我國(guó)核電廠安全改進(jìn)要求

福島事故后，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)與各國(guó)在提高核電安全標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求方面開展了大量的研究與探索。

歐盟加強(qiáng)核電安全立法，要求成員國(guó)新建核電站設(shè)計(jì)要保證即便反應(yīng)堆堆芯損壞也不會(huì)影響到電站外部。歐洲議會(huì)能源委員會(huì)作出對(duì)歐洲核電站安全升級(jí)的決議，預(yù)計(jì)升級(jí)工作將耗資250億歐元。

在我國(guó)，國(guó)家核安全局和有關(guān)部門對(duì)民用核設(shè)施進(jìn)行了綜合安全檢查工作，制定了《福島核事故后核電廠改進(jìn)行動(dòng)通用技術(shù)要求》，在防洪、應(yīng)急補(bǔ)水及相關(guān)設(shè)備、移動(dòng)電源及設(shè)置、乏燃料池監(jiān)測(cè)、氫氣監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)等方面提出了具體的改進(jìn)要求。

而對(duì)于未來新建核電廠的安全要求，《核安全與放射性污染防治“十二五”規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)》中給出了總體目標(biāo)：對(duì)“十二五”期間開工建設(shè)的核電廠，堆熔頻率低于10-5/堆年，大規(guī)模放射性釋放頻率低于10-6/堆年。對(duì)“十三五”期間開工建設(shè)的核電廠力爭(zhēng)從設(shè)計(jì)上實(shí)際消除大量放射性物質(zhì)釋放的可能性。

環(huán)保部核電安全監(jiān)管司副司長(zhǎng)湯搏在會(huì)上透露，目前國(guó)家核安全局正在組織力量編制“十二五”期間新建核電廠的安全審評(píng)原則。審評(píng)原則中包含了在綜合安全檢查中已確定的改進(jìn)項(xiàng)目，同時(shí)在如下方面考慮加強(qiáng)：廠址安全評(píng)價(jià)和外部事件評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、增強(qiáng)抗震能力、增強(qiáng)應(yīng)對(duì)SBO的措施、增強(qiáng)堆芯安全裕度等等。

“安全裕度的范圍仍然存在爭(zhēng)論。對(duì)于‘力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)上實(shí)際消除大量放射性物質(zhì)釋放的可能性’，目前國(guó)家核安全局已組織開展相關(guān)研究，為其制訂一個(gè)具體的解釋和可操作標(biāo)準(zhǔn)。”湯搏說。

新技術(shù)、新構(gòu)想閃耀會(huì)場(chǎng)

會(huì)上，來自法國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)等多個(gè)國(guó)家的專家和企業(yè)介紹了各自的新技術(shù)方案和設(shè)計(jì)產(chǎn)品。其中，美國(guó)IEEE成員吉姆-格爾森(Jim.Gleason)介紹了一款名為GLS快動(dòng)氣敏陶瓷材料氫感測(cè)器的新產(chǎn)品，引起了大家的廣泛關(guān)注。

和瓦斯有類似之處，空氣中氫含量超過4%就會(huì)發(fā)生爆炸，福島事故中由于安全殼密封出現(xiàn)問題，氫氣泄漏，以致發(fā)生了氫爆。鑒于氫爆的危險(xiǎn)性，我國(guó)對(duì)核電廠的改進(jìn)要求中增添了安全殼氫濃度監(jiān)測(cè)儀表一項(xiàng)。記者從中廣核了解到，中廣核在建項(xiàng)目中已安裝了氫氣監(jiān)測(cè)裝置。

GLS快動(dòng)氣敏陶瓷材料氫感測(cè)器的與眾不同之處在于，其不僅能及時(shí)探測(cè)氫氣的濃度，還能定位氫氣聚集的位置。而且安全殼的內(nèi)外均可以安裝。

對(duì)于這款新產(chǎn)品，在場(chǎng)的多位業(yè)內(nèi)人士表示出濃厚的興趣。不過，據(jù)了解，目前該產(chǎn)品還沒有引入國(guó)內(nèi)。

除了這款氫氣探測(cè)器，國(guó)內(nèi)上海核工程研究設(shè)計(jì)院國(guó)家設(shè)計(jì)大師夏祖諷帶來的嚴(yán)重事故下三重安全殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案成為了全場(chǎng)又一個(gè)焦點(diǎn)。

目前全世界核電工程中，采用的均為單層或雙層安全殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。夏祖諷在發(fā)言中表示，福島核事故表明，核電站的安全殼結(jié)構(gòu)完整性在嚴(yán)重事故面前過分脆弱。新的核電廠要面對(duì)嚴(yán)重堆芯融毀事故，需要設(shè)計(jì)出新的更為強(qiáng)健的安全殼，以阻斷嚴(yán)重事故下大量放射性向環(huán)境釋放。

“在應(yīng)對(duì)嚴(yán)重事故措施方面，除AP1000及EPR機(jī)組外，目前所有其他新一代機(jī)組的應(yīng)對(duì)措施均介于它們兩者之間，而且迄今為止的所有措施都只在工藝上采取嚴(yán)重事故的緩解。可以說還存在很多不足。”夏祖諷表示，更重要的是，所有機(jī)組均未考慮堆芯最終全部融塌后，在安全殼內(nèi)會(huì)出現(xiàn)的延期超壓可能高達(dá)原先傳統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)壓的2到3倍;而在延期超壓作用下，目前安全殼只能利用其結(jié)構(gòu)本身承壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)裕量，但那時(shí)其結(jié)構(gòu)完整性能力明顯不足，泄漏大幅增加，意味著安全殼無法阻斷放射性向外界環(huán)境釋放。

ASME的BPV規(guī)范2009參考導(dǎo)則第3版Vol.1中，針對(duì)堆芯融毀事故后果，首次提出了“三重安全殼結(jié)構(gòu)的概念方案”。上海核工程研究設(shè)計(jì)院在此方案基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn)：預(yù)應(yīng)力主安全殼結(jié)構(gòu)的筒壁厚為2.4m，足以阻擋任何大型飛機(jī)的惡意撞擊，而且對(duì)安全殼的一些設(shè)計(jì)構(gòu)造作了改進(jìn)，確定了鋼束的總體布置并對(duì)堆芯熔融物腔室構(gòu)造也作了改善。

根據(jù)該院的方案，主安全殼內(nèi)余熱經(jīng)其頂部設(shè)置一組氣動(dòng)壓力釋放閥有控地把放射性壓力蒸汽排放至中層鋼安全殼中，鋼安全殼既可密封包容放射性，又能把蒸汽熱量傳遞到殼表面，經(jīng)外層屏蔽殼噴淋及氣冷把熱量非能動(dòng)傳入大氣中。

對(duì)于此方案的實(shí)際效果和可行性，多位業(yè)內(nèi)人士發(fā)表了自己的看法和疑問，和方案設(shè)計(jì)者進(jìn)行了熱烈的討論。

“該方案事實(shí)上只比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)多增加些廉價(jià)的建筑材料費(fèi)卻可省略只應(yīng)對(duì)嚴(yán)重事故設(shè)計(jì)的某些昂貴工藝設(shè)施，它可看作為目前對(duì)嚴(yán)重事故設(shè)計(jì)的一種安全兜底方案，而且它可適用于任何核電機(jī)組并取得同樣效果。以最低的經(jīng)濟(jì)代價(jià)使人民擺脫對(duì)核電廠的恐懼，造福社會(huì)。”夏祖諷說