環保部副部長劉華:中國核安全水平不比任何國家差
2018年1月1日,是《核安全法》正式實施的日子。2017年12月28日,環保部(國家核安全局)在環保部北京會議與培訓中心,舉辦了核與輻射安全監
一臺核電機組有多個“心臟”
高規格安全監管的同時,核電廠的設計要求本身就很高。劉華強調,核電廠一直遵循縱深防御原則,“任何安全設備絕不止是一套,一定是冗余的,而且還有多樣性,有氣動的、有電動的……多種驅動方式。”他舉例,核電廠的主泵,是用來驅動冷卻水在反應堆冷卻系統里循環流動的泵裝置,好比空調的壓縮機。沒有它,管道里的水就無法流動,也就沒法利用核能發電。對運行中的反應堆來說,主泵出了毛病會使堆芯失去冷卻而不斷升溫,釀成核事故,是核電廠最重要的設備之一,所以常常被人稱為“核電的心臟”。劉華告訴《環境與生活》,這種比喻有它形象的地方,但也存在不準確之處。“不了解核電的人可能會想,心臟對人和動物來說都只有一個,主泵這顆“心臟”要是壞了那整個核電廠肯定就出問題了。但核電廠不止一個‘心臟’。以咱們最新的第三代機組AP1000來說,每臺機組都有4個‘心臟’,只要一臺主泵滿功率運行就能把反應堆的全部熱量帶出來。”

正在吊裝的第三代核電機組AP1000的主泵來源:中核五公司官網
就此,劉華向記者闡明了設計和技術層面的兩條基本原則。一是單一設備出問題不能引發核事故,稱為單一故障準則,比如以上介紹的主泵問題;二是不能有共同的一個原因,造成核電廠所有設備同時發生故障,稱為共因失效準則,比如地震一來,核電廠所有系統都不能用了。“這(兩種情況)在設計上就是不允許的。我們審查的時候會一條一條看你滿不滿足這個原則。”
工藝革新助力可靠性升級
劉華介紹,現階段國際上商業化應用最新的第三代核電技術,安全性相比第二代有了質的飛躍,它的設計理念就是以安全性為最高目標的,為預防和緩解事故做了非常大的投入和改進。我國目前在建和擬建的商用核電廠,用的都是第三代核電技術。以上提到的AP1000,是美國西屋公司研發的一種先進的“非能動型壓水堆核電技術”。據了解,AP1000設計簡練,易于操作,加入了很多“非能動”安全設計,事故工況下不需要依賴外部能源就可以正常觸發應急安全措施,理論上被稱為當前國際最先進的核電技術之一。劉華透露,采用AP1000技術的浙江三門核電廠和山東海陽核電廠,很快就要迎來核燃料裝載這一最關鍵的工程節點,將成為全球第一批投入運行的第三代核電廠。
除了安全設計的革命性提升,第三代核電技術的生產工藝和制造方法也在變。“焊的東西少了,拿螺絲擰的東西少了,卷板、鑄造的東西少了,原來有接頭的地方現在沒了。”劉華舉例稱,所謂鑄造工藝,是把高溫的液態金屬澆鑄到模子中,待其冷卻凝固成型的金屬熱加工工藝。隨著技術進步,鍛造工藝正在逐步取代鑄造工藝。因為澆鑄過程中可能會留有孔隙或者氣泡,可能成為小小的隱患。而鍛造工藝能優化微觀組織結構,讓材料更加致密,從而避免這種缺陷。沒有了焊縫、鑄態疏松問題,同樣材料的鍛造件,強度、疲勞特性(影響使用壽命)等機械性能都明顯優于鑄造件和焊接件。劉華比喻:“這就像和面似的,反復揉捏摔打,面團就會很緊實。鍛造就是干這件事兒的。”他表示,我國在核電上基本是制造強國,在核電設備的制造能力和質量方面,不輸于世界任何國家。
首堆創新多施建時間長
《環境與生活》記者了解到,AP1000采用模塊化施工建設,很多系統和子系統可以在工廠而不用到核電廠址裝配,建設時間據說可縮短至3~4年。然而,我國的三門核電廠開工至今已有八九個年頭,為什么會拖期這么久?
劉華解釋,AP1000作為創新項目,第一次把圖紙變成現實,要通過模擬實際工況的反復試驗來進行驗證,這符合工程技術界的普遍規律。“比如模塊化生產,各個部件拼在一起,插頭和接口的位置可能會有偏差,尺寸不合適,可能會出現原來開了洞的堵上,在旁邊再開一個(的情況)。”尤其是核電技術的跨代研發,更會遇到意想不到的問題,在建造過程中發現和解決這些問題難免費時費力。他表示,縱觀全球各國,凡是使用新技術的第一臺機組,建設時間都用了8~10年。“但當第一個項目建成了以后,所有的設計方案就確定了,再往后的項目就是‘復制’的過程了。”
記者查閱資料發現,AP1000主泵功率比以前其他機組的都大,外圍尺寸限制要求較高,給軸承設計帶來了更大難度。經過5年左右研制和反復調試驗證,目前三門和海陽4個機組的16臺主泵運行正常,滿足了技術規格書的要求。

與AP1000機組配套的汽輪發電機
【環境百科】
國家核安全局
國家核安全局成立于1984年,為獨立的法人機構,由當時的國家科委(現為科技部)代管,國家科委副主任兼任國家核安全局局長。1998年,國家核安全局并入原國家環??偩郑ìF環保部),并保留國家核安全局的牌子。2011年福島核事故后,國家對核安全監管機構進行了改革,將核與輻射安全監管業務司由一個調整為3個,同時加強了核與輻射安全有關政策、規劃、法規標準、科研等方面的工作職能。
國家核安全局由局機關、6個地區監督站和技術支持單位組成。局機關業務部門由3個業務司與一個國際合作處組成。其中核設施安全監管司(核一司)主要負責3個業務司的綜合協調;開展政策、規劃、法規標準與科研、應急管理與輻射監測、人員資質、核安全設備管理等工作。核電安全監管司(核二司)負責核電廠、研究型反應堆、臨界裝置等核設施的核安全、輻射安全、輻射環境保護的行政許可和監督檢查。輻射源安全監管司(核三司)負責核燃料循環設施與核材料運輸安全、放射性廢物管理、輻射源安全、鈾礦冶與電磁輻射的管理。
原標題:環保部副部長劉華:中國核安全水平不比任何國家差

責任編輯:lixin
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