太貴？不安全？地下核電站和常規(guī)核電站相比有哪些特點

2018-04-16 09:34:54 核電周刊　點擊量：評論 (0)

地下核電站是將若干座核反應堆及其控制系統(tǒng)、乏燃料貯存設施與處置庫共同置于地下或部分掩埋于地下的核能聯(lián)合體。（來源：核電周刊）它在世

地下核電站是將若干座核反應堆及其控制系統(tǒng)、乏燃料貯存設施與處置庫共同置于地下或部分掩埋于地下的核能聯(lián)合體。

（來源：核電周刊）

它在世界范圍來看，并不是什么新鮮的玩法。

自上世紀50年代第一座地面核電站由蘇聯(lián)建成以來，隨著國際冷戰(zhàn)日趨緊張，為提高核電設施的安全性，世界上大多數(shù)擁核國家都開展過地下核電站研究，其中包括蘇聯(lián)、美國、西德、法國、瑞士、日本、加拿大、挪威和瑞典等。

1958年前蘇聯(lián)在西伯利亞地區(qū)克拉斯諾雅爾斯克(Krasnoyarsk)附近的“K-26設施”一一現(xiàn)稱作熱列茲諾戈爾斯克(Zheleznogorsk)一一中建造了三座地下钚生產堆中的第一座，標志著人類建成了第一座地下核電站。

20世紀70年代，美國、加拿大、日本及其他國家研究了地下核電廠概念，研究以己有的1000MWe輕水堆或加拿大的850MWe坎杜堆(CANDU)設計為基礎，涵蓋了技術可行性、成本和安全性分析。有些研究曾將反應堆或透平發(fā)電機及其他發(fā)電部件安裝在挖好的巖洞中。

上世紀50～80年代全世界范圍內曾系統(tǒng)開展過地下核電站研究機構至少有以下幾個：

一、蘇聯(lián)原子能科學院、全蘇熱工研究所

二、美國加利福尼亞州能源委員會、加州理工學院

三、西德內政部、西德于希利核研究中心

四、日本貿易與工業(yè)省、國立電力工業(yè)中心研究所

五、瑞士聯(lián)邦核反應堆研究所

六、加拿大安大略水電公司

在國內，在地下建設核電站，這看上去有些異想天開。但對國內支持者來說，這種做法“能為中國未來的核電發(fā)展和拓展內陸核電廠址資源開辟一條新途徑”。

早在兩年前，“核電站反應堆及帶放射性的輔助廠房置于地下的可行性研究”已經通過中國工程院組織的結題驗收。

甚至有建議，下一步可以申請國家立項，針對具體廠址深入開展地下核電站示范工程實驗研究和前期工作。

但一些資深的核電專家在接受本報采訪時表示，在地下建設核電站是一項極其復雜和困難的工程，這在“根本上是行不通的”。

過去幾年，核動力院與長江設計院提出了具有自主知識產權的中國60萬千瓦級地下核電站總體技術方案，并針對該方案完成了廠址選擇、廠房布局、地下洞室群穩(wěn)定性、生態(tài)環(huán)境影響、全壽期安全性分析評價和經濟性分析等可行性研究工作。

作為項目的主要發(fā)起人之一，中國工程院院士、原能源部副部長陸佑楣曾公開表示，地下核電站的構想可謂前衛(wèi)，但并不是異想天開。

陸佑楣在之前接受專訪時說，可以“考慮改變核電站的布置形式，把反應堆置于地下(山體內)，巖體可以增加一道抗輻射泄漏的屏障，我國有很多崇山峻嶺，把核電站選在遠離居民區(qū)的大山里，可增加內陸核電站的站址資源，這一設想正在積極的研究和可行性論證中”。

他表示，世界上擁有核電站的國家，之所以目前還沒有地下核電站，是因為這些國家地廣人稀。但在中國則不同，中國大約七成的領土都是山。

按照“核電站反應堆及帶放射性的輔助廠房置于地下的可行性研究”的設想，可以把核電站的安全殼及其相伴的安全廠房放入山體內部，汽輪發(fā)電機放在地面。如果山體地質的條件足夠好，甚至連汽輪發(fā)電機也能一齊放入山中。

這個假設的靈感源于水電。陸佑楣曾說：“現(xiàn)在水電站的廠房大部分置于地下，水電的單機容量很大，尺寸完全可以容納第三代核電機組。”

他向本報表示，中國煤炭過度燃燒，必然要排放大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等有害廢氣和可吸入顆粒物，嚴重地影響了環(huán)境保護，對人類健康生存造成危害。在各種電力能源的結構中，應更多開發(fā)可再生能源及清潔的核電，增加這一部分電力的比重，把煤炭的消耗降下來。

基于這種考慮，他認為中國應該多利用清潔的核電。陸佑楣說，核能是高密度的能源，但中國核能的利用率太低了，而加快核電建設則具有改善國內電力結構、保護環(huán)境的重要意義。

項目的另一個主要發(fā)起人，中國工程院院士、核反應堆及核電工程專家葉奇蓁此前對媒體說，地下也是一種資源，所以有了水核共建的想法。

他表示，水核共建優(yōu)勢是水電站有水有電，并且可以省去修路等基礎設施建設，同時可以把核電作為基本負荷，水電作為調節(jié)負荷，從而實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

太貴?不安全?

但和常規(guī)的地面核電站相比，地下核電站需要增加一定的成本。葉奇蓁說，“這也是專家們的分歧所在”。

陸佑楣表示，開建地下廠房必然會增加土建施工投入，值不值得把反應堆置于地下，關鍵要看投入會增加多少，所產生的綜合效益能否彌補額外投入。他說，大量類似工程計算出的綜合數(shù)據(jù)顯示，地下洞室每立方米土建工程造價約在600元至1500元，僅占整體建設成本的3.6%。

不過，一位不愿透露姓名的資深核電專家表示，在地下建設核電站，其價格將是天價。“這是不可能的事情。”他說，“地下核電站太復雜了，這和常規(guī)的大型水電站有很大的區(qū)別。”經濟性被視為建設核電站時遇到的首要殺手。

和常規(guī)的核電站一樣，地下核電站亦將面臨地震、巖石結構、地下水等諸多難題。

針對2012年9月長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司和核動力院編制的《大型地下核電廠建設可行性報告》，專家評審稱，這是國內首次對大型地下核電廠建設進行的系統(tǒng)研究，現(xiàn)有的地下工程實踐和技術水平完全可以滿足地下核電建設的要求，地下核電因將核島置于山體巖洞內，增加了山體巖洞屏障，提高了電廠抵御飛射物、恐怖襲擊、臺風、海嘯等外部事件的能力，同時也增強了放射性的輻射防護能力。

“從核電站的特點和安全性來說，我認為，(在地下建設核電站)很難得到國家核電主管部門的同意。”另一位受訪的資深核電專家說，“地下核電站現(xiàn)在還沒有拿到正式的議程上來討論呢。”

這兩名不愿透露姓名的核電專家均表示，目前，世界上其他擁有核電站的國家都沒有做地下核電站的打算。“原因很簡單，在地下建核電站不僅沒有經濟性，而且在安全性上很難得到保障。”一位核電專家表示，“美國曾經有過這樣的打算，但最后還是放棄了。”

支持在地下建設核電站的人士認為，中國可以把高溫氣冷堆用以地下核電站的建設。高溫氣冷堆被視為一種具有良好安全特性的堆型。

2013年年初報道說，中國首座地下核電站預計2017年發(fā)電。報道稱，由中核與清華大學共同出資組建的中核能源科技有限公司已啟動了裝機容量較小的(60萬千瓦)高溫氣冷堆建設。該項目曾計劃于2014年開工。

但現(xiàn)在看來這已經不可能了。一位核電知情者表示，由于地下核電站的工程太過復雜，最后必定導致造價太高和存在各種安全隱患，使得在地下建設核電站的做法變得異常困難。

原標題:還有地下核電站？