福岛核事故五周年丨重启后的中国核电做了哪些安全提升?

澎湃新闻记者 杨漾

2016-03-11 21:28 来源:澎湃新闻

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时隔五年,福岛核事故留下的阴云仍未散尽。
2011年3月11日,日本东北部海域发生里氏9.0级地震,福岛第一核电站安全系统正常启动。首先安全停堆,安注系统和应急堆芯冷却系统立即启动,在厂外电源丧失的情况下,应急柴油机也正常启动,将余热导出。然而,强震引发的巨大海啸席卷而来,超设计的海啸高程导致全厂长时间断电,余热导出冷却失效,反应堆温度、压力不断升高。最终,引发氢爆、融堆与核辐射,举世震惊。
一系列破坏性灾害使得福岛事件成为1986年切尔诺贝利核电站事故以来最严重的核事故。不同之处在于,切尔诺贝利之所以发生事故,主要源于设计缺陷和人员操作违章。福岛则是因地震海啸超过了核电站设计标准,反应堆停堆后,长时间断电导致堆芯冷却手段长期不可用。
但相同的,是两起事故所致的萦绕人们心头的不散阴云。中国核电设计安全吗?福岛核事故会否在中国重演?事实上,核电在建规模保持全球第一的中国起步虽晚于美法日等国,但正是这种后发性,使得中国的在运、在建核电站采用了较美日等国家更加成熟和更先进的核电技术,固有安全性更高。2011年以来,结合福岛核事故的经验反馈,中国核电企业对在运、在建核电站持续开展了安全改进,以提高安全水平。
近日,澎湃新闻(www.thepaper.cn)走访了中国最大核电运营商、全球最大核电建造商中国广核集团(下称中广核)旗下的大亚湾核电基地与防城港核电基地,并就中国核电安全问题采访了中广核董事长贺禹。以下,澎湃新闻试图通过一家中国核企围绕核电安全展开的自主创新与安全管理,来呈现中国核电所经历的安全提升。
大亚湾核电基地 视觉中国 资料图
中国大陆所有在运核电机组未发生过二级以上事件和事故
随着2015年实现5台核电机组并网发电,目前中广核在运核电机组达到16台,总装机1709万千瓦,在保持中国最大核电运营商地位的同时,成为仅次于法国电力集团(EDF)、俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)、美国爱克斯龙(Exelon)电力公司、韩国水利原子能公司之后的全球第五大核电企业。
在规模不断壮大的同时,中广核安全运营业绩也持续向好。澎湃新闻获悉,2015年,中广核投运3年以上的成熟机组(大亚湾核电基地6台机组)65.3%的WANO(世界核运营者协会)指标进入世界前1/10的优秀水平,投运3年内的新机组71.9%的WANO指标进入世界前1/4的先进水平。大亚湾核电站投产后,中广核又在广东地区兴建了第二座大型商用核电站岭澳核电站。目前,岭澳一期1号机组连续安全运行超过3500天,长时间位居全球同类型60多台机组第一位。
“连续多年良好的运营业绩说明了我们有能力保证核电安全运营,也表明中广核的安全运行水平已经保持在世界先进水平。”贺禹称。
据贺禹介绍,2015年中广核各在运核电基地均及时在网站公开了运行事件、运行指标、环境监测、三废管控、辐射防护等数据。“我们2015年所有在运核电机组发生了不到10起0级事件,远低于国际上平均每台10次/年的0级事件频次。”贺禹说,国际原子能机构制定的国际核事件分级表共分为7级,其中1-3级为事件,4-7级为事故,0级事件为国际核事件分级表以下事件,从安全角度无需考虑,不会影响核电站的安全运行,仅供纠正偏差和经验反馈。
核事故影响无国界,核应急管理无小事。今年1月27日,中国发布了核应急白皮书。白皮书显示,伴随着核能事业的发展,核安全与核应急同步得到加强。中国的核设施、核活动始终保持安全稳定状态,特别是核电安全水平不断提高。中国大陆所有运行核电机组未发生过国际核与辐射事件分级表二级以上事件和事故,气态和液态流出物排放远低于国家标准限值。
福岛后针对在运、在建核电站开展安全改进
由于起步晚,中国核电无形中具备了起点高的后发优势,在运、在建核电站均采用了较美、日等国家更加成熟和更先进的核电技术,固有安全性更高。福岛核电站出现问题的环节,中国核电站设计中是否有相应的安全措施?这是公众最关心的问题。
白皮书发布当天,中国国家原子能机构主任、国家国防科技工业局局长、国家核事故应急协调委员会副主任委员许达哲介绍称,福岛核事故发生以后,中国确实采取了相对的应对措施,2011年到2014年,放缓了在建的批复速度,做了大量的工作,包括:对在运、在建的核岛进行了安全大检查;制定了最严格的安全标准;与国际标准对接,参考国际原子能机构推荐的新标准、新理念,全面改进国家核应急准备与响应工作,要求各核设施运营单位按照新标准完善应急措施;加强顶层设计,进行统筹规划,不断建立健全国家核应急综合体系。
“我国建造的是压水堆核电站,里面所有的和发生核裂变的物质有接触的水,都孤立在安全壳里面,跟汽轮机、发电机都是隔离的,这跟日本发生事故的沸水堆是不同的。”福岛核事故后,资深核电专家叶奇蓁接受采访时表示。
叶奇蓁详解了中国核电站的设计思路:
第一,抗地震设计。凡是牵涉到核电站安全的,都要按安全停堆地震来设计,这个话的含义是,即使是地震的情况下,我的系统还要保持功能,能把堆停下来。所以,厂房的地基应放在完整的基岩上,必须远离断层,特别是地表产生裂缝或者错动的活动断层,绝对不能建核电站。
第二,防洪的要求。设计会考虑到台风、海啸、海平面上升、暴雨、上游溃堤,以及波浪影响等,超越概率千分之一来确定。厂坪标高要高于基准洪水位。
第三,应急电源,主网有500千伏,还专门有一个22万伏的备用电源。设计时每台机组有两台应急柴油机,一台就能保证应急电源,同时还考虑设置一条专用的备用外电源。
第四,严重事故的预防和缓解。厂房里有移动式防氢爆措施,有完整的测量系统,一旦氢浓度高了,就消氢,现在还新设计了非能动的氢复合装置。排放的放射性气体通过过滤器,把放射性洗掉。同时快速卸压,将蒸汽排放到安全壳里,因为中国是压水堆,如果二回路压力高了,我们再二次排放蒸汽,这时候蒸汽是没有放射性的,也可以冷却主回路,主回路的排放是排放在安全壳里。
据介绍,针对在运电站,中广核制定了福岛核事故后的安全改进行动计划,包括补水改进、防水封堵、配置移动电源、移动泵、升版应急响应规程等短期安全改进项目,以及严重事故的预防和缓解、外部事件概率安全分析、提高核电厂应急响应能力等中长期改进项目。目前,已经按计划完成47项改进行动。
作为福岛核事故后安全改进项的行动之一,中广核承担的核电站非能动应急高位冷却水源系统已于2014年12月通过验收。该系统在核电站发生超设计基准事故工况下,可将高位水源的储水以自然重力方式引入辅助给水系统或乏燃料冷却系统,对其进行非能动补水。与此同时,中广核还对在建核电厂开展了28项改进项目,目前已全部按计划完成。
创新推动核电技术安全持续提升
2015年,中国自主三代核电技术华龙一号示范机组分别在福建福清和广西防城港双线开建。“目前国际上安全标准最高的就是美国和欧洲,而我国是二者融合取其高。”贺禹介绍称,以华龙一号为例,其采用的“能动和非能动相结合”的安全设计理念,采用177个燃料组件的反应堆堆芯、三个独立的安全系列、单堆布置、双层安全壳,全面平衡贯彻了纵深防御的设计原则,设置的完善的严重事故预防和缓解措施等,安全和性能指标均达到国际三代核电技术的先进水平。
以双层安全壳为例,华龙一号可抵御大型商用飞机撞击,大自由容积,从而提高设计基准事故和严重事故下的安全性。“华龙一号”采用了能动与非能动结合的技术,如果发生严重事故,可连续提供72小时冷却,确保反应堆置于安全状态。
安全是核电的生命线。为持续改进和提升安全系统,近年来中广核还进行了一系列自主创新,包括:被誉为核电站中枢神经的核安全级数字化仪控系统(DCS)——“和睦系统”;被誉为核电站心脏的百万千瓦级压水堆核电站控制棒驱动机构;可大大提高核电站应对极端自然灾害能力的核电站非能动应急高位冷却水源系统等。其中,“和睦系统”的诞生,使中国成为全世界第四个有能力生产核级DCS的国家。
除不断提升核电站的安全性之外,中广核已提前布局先进核能系统。2015年底,中广核自主研发的ACPR50S海上小型堆被纳入国家能源科技创新“十三五”规划。贺禹介绍, ACPR50S采用全非能动安全系统设计,事故情况下不需要厂外电力,7天内可不需要人员干预,半潜式深吃水设计,充分利用海水作为最终热阱并提供天然的辐射屏蔽,可有效避免由于冷源损失造成类似福岛事故的严重后果。3月9日,中广核还与中国科学院签约,合作推进最新的ADANES先进核能系统的研发。
为了更安全,中广核在深圳建设了目前全世界最先进的大型综合热工水力与安全实验室,面向第三、四代先进核电站的研发,从事实验研究和工程验证实验。“譬如我们华龙一号机组使用的核燃料组件、控制棒驱动机构等,都要在这里经过验证,符合设计要求后,获得国家核安全局认可才能使用。对于安全,丝毫马虎不得。”贺禹强调说。
核电“黄金人”:培训成本相当于战斗机飞行员
核安全高于一切,是所有核电人永远坚守的底线。据澎湃新闻了解,从入职开始,核电企业就会针对不同工种的核电人展开系统严苛的培训,培训贯穿其核电职业生涯始终。归根结底,就是通过操作技能的反复训练不断加深意识烙印,将发生人因失误的可能性降至最低。
“核安全是全过程、全方位的安全。为了更安全,我们一方面通过核安全文化建设,让安全成为从业人员自觉的行动和心中默认的假设,任何时候都始终将安全放在首位,另一方面不断加强对员工的培训,提升其从业技能。”贺禹表示。
其中最“昂贵”的莫过于被誉为“黄金人”的核电站操作员。终日身处主控室内的核电站操作员必须时刻紧盯表盘和屏幕上变化的数字和曲线。他们所掌控的,是“一墙之隔”的核反应堆。
“核电站工作人员的培训可以说是全世界最严格的职业培训了,成本高、时间长。”贺禹说,要想成为一名合格的核电站主控室操纵员,也要经历4至5年时间,其培训成本相当于培养一名战斗机飞行员,而要成为高级操纵员,则需要花费6至7年的时间。
据科技日报报道,要想成为“黄金人”,需要详细了解数千个设备的工作原理,上万个阀门、管道的现场布置。每天上班,大家配备的标准装备有:一个工具包、一把手电筒、一本厂房图、一本标满了各种现场信息的系统流程图册。脚穿防砸鞋,头戴安全帽,上下攀爬于容器、设备之上,往来穿梭于管道、阀门之间,每一个设备的标高,每一根管道的去向,都需要清清楚楚烂熟于胸。
澎湃新闻(www.thepaper.cn)在中广核大亚湾基地技能训练中心看到,有一个深达十余米、清澈见底,专门用来培训核电站换料操纵员的模拟换料水池,这也是国内唯一一个核燃料操作员培训设施。据现场工作人员介绍,每次核电站换料之前,操作员都需要经过培训,每年还需定期复训。该模拟换料水池造价高达2亿元,在世界也仅有2个。它的建成,结束了核燃料操作人员以往必须送至国外培训的历史。
据贺禹介绍,作为中广核培养核电人才的大本营,大亚湾核电基地仅用于培训的固定资产就高达20亿元,核电站的工作人员要在这里培训并通过考试后才能持照上岗,且每年还要接受复训,终生都要不停地进行培训。
“唯有安全的核电站才是经济的核电站,在任何情况下,安全都必须处于优先位置。安全永远是核电企业的‘安身之基,立命之本’,也是我们最大的社会责任。一直以来,我们都以如履薄冰的心态,敬畏核安全,守护核安全。”贺禹强调,“我们有信心保证核电的安全运营,贡献出更多安全、清洁的电力。”
责任编辑:李跃群澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 福岛,核事故,核电,核电重启,核安全,中广核,华龙一号,澎湃,澎湃新闻

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