我國核電廠安全改進(jìn)要求

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

歐盟加強核電安全立法，要求成員國新建核電站設(shè)計要保證即便反應(yīng)堆堆芯損壞也不會影響到電站外部。歐洲議會能源委員會作出對歐洲核電站安全升級的決議，預(yù)計升級工作將耗資250億歐元。

在我國，國家核安全局和有關(guān)部門對民用核設(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)行動通用技術(shù)要求》，在防洪、應(yīng)急補水及相關(guān)設(shè)備、移動電源及設(shè)置、乏燃料池監(jiān)測、氫氣監(jiān)測與控制系統(tǒng)等方面提出了具體的改進(jìn)要求。

而對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“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“十三五”期間開工建設(shè)的核電廠力爭從設(shè)計上實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)管司副司長湯搏在會上透露，目前國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原則。審評原則中包含了在綜合安全檢查中已確定的改進(jìn)項目，同時在如下方面考慮加強：廠址安全評價和外部事件評價、環(huán)境影響評價、增強抗震能力、增強應(yīng)對SBO的措施、增強堆芯安全裕度等等。

“安全裕度的范圍仍然存在爭論。對于‘力爭實現(xiàn)從設(shè)計上實際消除大量放射性物質(zhì)釋放的可能性’，目前國家核安全局已組織開展相關(guān)研究，為其制訂一個具體的解釋和可操作標(biāo)準(zhǔn)。”湯搏說。

新技術(shù)、新構(gòu)想閃耀會場

會上，來自法國、德國、韓國、美國等多個國家的專家和企業(yè)介紹了各自的新技術(shù)方案和設(shè)計產(chǎn)品。其中，美國IEEE成員吉姆-格爾森(Jim.Gleason)介紹了一款名為GLS快動氣敏陶瓷材料氫感測器的新產(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。鑒于氫爆的危險性，我國對核電廠的改進(jìn)要求中增添了安全殼氫濃度監(jiān)測儀表一項。記者從中廣核了解到，中廣核在建項目中已安裝了氫氣監(jiān)測裝置。

GLS快動氣敏陶瓷材料氫感測器的與眾不同之處在于，其不僅能及時探測氫氣的濃度，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。

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

除了這款氫氣探測器，國內(nèi)上海核工程研究設(shè)計院國家設(shè)計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)計方案成為了全場又一個焦點。

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。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。新的核電廠要面對嚴(yán)重堆芯融毀事故，需要設(shè)計出新的更為強健的安全殼，以阻斷嚴(yán)重事故下大量放射性向環(huán)境釋放。

“在應(yīng)對嚴(yán)重事故措施方面，除AP1000及EPR機組外，目前所有其他新一代機組的應(yīng)對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，所有機組均未考慮堆芯最終全部融塌后，在安全殼內(nèi)會出現(xiàn)的延期超壓可能高達(dá)原先傳統(tǒng)設(shè)計內(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)本身承壓強度的設(shè)計裕量，但那時其結(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的惡意撞擊，而且對安全殼的一些設(shè)計構(gòu)造作了改進(jìn)，確定了鋼束的總體布置并對堆芯熔融物腔室構(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傳入大氣中。

對于此方案的實際效果和可行性，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)計者進(jìn)行了熱烈的討論。

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