.world-nuclear-news.org/C-Toshiba-to-complete-Vogtle-parent-guarantee-payments-0612177.html   - 2 - VC Summe由于项目延误和成本超支，需寻找新的合作伙伴  美国当地时间2017年7月31日，继Santee Cooper由于项目延误和成本超支决定不再继续支持VC Summer两台AP1000机组的后续建设后，另一股东方SCE&G也决定停止该项目的建设。  8月1日，SCE&G向南卡罗来纳州公共服务委员会（PSC）递交了请愿书，要求批准其放弃计划。  8月15日，SCE&G宣布"针对(各利益相关者及南卡州大会成员的)这些关切，并允许政府官员有足够的时间进行审查"，决定"自愿撤回"放弃请愿。  关于重启该项目的可行性，公司表示首先需要寻找一个有意愿的合作伙伴。目前未见南卡PSC对VC Summer项目有再进一步的表态。  相关链接 www.world-nuclear-news.org/NN-SCEG-withdraws-petition-to-abandon-Summer-project-1608174.html   - 3 - 对于VC Summer的独立评估报告 Bechtel报告的“重大问题”主要聚焦项目管理 而非断章取义“技术设计缺陷”   经过查阅原文，得到的信息如下：  Bechtel的报告针对VC Summer项目提出了8个重大问题  虽然项目联队的工程、采购和施工计划及时间表是一体化的，但计划和时间表并没有及时反映实际的项目情况；  项目联队缺乏交付项目成果所需的项目管理集成整合；  业主和项目联队之间缺乏统一计划的愿景、目标和责任；  合同似乎并没有特别有效地为业主或项目联队服务；  详细的工程设计尚未完成，将影响采购和施工的绩效；  由于发布的设计通常不可直接用于施工 (注：西屋虽已发布文件，但状态为冻结，即暂时不能用于施工)，造成了大量的变化并导致延误；  业主所采取的监管措施不利于建设方进行实时、适当的成本和进度控制；  项目联队的成员(Westinghouse Electric Company和CB&I)之间关系紧张，很大程度上是由商业问题引起的。  Bechtel为此给出了若干建议，主要是创建一个新的“更容易实现”的项目计划。  同时，要求西屋尽快完成设计，并释放超过1000张状态为“冻结”的图纸，把现场改单改入施工图等。  报告原文通篇所指出的问题、风险，所谓“重大问题”主要是指项目管理方面，而非“重大技术设计缺陷”。  当然，该报告反映的西屋工程设计滞后的确属实，这也是造成依托项目工期延误的主要原因。  同时期，三门海阳一期设计已完成。  相关链接 http://www.world-nuclear-news.org/C-US-governor-releases-report-on-VC-Summer-flaws-06091701.htm   06 主泵 当年田湾核电站主泵（由俄罗斯供应，且已有多年运行经验）仅仅做了一个局部的轴封改动，国家核安全监管部门就要求必须做“8000小时连续运行”的耐久性试验才算过关；而西屋公司头一次推出、从未在核电站领域验证过的AP1000主泵，却只需达到“累计运行500小时”就算耐久性试验成功，还宣称“保证60年免维护”。国家核安全监管部门对两个主泵的耐久性试验要求为何会有如此巨大反差的双重标准呢？  - 1 - 屏蔽主泵的运行机理  机械轴密封主泵依靠机械轴密封系统保持一回路冷却剂不从轴封处漏出，轴与轴封之间有一定的机械接触。  轴密封系统一般用几个换料周期后必须更换，所以轴密封泵必须至少能运行一个换料周期以上，轴封泵可在现场维护。相比机械轴密封泵，屏蔽泵结构简单，但制造难度大，精度要求极高，需要很强的精密制造能力，不易在核电现场进行维护。  了解屏蔽主泵技术原理的人都知道，在正常运行过程中，主泵没有机械磨损，磨损主要发生在启停过程中。  如果一切正常，主泵在全寿期启停次数约为100次以内。而AP1000主泵耐久性试验要求经历50个循环、每个循环10种模态，共500个模态的耐久性试验中，设置了500次不同转速下停泵和500次启动的试验，加上累计500小时额定工况（高温高压下）运行试验考核。  耐久性鉴定试验表明轴承的磨损量远远低于预期，并确认即使高达3000次的启停，在60年运行过程中磨损量也不会超过设计考虑的磨损裕量。  也就是说，500次启停完全包络了AP1000主泵实际启停次数要求，500小时覆盖了材料和部件的疲劳设计要求，更多的启停次数和运行时间试验要求并不代表更严苛的技术要求。  屏蔽主泵是精密设备，任何的设备部件异常，都会导致振动幅值超标或立即停泵。  三门与海阳首台机组正常运行时候的主泵振幅小于10μm。目前16台主泵有3个机组的12台经历了热态试验，16台主泵各个工况下的累计运行时间超过了20000小时。    07 AP1000的GDA评审 2016年11月28日，《世界核新闻》报道：尽管西屋公司为GDA审查已努力10年，但英国仍认为“绝不能高抬贵手”，因发现“AP1000在关键领域存在明显隐患，可能会发生严重核事故、导致灾难性的损害”。 英国核安全监管机构的GDA评审当时基于那些理由？  查阅了文中提到的《世界核新闻》，并未看到“AP1000在关键领域存在明显隐患，可能会发生严重核事故、导致灾难性的损害”的字句，不知该结论从何而来。  AP1000已经通过GDA审查，说明技术上不存在风险  2017年3月，AP1000已通过了GDA审查，负责审查的英国核监管办公室（ONR）在GDA总结报告中，相信AP1000设计适合于在英国进行建造和运行。对于GDA问题关闭阶段提出的设计变更，ONR认为不会对AP1000通用设计造成重大影响。  此外，2016年11月的《世界核新闻》报道中仅提到“风险”，是由于大量评估工作，ONR“按时”交付GDA评估项目存在风险，非AP1000技术存在问题，且并未出现“明显隐患”、“灾难性的损害”等表述。  相关链接 http://www.world-nuclear-news.org/RS-UK-regulators-may-move-GDA-target-date-for-AP1000-28111601.html    经过实地的走访，有这么几点心得：  AP1000技术相关各方，面对质疑，态度都是绝对积极善意的。在探访过程中，各方都在满足本职工作的前提下，尽最大可能进行充分交流，面对质疑和问题，坦诚相对，有理有据，鲜有情绪化的表现。  三代核电的引进有很多难题去挑战，但也是基于这种挑战的克服，使我国对于新技术的设计理解，设备升级和整体产业观念提升，都是有着深刻影响的，首堆的拖期，有技术攻关的因素，也有重视安全的考量，我们更应该关注如何将这些经验在后续的建设中进行应用。  要尊重法律授予流程本身的权威，如果任何的质疑都可以凌驾于流程之上去推翻重来，那法律和制度的意义就荡然无存了。  面对质疑、消除误解，最重要的是还原事实的本来面貌。了解的越多，那种理性的平静会比揣测带来的恐惧更有力度。  相信王亦楠研究员如果进行实际探访的话，那些文中的“质疑”会得到迅速的解答，不妨一试。  毕竟，疑问不会在一遍又一遍的撰文中得到解答。   而就在这篇文字写到结尾的时候，美国传来消息：Georgia PSC投票通过，决定继续建设采用 AP1000技术的 Vogtle项目。    这一次  美国人民选择和中国人民一起  利用核能创造美好未来