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記者探營中廣核:為核電安全續航

大(dà)亞灣核電基地。 采訪(fǎng)對象供圖


11月3日傍晚,站在深圳大亞灣核電基地的嶺澳觀景平台,秋(qiū)風颯颯,海麵(miàn)正有落日餘暉,幾隻白鷺在後山天空盤旋飛舞,前方分別位於左右(yòu)兩側的嶺澳核電站和大亞(yà)灣核電站盡收(shōu)眼底。核電站選址(zhǐ)有(yǒu)何(hé)考究?核電站運行的原理是怎樣的?核電站的保護(hù)措施如何?核電(diàn)站會發生核(hé)爆炸嗎?帶著這些普通公眾的疑問,記者近距離接(jiē)觸了核電站。
核電站選址有何考究?
人口(kǒu)密度、地質地形、航空測量、地(dì)下勘探等萬裏挑一
“遠處的圓柱(zhù)形建築就是核島,核電運行最核心的核反應堆組(zǔ)件就放置在(zài)內。”站在觀景平台,順著手指的方向,中國廣核集團有(yǒu)限公(gōng)司文化宣傳(chuán)中(zhōng)心主任助理袁(yuán)昌紅介紹,核島旁邊龐(páng)大的方形(xíng)建築就是(shì)汽輪發電機廠房。
據介紹,核電站選址要(yào)求十分苛(kē)刻,除了考慮核電站周圍的(de)人口密度、地質地形等外,航空測量、地(dì)下勘探、大氣擴散等十八般(bān)武藝都用上了。
“大亞灣核電站本身是處在一塊完整的花崗岩上,周圍50公裏沒有大的斷裂帶,本身出現地震的概率就非常低。”中廣核大亞灣(wān)核電運營管理有限責(zé)任公司安全總監趙福明說,大亞灣核電站的主要建築物的(de)設計能抵禦烈度達8度的地震(zhèn)衝擊,距離最近的能動斷層超過20公裏,距離最近的板塊交界(jiè)1000公裏,位(wèi)於地殼(ké)相對穩定的區域。
這裏發生海嘯的幾率(lǜ)也很小。權威分析(xī),目前潛(qián)在威脅我國沿海核電廠的主要地震源產(chǎn)生的海嘯,到達大(dà)亞灣核電基地外(wài)海處高度最高約為2.7米,而大亞灣核電基地的廠坪標高為6.5米(mǐ),防波堤高達13.8米至14米,可以有效抵禦台風和海嘯帶來的增水。
記者在現場看到,核電廠的外圍,沿(yán)海建(jiàn)築了一條幾公裏長(zhǎng)的防(fáng)波堤。袁昌紅介紹,防波堤外圍的石塊是14到44噸不等的扭王石石塊。“上世紀80年代建造時,每一塊石頭的造價相當於(yú)當(dāng)年的一(yī)台彩(cǎi)色電視機。”
科學(xué)研究表明,發生大海嘯需具備(bèi)三個條件———水深需在(zài)1000米以上、震級需要大於6.5級、震源斷層為垂直錯動,而上述(shù)條件在大亞灣核電基地附近海域一個都不具備(bèi)。
“我國沿海處於寬廣的大陸架上,海水比較淺,水深均在200米以內,不具備發生海嘯的條件,加上外麵有菲律賓島鏈、近(jìn)海島鏈的多(duō)重阻擋,即使發生(shēng)海嘯,其能量也會迅速衰減。”趙福明說,在核電站(zhàn)的設計上,也做了(le)一係列防範極(jí)端情況(kuàng)發生的保護措施。
核(hé)能發電的原理如何?
核電人常用“一個雞蛋可點亮半個(gè)深圳”打比喻
核能是高效的清潔能源(yuán),一克鈾裂變釋放的能量相當於燃燒3噸煤釋放的能量。
舉個例子,2斤鈾大概是一個雞蛋大(dà)小。但雞蛋大小的鈾裂變後釋放的能量,能產生2280萬度電,可(kě)供228萬戶家庭一天的基本用電量。目前深圳共有約350萬家庭,相當於滿足了深圳2/3的家庭用電量。
核電人常說的(de)“一個(gè)雞蛋能點亮半個深圳(zhèn)”,就是這個意思。而同樣的電用煤,則需要2700噸優質煤完全燃燒,兩者相差了270萬(wàn)倍。
如果拿大亞灣核電站與同等規模燃煤電站相比,全年(nián)需要29萬節火車皮不斷運輸(按一列火車50節車廂,一節(jiē)火(huǒ)車皮運輸50噸煤計)
核電站究竟(jìng)是如何運行的?目前(qián)大亞灣核電站、嶺澳核電站一(yī)期(qī)二(èr)期均使用的壓水式反應堆,是目前技術最為成熟(shú)和安全的反應堆。
壓水式反應堆的原理通俗來說,便是核能裂變產生熱能,熱能推動(dòng)汽輪機轉化為機械能,機(jī)械能轉化為電能的過程。具體(tǐ)涉及到三個回路。
一回路是指反應堆堆芯由核裂變產生巨大的(de)熱能,主泵將一回路的水泵入堆芯吸收熱能,水在高溫高(gāo)壓下仍保持(chí)液態,流入(rù)蒸汽發生器的U形管內,將熱能傳給(gěi)管外的二回路水。
二回路的水溫較低,受熱沸騰成為蒸汽,推動汽輪發電機(jī)產生電力。蒸汽從汽輪發電機排出後,被海水冷卻變(biàn)成液態,回到蒸汽發生器重新受熱,周而複始(shǐ)循環往複。
所謂的三回路(lù),便是對二回路蒸汽進行冷卻的係統,它從(cóng)大海中引水過來,使用海水進行(háng)冷卻後,再回到大海。
這三個(gè)回路是完全獨立的,隻有一回(huí)路有輻射,這也(yě)確保了核(hé)電站對環境沒有(yǒu)影響。
核反應堆安全措施(shī)怎樣?
核反應(yīng)“心髒”部(bù)位三重金鍾罩、鐵布衫,360度無死角
作為最核(hé)心的反應堆,它擁有著(zhe)三道安全(quán)屏障———分別是燃料包殼、一回路壓(yā)力邊界、安全殼。
在核(hé)反應堆的“心髒”部位,放置了157組核燃料組建,它由17 17根核(hé)燃(rán)料棒排列組成,核燃料棒內(nèi)則放置了(le)U 235的燃料(liào)。
第一(yī)道屏障是核燃料芯塊和包殼。157組核燃料組的燃料包殼由二氧化鈾(yóu)陶(táo)瓷(cí)構成,一旦核(hé)反應堆裏的燃料組件超過安全邊界,燃料包殼就能保存98%以上(shàng)的放射性裂變物質不逸出,燃料芯塊密封在鋯合金包殼(ké)內。“能耐高溫高壓,30 0多攝氏度高溫對它(tā)沒有影響。”袁昌紅說。
如果第一道(dào)燃料包殼被損(sǔn)壞,還有(yǒu)第二道安全(quán)屏障——— 一回路壓力邊界。20厘米厚的(de)鋼質壓力殼將一回路係統密封,將核反應堆中與輻(fú)射相關的壓力容器、燃料組件、穩壓器等設備均包含在其中,確(què)保放射性物質不泄(xiè)漏。
“這個(gè)管道回路係統(tǒng)會包裹(guǒ)它,確保放射性的物質還(hái)在一回路的回路裏,不(bú)會跑到這個係統外麵來。”中廣核研(yán)究院有限公(gōng)司綜(zōng)合熱工水力(lì)與安全實驗室主任助理黃海飛解釋(shì)。
如果第二道防線還(hái)未終(zhōng)止意外,還有第三關———安全殼,即核反應堆廠房外牆。安全殼由厚度約一米的特種水泥(預應力鋼筋混凝土)澆築而成,完全密封,內部(bù)加6毫米厚的(de)鋼板做內壁(bì),當(dāng)前兩道屏障都失去作用時,它能阻止裂變產物泄漏到環境(jìng)中去。“安全殼能抵禦一架(jià)波音747的(de)衝撞破壞力,有效防止放射係裂(liè)變物質外泄”。袁昌紅形象地(dì)描述。
這三道(dào)屏障針對的是(shì)事故發(fā)生前(qián)的意外情況。如果三道屏障都未能完全阻止放射性物(wù)質外泄,造成事故發生,還(hái)有防患於未然的第四道關卡。
趙福(fú)明介(jiè)紹,在安全倉內增加了氫氣複合器。“假設在事(shì)故情況下有氫氣溢出來,我們這個氫氣複合器(qì)能夠把氫氣(qì)吸收掉,這樣就能控製氫爆發生的風險。”
總之,從燃(rán)料包殼到一回路邊界保護(hù),到安全殼,到安全倉內的氫氣複合器等一係列的屏障,如同俄羅斯套娃一(yī)般,層層設防,確保核電(diàn)站不會(huì)對環境造成影響。
中國核電站安全嗎?
中廣(guǎng)核在國際同類型機組安全業績(jì)挑戰中累計獲3 4項次第一
2011年日本福島核事故後,一些公眾仍然談“核”色變。核電站會不會像原子彈一樣爆炸?記者得到的(de)答案是不會。
雖然核彈和核反應堆都是以鈾(yóu)為原料,但兩者對純度的要求完全不同。核彈(dàn)中鈾235的純度在90 %以上,而核電站所用(yòng)的核燃料中鈾235的純度一(yī)般隻需要5%以(yǐ)下。
“正如白酒可以(yǐ)點燃,啤酒卻不能點燃(rán)的道理一樣,反應堆即使失(shī)控,也不會像原(yuán)子彈那樣爆炸。”趙福明(míng)打比方。據了解,蘇聯時期切爾諾貝利核事故是蒸汽爆炸,日本福(fú)島第一核(hé)電站是氫氣爆(bào)炸,都不是核爆炸。
為防止氫氣爆炸(zhà)和堆芯熔化等風險,大亞灣核電基地從設計(jì)、建造、運行等各個角度都進(jìn)行了有針對性的預防和應(yīng)對。針對可能出現(xiàn)的事故(gù),大亞灣(wān)核電基地(dì)設置了多個專門的安全係統,並(bìng)采用冗餘設計。
如在失去外電源的情況下,由應(yīng)急柴油機供電;在每台核電機組分(fèn)別(bié)配備應急柴油機的前提下,還專門增加了一台備用的移(yí)動柴油機(jī)。針對可能出現(xiàn)的氫氣爆炸情況,大亞灣核電基地不僅設置了(le)多種可靠的監測方(fāng)式監測主(zhǔ)係統中(zhōng)的氫氣濃度(dù),並通過氫氣複合器和氫氣點火器等專設安全設施,可以控製事故情況下(xià)的氫氣水平,避免其濃度(dù)上升出現氫氣爆炸。
中廣核針對在運電站製定了日(rì)本福島(dǎo)核事故後的安全改(gǎi)進行動計劃(huá),包括補(bǔ)水改進、防水封(fēng)堵、配置移動電源、移動泵、升級版(bǎn)應急響(xiǎng)應規程等短期安全改(gǎi)進項目,以及嚴(yán)重事(shì)故的預防和緩解、外部事件概率安全分析、提高核電廠(chǎng)應急響應能力等中(zhōng)長期改(gǎi)進項目。目前,已經按計劃完成47項改進行動。
值得一提的是,作為日本福島核事故後安全改進(jìn)項的行動之一,中廣(guǎng)核承擔的(de)核電站非能動應急高位冷卻水源係統已於2014年12月通(tōng)過驗收(shōu)。該係統在核(hé)電站發生超設(shè)計基準事(shì)故工況下(xià),可將高位水源的儲水以(yǐ)自然重力方式引入輔助給水(shuǐ)係統或乏燃料冷卻係統(tǒng),對其進行非能動補水。該係統的成功研(yán)發,使我國核電站安全水平邁上了一個新台階。
截至目前,中廣核在國(guó)際同類型機組安全(quán)業績挑戰中,已累計獲得34項次第一名,核電安全保持世界先進水平;嶺澳核(hé)電站1號機(jī)組已實現連續安全運(yùn)行超過3900天,在全球同類型64台機(jī)組(zǔ)中排名第一;中廣核所有在運核機組從未發生過國際核事件分級表2級及以上的運行事(shì)件。

 

 

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