李俊1 王莉2 沈光3 邢以翔4 常乐5
摘 要：本文以ISO9000体系管理思想为基础，借鉴ITER及世界其他国家对核装置部件管理模式和标准，提出了未来中国聚变工程实验堆的质量管理策略的初步设想。着重从体系建立、质量安全分级、标准化等方面进行了阐述。
关键词：聚变工程实验堆；质量体系；分级；标准
1、引言
中国聚变工程实验堆（CFETR）是国家基于国际热核聚变实验堆（ITER）的工程实践的丰富经验，发展本国聚变工程的重要装置。是未来发展聚变能商用化的重要里程碑工程。该工程实验堆既不同于以往的如EAST或HT7此类的实验装置，也有异于ITER这样的物理实验堆，而是更倾向于未来商用堆或DEMO的持续运行的一个工程堆。设计建造这样的工程实验堆在国内甚至在国际上都没有先例可遵循。因此相应的质量管理工作也是一个全新的领域。本文结合ITER和民用核装置的质量要求，从体系建立、质量安全分级、质量文件编制及标准的建立四个方面浅谈对中国聚变工程实验堆质量保证的初步设想。只在为进行该设施工程建设的相关组织和人员在策划、建立质量保证体系时提供参考。
2、质量保证体系建立
聚变工程建设是一项技术密集、工艺复杂、管理接口繁多、质量和核安全程度要求高的复杂工程。需要一个完整科学的质量保证体系来保证核设施工程建设的质量，同时确保所建造的核设施能安全、可靠地运行，最大程度的减少事故对人员，环境造成的辐射危害。
在质量保证体系建立的初期，可以首先应结合本组织拟承担或已承担的任务，确定本组织在质量保证体系建立过程中应遵循的依据和适用的法规；一般核电装置质量应满足的要求通常有两类文件，一类是国家核安全条例和法规，一类是适用于核电装置建设的技术规范、标准、技术条件、规格书等技术文件。如国家核安全局编辑出版的《中华人民共和国核安全法规汇编》和《核安全导则汇编》。由于目前在聚变实验堆领域暂时还没有国家层面的法规，故未来很可能先以技术规范类的文件作为最初具有约束力的规定来执行。
其次，在组织内对相关领导、部门负责人、业务骨干等人员进行必要的法规培训，使他们理解、消化法规对质量保证体系建立的要求和内涵以及对质量保证体系建立的具体做法。包括：透彻地分析需要完成的任务、明确承担任务的组织机构和人员职责、根据任务确定所需人员的技能以及选择和培训人员、使用适当的设备和程序、创造良好的工作环境、验证任务是否符合要求、出现问题采取的纠正和预防措施、提供证明质量的记录等。质量保证体系建立的具体方法和步骤如图1所示。（见P23页）
由于涉及到核安全，该项目按照ITER的模式，未来可以结合参照国际原子能机构IAEA GS-R-3标准《设施和活动的管理体系》，美国机械工程学会ASME NQA-1标准《核设施的质量保证体系》，以及ISO 9001 标准《质量保证体系》的要求组建质量管理体系和制定具体的质量计划运行该项目。
3、质量及物项分级
未来聚变工程实验堆系统复杂、设备及部件众多，各个系统、设备、部件、构筑物所执行的安全功能不同，其失效后的后果不同。为此，在该工程建设的设计、采购、制造、土建、安装、试验、调试等活动中，对这些物项或过程的“控制和验证的方法或水平”也有所不同。国际上及国内相关行业对类似的复杂装置、系统均采取分级或分类实施不同等级的“控制和验证的方法或水平”，以达到既不造成浪费，又确保物项的质量水平受控。ITER在对质量分级时按照1）安全重要级别2）可以预见的装置故障和失效的影响3）跟故障和失效风险相关的成熟度和复杂度三个原则进行了划分，该原则与目前民用核设施建造中的质量分级原则类似。未来聚变堆的质量分级可以从对功能、环境、人身安全、法规、成本和进度影响的程度进行划分，总体的分级可参考下表：
按照总体的质量分级可以对项目中的物相和服务进行分级，分级一般考虑以下几个方面：
(1)物项或服务的失灵或失效可能导致的风险
(2)物项在设计、采购、制造、建造、运行及管理等方面的复杂性、独特性、成熟性，包括物项在工艺、方法和设备上是否需要特殊的控制、管理和检查以及物项的功能要求能在多大程度上通过检查和试验进行证实。
(3)物项或服务的质量史和标准化程度。
(4)服务工作本身的重要性、复杂性、独特性和成熟性等。可以综合参考ITER及我国民用核设施质量保证级别的制定原则来制定。
未来聚变堆的物项分级可以从安全，抗震，设计，文件，监控等方面进行综合考虑，汇编对于不同质量分级所对应的分级表，作为指导具体管理活动分级的指针。下表结合ITER和《压水堆核电厂核岛机械设备设计规范》对聚变堆的分级做了初步汇编：
根据项目中确定的质量等级制定的具体物项的管理要求时，可以参考HAF.JOO45的相关管理规定。这里要指出的是对于一个项目合同，若涉及到多个物项或服务时，应按本项目合同中物项或服务的最高质量保证等级来确定其项目合同的质量保证等级。在具体实施时，按各物项或服务确定的质量保证等级对应的质量保证要求进行分别控制。
4、质量体系文件的编制
在质量方针和质量目标、活动或过程及组织机构确定之后，质量保证体系的基本内容已经具备，这时组织应按照图1 所示的方法和步骤，以及图2 的文件结构，完成与质量保证体系对应的文件编制。
图2 聚变堆工程建设质量保证体系的文件结构
质量保证体系的文件编制要体现安全法规及相关法规等要求，充分结合组织拟承担或已承担的任务特点、质量方针、质量目标。体系文件应具有符合、确定、相容、可操作可检查的特点。需要重点关注“特殊情况”如设计变更、文件变更、材料代用、紧急放行、不符合项处理等预防控制措施的制定。
体系文件编制前，首先需要做好相应的策划工作，主要包括建立质量保证大纲及其程序文件的框架结构，其次要对相关法律法规进行排查，保证文件在符合法律法规的要求下编制，同时要明确各文件间的接口，职责的关系，最后成立专门的编写小组编制文件编写计划开始编写。编写过程中由于文件交叉，重叠，矛盾等问题要注意协调统稿，最终通过组织相关部门进行集中评审，评审中要特别关注程序的可操作性及法规的符合性。
5、标准化
标准化是未来建造聚变堆的必经之路。以ITER为例，作为国际目前最大的聚变试验装置, 由于很多聚变领域里的特殊技术要求已超出了现有裂变堆的技术规范和标准, ITER 从一开始就考虑建立针对聚变装置的标准体系，当然，作为一个国际合作项目，建立这样一套标准体系需要综合考虑各国有关该领域的相关标准，是一个杂糅了各国设计，建造经验的组合标准体系。
从目前的现状看，法、美等国在标准设计和制定走在世界的前列，尤其是法国曾经在发展裂变核电时,制定了一系列核电标准( RCC 系列, 包括RCC - C、RCC - E、RCC - M、RCC - MR 和RSE- M五部分), 对推动法国本国核工业设备的国产化做出了突出的贡献。现在法国已发布了最新的RCC- MR 2007其中就新增了对ITER装置真空室( VV ) 的制造、焊接等方面具体要求, ITER 已选择RCC - MR2007(液态金属快中子增殖堆核岛机械设备设计和建造规则)作为真空室的设计和制造规则。另外,据了解美国机械工程师协会( ASME ) 目前正在编制锅炉及压力容器规范的第III卷中的第4分册, 其内容将包括磁约束核聚变各个环节。
未来聚变工程堆的标准化工作总体来说可以借鉴法、美在聚变领域已经制定的标准，参考ITER成功实践的经验及国内建造裂变堆的各种现有标准基础上建立。由于中国聚变工程实验堆是一个在国内建造的项目，其在标准的制定上要比国际合作项目在协调和进程上较有优势。
参考文献
[1] HAF003-1991. 核电厂质量保证安全规定.
[2] GB/T17569-1998. 压水堆核电厂物项分级.
[3] 昝云龙主编. 质量管理[M]. 北京：原子能出版社，2002.
[4] 荆世林 核设施工程建设的质量保证分级[J]. 核动力工程. 2008(S1)
[5] 马校正,韩淑芳,郁蓓,田学航. 关于质量保证的分级管理[J]. 核安全. 2009(03)
[6] Sands D, Alejaldre C. Johnson G “Quality Classification Determination”
