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福島核事故五周年丨重啟后的中國核電做了哪些安全提升?
時隔五年,福島核事故留下的陰云仍未散盡。
2011年3月11日,日本東北部海域發(fā)生里氏9.0級地震,福島第一核電站安全系統(tǒng)正常啟動。首先安全停堆,安注系統(tǒng)和應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)立即啟動,在廠外電源喪失的情況下,應(yīng)急柴油機也正常啟動,將余熱導(dǎo)出。然而,強震引發(fā)的巨大海嘯席卷而來,超設(shè)計的海嘯高程導(dǎo)致全廠長時間斷電,余熱導(dǎo)出冷卻失效,反應(yīng)堆溫度、壓力不斷升高。最終,引發(fā)氫爆、融堆與核輻射,舉世震驚。
一系列破壞性災(zāi)害使得福島事件成為1986年切爾諾貝利核電站事故以來最嚴(yán)重的核事故。不同之處在于,切爾諾貝利之所以發(fā)生事故,主要源于設(shè)計缺陷和人員操作違章。福島則是因地震海嘯超過了核電站設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),反應(yīng)堆停堆后,長時間斷電導(dǎo)致堆芯冷卻手段長期不可用。
但相同的,是兩起事故所致的縈繞人們心頭的不散陰云。中國核電設(shè)計安全嗎?福島核事故會否在中國重演?事實上,核電在建規(guī)模保持全球第一的中國起步雖晚于美法日等國,但正是這種后發(fā)性,使得中國的在運、在建核電站采用了較美日等國家更加成熟和更先進(jìn)的核電技術(shù),固有安全性更高。2011年以來,結(jié)合福島核事故的經(jīng)驗反饋,中國核電企業(yè)對在運、在建核電站持續(xù)開展了安全改進(jìn),以提高安全水平。
近日,澎湃新聞(www.usamodel.cn)走訪了中國最大核電運營商、全球最大核電建造商中國廣核集團(下稱中廣核)旗下的大亞灣核電基地與防城港核電基地,并就中國核電安全問題采訪了中廣核董事長賀禹。以下,澎湃新聞試圖通過一家中國核企圍繞核電安全展開的自主創(chuàng)新與安全管理,來呈現(xiàn)中國核電所經(jīng)歷的安全提升。

中國大陸所有在運核電機組未發(fā)生過二級以上事件和事故
隨著2015年實現(xiàn)5臺核電機組并網(wǎng)發(fā)電,目前中廣核在運核電機組達(dá)到16臺,總裝機1709萬千瓦,在保持中國最大核電運營商地位的同時,成為僅次于法國電力集團(EDF)、俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)、美國愛克斯龍(Exelon)電力公司、韓國水利原子能公司之后的全球第五大核電企業(yè)。
在規(guī)模不斷壯大的同時,中廣核安全運營業(yè)績也持續(xù)向好。澎湃新聞獲悉,2015年,中廣核投運3年以上的成熟機組(大亞灣核電基地6臺機組)65.3%的WANO(世界核運營者協(xié)會)指標(biāo)進(jìn)入世界前1/10的優(yōu)秀水平,投運3年內(nèi)的新機組71.9%的WANO指標(biāo)進(jìn)入世界前1/4的先進(jìn)水平。大亞灣核電站投產(chǎn)后,中廣核又在廣東地區(qū)興建了第二座大型商用核電站嶺澳核電站。目前,嶺澳一期1號機組連續(xù)安全運行超過3500天,長時間位居全球同類型60多臺機組第一位。
“連續(xù)多年良好的運營業(yè)績說明了我們有能力保證核電安全運營,也表明中廣核的安全運行水平已經(jīng)保持在世界先進(jìn)水平。”賀禹稱。
據(jù)賀禹介紹,2015年中廣核各在運核電基地均及時在網(wǎng)站公開了運行事件、運行指標(biāo)、環(huán)境監(jiān)測、三廢管控、輻射防護等數(shù)據(jù)。“我們2015年所有在運核電機組發(fā)生了不到10起0級事件,遠(yuǎn)低于國際上平均每臺10次/年的0級事件頻次。”賀禹說,國際原子能機構(gòu)制定的國際核事件分級表共分為7級,其中1-3級為事件,4-7級為事故,0級事件為國際核事件分級表以下事件,從安全角度無需考慮,不會影響核電站的安全運行,僅供糾正偏差和經(jīng)驗反饋。
核事故影響無國界,核應(yīng)急管理無小事。今年1月27日,中國發(fā)布了核應(yīng)急白皮書。白皮書顯示,伴隨著核能事業(yè)的發(fā)展,核安全與核應(yīng)急同步得到加強。中國的核設(shè)施、核活動始終保持安全穩(wěn)定狀態(tài),特別是核電安全水平不斷提高。中國大陸所有運行核電機組未發(fā)生過國際核與輻射事件分級表二級以上事件和事故,氣態(tài)和液態(tài)流出物排放遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值。
福島后針對在運、在建核電站開展安全改進(jìn)
由于起步晚,中國核電無形中具備了起點高的后發(fā)優(yōu)勢,在運、在建核電站均采用了較美、日等國家更加成熟和更先進(jìn)的核電技術(shù),固有安全性更高。福島核電站出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié),中國核電站設(shè)計中是否有相應(yīng)的安全措施?這是公眾最關(guān)心的問題。
白皮書發(fā)布當(dāng)天,中國國家原子能機構(gòu)主任、國家國防科技工業(yè)局局長、國家核事故應(yīng)急協(xié)調(diào)委員會副主任委員許達(dá)哲介紹稱,福島核事故發(fā)生以后,中國確實采取了相對的應(yīng)對措施,2011年到2014年,放緩了在建的批復(fù)速度,做了大量的工作,包括:對在運、在建的核島進(jìn)行了安全大檢查;制定了最嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn);與國際標(biāo)準(zhǔn)對接,參考國際原子能機構(gòu)推薦的新標(biāo)準(zhǔn)、新理念,全面改進(jìn)國家核應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)工作,要求各核設(shè)施運營單位按照新標(biāo)準(zhǔn)完善應(yīng)急措施;加強頂層設(shè)計,進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,不斷建立健全國家核應(yīng)急綜合體系。
“我國建造的是壓水堆核電站,里面所有的和發(fā)生核裂變的物質(zhì)有接觸的水,都孤立在安全殼里面,跟汽輪機、發(fā)電機都是隔離的,這跟日本發(fā)生事故的沸水堆是不同的。”福島核事故后,資深核電專家葉奇蓁接受采訪時表示。
葉奇蓁詳解了中國核電站的設(shè)計思路:
第一,抗地震設(shè)計。凡是牽涉到核電站安全的,都要按安全停堆地震來設(shè)計,這個話的含義是,即使是地震的情況下,我的系統(tǒng)還要保持功能,能把堆停下來。所以,廠房的地基應(yīng)放在完整的基巖上,必須遠(yuǎn)離斷層,特別是地表產(chǎn)生裂縫或者錯動的活動斷層,絕對不能建核電站。
第二,防洪的要求。設(shè)計會考慮到臺風(fēng)、海嘯、海平面上升、暴雨、上游潰堤,以及波浪影響等,超越概率千分之一來確定。廠坪標(biāo)高要高于基準(zhǔn)洪水位。
第三,應(yīng)急電源,主網(wǎng)有500千伏,還專門有一個22萬伏的備用電源。設(shè)計時每臺機組有兩臺應(yīng)急柴油機,一臺就能保證應(yīng)急電源,同時還考慮設(shè)置一條專用的備用外電源。
第四,嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解。廠房里有移動式防氫爆措施,有完整的測量系統(tǒng),一旦氫濃度高了,就消氫,現(xiàn)在還新設(shè)計了非能動的氫復(fù)合裝置。排放的放射性氣體通過過濾器,把放射性洗掉。同時快速卸壓,將蒸汽排放到安全殼里,因為中國是壓水堆,如果二回路壓力高了,我們再二次排放蒸汽,這時候蒸汽是沒有放射性的,也可以冷卻主回路,主回路的排放是排放在安全殼里。
據(jù)介紹,針對在運電站,中廣核制定了福島核事故后的安全改進(jìn)行動計劃,包括補水改進(jìn)、防水封堵、配置移動電源、移動泵、升版應(yīng)急響應(yīng)規(guī)程等短期安全改進(jìn)項目,以及嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解、外部事件概率安全分析、提高核電廠應(yīng)急響應(yīng)能力等中長期改進(jìn)項目。目前,已經(jīng)按計劃完成47項改進(jìn)行動。
作為福島核事故后安全改進(jìn)項的行動之一,中廣核承擔(dān)的核電站非能動應(yīng)急高位冷卻水源系統(tǒng)已于2014年12月通過驗收。該系統(tǒng)在核電站發(fā)生超設(shè)計基準(zhǔn)事故工況下,可將高位水源的儲水以自然重力方式引入輔助給水系統(tǒng)或乏燃料冷卻系統(tǒng),對其進(jìn)行非能動補水。與此同時,中廣核還對在建核電廠開展了28項改進(jìn)項目,目前已全部按計劃完成。
創(chuàng)新推動核電技術(shù)安全持續(xù)提升
2015年,中國自主三代核電技術(shù)華龍一號示范機組分別在福建福清和廣西防城港雙線開建。“目前國際上安全標(biāo)準(zhǔn)最高的就是美國和歐洲,而我國是二者融合取其高。”賀禹介紹稱,以華龍一號為例,其采用的“能動和非能動相結(jié)合”的安全設(shè)計理念,采用177個燃料組件的反應(yīng)堆堆芯、三個獨立的安全系列、單堆布置、雙層安全殼,全面平衡貫徹了縱深防御的設(shè)計原則,設(shè)置的完善的嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施等,安全和性能指標(biāo)均達(dá)到國際三代核電技術(shù)的先進(jìn)水平。
以雙層安全殼為例,華龍一號可抵御大型商用飛機撞擊,大自由容積,從而提高設(shè)計基準(zhǔn)事故和嚴(yán)重事故下的安全性。“華龍一號”采用了能動與非能動結(jié)合的技術(shù),如果發(fā)生嚴(yán)重事故,可連續(xù)提供72小時冷卻,確保反應(yīng)堆置于安全狀態(tài)。
安全是核電的生命線。為持續(xù)改進(jìn)和提升安全系統(tǒng),近年來中廣核還進(jìn)行了一系列自主創(chuàng)新,包括:被譽為核電站中樞神經(jīng)的核安全級數(shù)字化儀控系統(tǒng)(DCS)——“和睦系統(tǒng)”;被譽為核電站心臟的百萬千瓦級壓水堆核電站控制棒驅(qū)動機構(gòu);可大大提高核電站應(yīng)對極端自然災(zāi)害能力的核電站非能動應(yīng)急高位冷卻水源系統(tǒng)等。其中,“和睦系統(tǒng)”的誕生,使中國成為全世界第四個有能力生產(chǎn)核級DCS的國家。
除不斷提升核電站的安全性之外,中廣核已提前布局先進(jìn)核能系統(tǒng)。2015年底,中廣核自主研發(fā)的ACPR50S海上小型堆被納入國家能源科技創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃。賀禹介紹, ACPR50S采用全非能動安全系統(tǒng)設(shè)計,事故情況下不需要廠外電力,7天內(nèi)可不需要人員干預(yù),半潛式深吃水設(shè)計,充分利用海水作為最終熱阱并提供天然的輻射屏蔽,可有效避免由于冷源損失造成類似福島事故的嚴(yán)重后果。3月9日,中廣核還與中國科學(xué)院簽約,合作推進(jìn)最新的ADANES先進(jìn)核能系統(tǒng)的研發(fā)。
為了更安全,中廣核在深圳建設(shè)了目前全世界最先進(jìn)的大型綜合熱工水力與安全實驗室,面向第三、四代先進(jìn)核電站的研發(fā),從事實驗研究和工程驗證實驗。“譬如我們?nèi)A龍一號機組使用的核燃料組件、控制棒驅(qū)動機構(gòu)等,都要在這里經(jīng)過驗證,符合設(shè)計要求后,獲得國家核安全局認(rèn)可才能使用。對于安全,絲毫馬虎不得。”賀禹強調(diào)說。
核電“黃金人”:培訓(xùn)成本相當(dāng)于戰(zhàn)斗機飛行員
核安全高于一切,是所有核電人永遠(yuǎn)堅守的底線。據(jù)澎湃新聞了解,從入職開始,核電企業(yè)就會針對不同工種的核電人展開系統(tǒng)嚴(yán)苛的培訓(xùn),培訓(xùn)貫穿其核電職業(yè)生涯始終。歸根結(jié)底,就是通過操作技能的反復(fù)訓(xùn)練不斷加深意識烙印,將發(fā)生人因失誤的可能性降至最低。
“核安全是全過程、全方位的安全。為了更安全,我們一方面通過核安全文化建設(shè),讓安全成為從業(yè)人員自覺的行動和心中默認(rèn)的假設(shè),任何時候都始終將安全放在首位,另一方面不斷加強對員工的培訓(xùn),提升其從業(yè)技能。”賀禹表示。
其中最“昂貴”的莫過于被譽為“黃金人”的核電站操作員。終日身處主控室內(nèi)的核電站操作員必須時刻緊盯表盤和屏幕上變化的數(shù)字和曲線。他們所掌控的,是“一墻之隔”的核反應(yīng)堆。
“核電站工作人員的培訓(xùn)可以說是全世界最嚴(yán)格的職業(yè)培訓(xùn)了,成本高、時間長。”賀禹說,要想成為一名合格的核電站主控室操縱員,也要經(jīng)歷4至5年時間,其培訓(xùn)成本相當(dāng)于培養(yǎng)一名戰(zhàn)斗機飛行員,而要成為高級操縱員,則需要花費6至7年的時間。
據(jù)科技日報報道,要想成為“黃金人”,需要詳細(xì)了解數(shù)千個設(shè)備的工作原理,上萬個閥門、管道的現(xiàn)場布置。每天上班,大家配備的標(biāo)準(zhǔn)裝備有:一個工具包、一把手電筒、一本廠房圖、一本標(biāo)滿了各種現(xiàn)場信息的系統(tǒng)流程圖冊。腳穿防砸鞋,頭戴安全帽,上下攀爬于容器、設(shè)備之上,往來穿梭于管道、閥門之間,每一個設(shè)備的標(biāo)高,每一根管道的去向,都需要清清楚楚爛熟于胸。
澎湃新聞(www.usamodel.cn)在中廣核大亞灣基地技能訓(xùn)練中心看到,有一個深達(dá)十余米、清澈見底,專門用來培訓(xùn)核電站換料操縱員的模擬換料水池,這也是國內(nèi)唯一一個核燃料操作員培訓(xùn)設(shè)施。據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹,每次核電站換料之前,操作員都需要經(jīng)過培訓(xùn),每年還需定期復(fù)訓(xùn)。該模擬換料水池造價高達(dá)2億元,在世界也僅有2個。它的建成,結(jié)束了核燃料操作人員以往必須送至國外培訓(xùn)的歷史。
據(jù)賀禹介紹,作為中廣核培養(yǎng)核電人才的大本營,大亞灣核電基地僅用于培訓(xùn)的固定資產(chǎn)就高達(dá)20億元,核電站的工作人員要在這里培訓(xùn)并通過考試后才能持照上崗,且每年還要接受復(fù)訓(xùn),終生都要不停地進(jìn)行培訓(xùn)。
“唯有安全的核電站才是經(jīng)濟的核電站,在任何情況下,安全都必須處于優(yōu)先位置。安全永遠(yuǎn)是核電企業(yè)的‘安身之基,立命之本’,也是我們最大的社會責(zé)任。一直以來,我們都以如履薄冰的心態(tài),敬畏核安全,守護核安全。”賀禹強調(diào),“我們有信心保證核電的安全運營,貢獻(xiàn)出更多安全、清潔的電力。”





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