核電廠商品級物項適用性確認淺論及實踐

李曉峰

【摘 要】核電廠運營階段商品級設備或零部件的停產淘汰，核安全相關的屬性對此類備件的替代方案評估帶來困難，論文對商品級物項的適用性確認方法進行闡述，并對核電廠常用的備件品類繼電器進行實踐評估。

【Abstract】During the operation stage of nuclear power plant， commercial grade equipment or spare parts are shut down， and related attributes of nuclear safety bring difficulties to the evaluation of alternatives to such spare parts. This paper elaborates on the applicability confirmation method of commercial grade items， and carries out practical evaluation on the relay of spare parts commonly used in nuclear power plant.

【關鍵詞】商品級物項;適用性確認;繼電器

【Keywords】commercial grade items; applicability confirmation; relay

【中圖分類號】TM623? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）08-0073-02

1 引言

1.1 商品級物項的定義

核電廠是由安全相關部件和非安全相關部件構成。安全相關部件需符合法規制定質量保證大綱的要求，通過采取計劃和系統的措施，以控制安全相關部件的質量。

商品級物項指符合以下條件的物項：不受核設施特定設計要求或技術規格要求的約束;用于除核設施以外的用途;按照制造商公布的產品描述（如產品目錄）中給出的規格，從制造商/供應商采購。

1.2 商品級物項的應用需求

在20世紀80年代美國三哩島事故后，因新建核電廠數量減少，急劇萎縮的核電市場使得部分供應商沒有足夠能力繼續執行既有的核質保大綱，只能按照商品級物項采購備品備件。隨著核電廠投入運行的時間越來越長，設備的淘汰升級等問題日益凸顯，對供應商按照核質保大綱供貨的要求越來越多，包括證明與停產設備的等效性、評估生產過程的變化等。

2 商品級物項適用性確認

擬用于安全相關用途的商品級物項的適用性確認涉及兩個步驟：技術等效性評估、產品驗收方法。

2.1 技術等效性評估

典型的技術等效性評估過程有以下6個步驟：①確定技術評估需求。通常，在物項的功能特性、安裝互換性，環境兼容性或鑒定一致性出現變化時需要進行技術評估。②零部件安全功能識別。部件如果不需要執行安全相關功能，與安全無關，反之，該部件與安全相關。零件的可靠故障機制如果影響組件的安全相關功能，該部件非安全相關，反之與安全無關。③失效模式和后果分析。失效模式和后果分析是實現安全功能識別的具體方法。④相似性或替代項目認定。⑤替代項目的等效性評估。針對替代前后差異性進行評估，評估的依據包括：系統設計要求和通用技術要求等。⑥技術和質量要求的規范。包括：技術參數的明確、生產設計制造的規范以及供應商文檔提供的要求。

2.2 產品驗收方法

2.2.1 專項試驗和檢驗

通過專項試驗和檢驗驗收商品級物項應在物項收貨時或收貨后進行專項試驗和檢驗，以驗證選定的關鍵特性是否滿足采購技術要求，專項試驗和檢驗也可包括安裝后試驗。

如果有足夠的數據來進行相應的檢驗和試驗，對所有商品級物項，買方宜采用該方法，該方法最適合性質相對簡單的、確認關鍵特性可做試驗的物項。

要采用專項試驗和檢驗的驗收方法，應通過編制計劃或檢查表來驗證物項的關鍵特性。此計劃或檢查表應包括：試驗和檢驗內容、試驗方法和檢驗技術、驗收標準、檢驗和試驗結果的評價。

在適當的情況下，可按照抽樣方案進行檢驗和試驗。可以將安裝后的試驗作為標準維護試驗的一部分。核電廠運營商可以把特殊檢驗和試驗外包給認可的試驗機構。

一旦通過專項試驗和檢驗驗證了關鍵特性，買方可認定物項可以用在安全相關用途。專項試驗和檢驗報告構成客觀證據。

2.2.2 供應商商品級調查

核電廠運營商希望根據供應商進行商品質量控制驗收商品級物項時，可采用供應商商品級調查的方法，該方法可構成質量計劃、程序或實踐。該方法最適合由一個供應商獨家提供、技術信息較難獲取、組合件等特征的物項。

進行商品級調查必須滿足兩個基本標準：第一，供應商必須確認在商品質量體系活動范圍內選定的商品級物項的關鍵特性受控;第二，必須向核電廠運營商保證其質量體系活動對商品級物項實施了充分和適當的控制。

2.2.3 源地驗證

源地驗證適合單個物項或物項發貨，源地驗證更適合不常采購或需要催交的物項。如果源地驗證時確定供方適當地控制了關鍵特性，收貨時只需要驗證件號。一旦完成標準收貨檢驗和源地驗證文件，相應的物項就被驗收。

應在批準的調查計劃/檢查表上記錄源地驗證的結果，調查計劃/檢查表包括：供應商要控制的關鍵特性、針對關鍵特性應驗證的供應商控制、調查方法、驗證活動及其結論。

2.2.4 合格供應商/物項性能記錄

核電廠運營商可以基于對供應商商品級物項的信心（信心來自于該物項成熟的性能）驗收該物項。采用該方法，核電廠運營商可基于成功應用上述三種方法或相關行業性能數據所獲得的歷史驗證資料信賴物項的性能。

2.2.5 兩種或兩種以上方法結合使用

為了有效驗證關鍵特性并且形成合理保證物項合格的客觀證據，可同時采用二種或二種以上的上述驗收方法。

2.3 產品驗收的樣本選取方案

產品驗收的樣本選取方案直接關系到驗收結果的客觀公正性，樣本選取方案與產品驗收方法的選擇息息相關。一般情況下，專項試驗和檢驗、源地驗收這兩種驗收方法需考慮樣本選取方案。

樣本選取方案還與驗收內容是否包括破壞性試驗相關;樣本選取方案包括樣本量大小、是否隨機等，詳細的樣本選取方案的制定可參考Guideline for Sampling in the Commercial-Grade Item Acceptance Process（TR-017218-R1）。

3 商品級物項適用性確認實踐

3.1 物項基本信息：電磁繼電器

應用系統：核島廠房核級風閥啟閉控制柜控制繼電器。

供應商：蘇州東儀。

制造商：歐姆龍。

型號：MY4N-J DC24/48。

3.2 技術等效性評估

3.2.1 確定技術評估需求

制造商已確定MY4N-J DC24/48型繼電器已停產，已確定更換產品，需要進行技術評估，以確認接口、互換性、安全性、適合性和功能性是否滿足要求。

3.2.2 零部件的功能分類

該繼電器控制核級風閥的啟閉，與安全有關。控制功能是通過改變繼電器觸點的狀態來完成的，因此，繼電器的功能模式是有效的。

3.2.3 失效模式和影響分析

可靠的故障機制/模式及其對繼電器的影響如下：①拒動或誤動：未改變狀態或失去控制功能。②觸點表面的腐蝕：高電阻/電路完整性損失。③觸點短路或開路：電路完整性喪失。④地震事故期間的安裝完整性：母部件完整性的喪失。⑤在地震事故中觸點顫振：虛假驅動。

3.2.4 相似性或替代項目評估

制造商已確定更換繼電器，原件不再可用。因此，這是一個替代項目采購。

3.2.5 替代項目的等效性評估

通過對MY4ZN-D2-DC24/48及MY4N-J DC24/48型繼電器的關鍵特性參數絕緣強度、動作/復位電壓、動作/復位時間、觸點容量、接觸電阻、材料、尺寸、重量和安裝方式進行對比評估，MY4ZN-D2-DC24/48項繼電器可以替代MY4N-J DC24/48型繼電器。

3.2.6 技術和質量要求規范

繼電器：MY4ZN-D2-DC24/48（及安裝附件）。

文件：技術規格說明書，完工報告（需包含質量計劃、出廠性能檢驗報告）。

3.3 產品驗收方法

產品驗收方法選擇專項試驗和檢驗及源地驗證，識別關鍵驗證參數及驗收標準如下，并作為文件記錄。檢查項目：操作功能、釋放功能、線圈電阻、動作電壓、釋放電壓、接觸電阻、動作時間、釋放時間，驗收標準按廠家技術規格書。

4 結語

核電廠運行所需備品備件更新換代較頻繁，商品級物項的適用性確認將會作為一種主要技術評估手段來實現核級備件的使用評估。作為核電廠運營備品備件的技術從業人員，應該加強商品級物項的適用性確認的理論學習及實踐，積累相關經驗，在保障核安全的基礎上創造更多的經濟效益。