61楼 2008-4-21 22:51:24
与核电“亲密接触”(转载)
●核能是地球上最丰富的能源,煤和石油一旦用完,核能就会成为主要能源,且不会产生温室效应和环境污染。

  ●核电站采用纵深防御的原则,从设备和措施上提供多层次的重叠保护。在放射性物质和环境之间设置了四道屏障,只要有一道屏障是完整的,就不会发生核外泄事故。此外还有五道防线,确保安全。

  ●随着东北振兴步伐的加快,电力缺口很大,核电站运营后,并入东北电网,对缓解能源压力作用巨大。

  背 景 2007年8月18日,辽宁红沿河核电站一期工程开工建设,这是我国首个一次同意4台百万千瓦级核电机组标准化、规模化自主建设的核电项目,是东北地区第一个核电站,也是东北地区最大的能源建设项目和目前我国百万千瓦级核电机组自主化、国产化程度最高的核电站。

  有史以来,我们东北人第一次与核电站“亲密接触”,带着探寻和想象,我们采访了红沿河核电站高级工程师苏圣兵。

 
  能源危机使核电发展迅猛,核能的优点注定其成为未来社会的主要能源

  核电全景 1991年12月15日,我国自行设计、建造的秦山核电站成功并网发电,结束了我国大陆无核电的历史,我国核工业的发展也迈上了一个新台阶,成为世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。

  1994年2月,全部引进法国设备和技术的大亚湾核电站投入商业运行;2002年5月和2003年1月,岭澳核电站一期两台百万千瓦级压水堆核电机组投入商业运行。

  目前正在建设之中的核电站有岭澳核电站二期、秦山二期核电站扩建工程和辽宁红沿河核电站等。

  目前,我国大陆共有11台核电机组在运行,装机容量920万千瓦,仅占全国总发电量的1.4%,远低于世界平均水平。

  核能的和平利用已有50多年的历史了,成为与火电、水电并称的世界三大电力供应支柱。根据国际原子能机构发布的数据,截至2006年底,全世界正在运行的核电机组共有443台,其中压水堆有300多座,并且大部分都是百万千瓦级机组。

  法国是世界上核发电比例最高的国家,2004年的核发电量占当年总发电量的78%,美国和俄罗斯也分别达到了20%和16%。目前亚洲正在运行的109台核电机组中,日本有56台,韩国有20台。

  核能的和平利用是从上世纪50年代开始的,核能可以杀伤人类,也可以服务人类,让它在核反应堆里平稳释放出来变成热能,用来发电或供热。在50年代的时候,美国军用反应堆曾用余热发电,但是电量很少。苏联在1954年建成世界上第一个核电站,仅5000千瓦。美国在1957年建成的核电站是9万千瓦。

  记者:苏老师,您认为是什么原因促成了核电的迅猛发展?

  苏圣兵:主要是能源危机。传统发电大多是火电和水电。上个世纪70年代,第一次石油危机出现,核电进入了快速发展的时期。到去年年底世界上运行的核电站有443座。这其中绝大部分是70年代建成的,核电发展速度远远高于火电和水电。

  记者:这期间出现过核电安全方面的事故,为什么没有影响核电的发展进程?

  苏圣兵:1979年美国三里岛核电站发生了堆芯熔化的严重事故。尽管这个反应堆本身已经烧坏了,由于它有安全壳把反应堆封闭在内,没有对环境和周边居民造成任何影响,但当时舆论界开始对核电产生怀疑。

  1986年,苏联切尔诺贝利核电站发生了反应堆烧毁的严重事故,给核电站的发展带来很大的负面影响。但是由于压水堆核电站的固有安全性能,法国、日本这些国家仍然坚持发展核电,并不断研究和运用提高安全性能的措施。在同样的背景下,我国一直坚持下来并成功地建设了自己的核电站。美国放慢了速度的同时加紧了这方面的研究:究竟核电站可行还是不可行?研究结果认为:从现在人类已经掌握的科技水平来看,人们完全可以建造出很安全、很经济的核电站。所以,美国总统布什在2001年发表了美国的能源政策声明,核电应该是美国能源的重要组成部分。

  记者:这说明,核电站有许多优点。请您介绍一下,核能都有哪些优点?

  苏圣兵:首先,核能是地球上最丰富的能源。它有两种材料,一种是金属铀,另一种是金属钍,这是裂变的核能,这两种裂变核能如果转变成能量的话,相当于地球上煤和石油储量的20倍。煤和石油一旦用完了,核能就会成为主要的能源。

  除了核裂变以外,还有核聚变。氢的同位素氘和氚这两个原子核合成氦原子核之后发生的核能,要比裂变产生的能量大得多。世界上有多少氘呢?水里面有七千分之一是重水,重水就是氧化重氢,重氢就是氘。这样,世界上有40亿吨氘,一吨氘聚变产生的核能相当于1100万吨石油。不久的将来核聚变成功地商业应用后,我们就不再为人类的能源所担忧了,因为地球表面2/3是海洋和水。

  记者:这说明核能源资源丰富,这是它的一个优势。

  苏圣兵:第二,核能是清洁的能源。目前我们的能源还以煤、天然气、石油为主。大量燃烧化石燃料会产生许多的环境污染问题。如温室效应、二氧化碳、二氧化硫增多,气温升高等等。核能发电就不会产生这些污染问题。

  核电还有一个优点,它烧的核燃料很少,很少的质量就会变成很大的能量。比如说功率为100万千瓦的核电机组,一年30吨核燃料就可以了。一般一列火车皮是1000吨煤,一个100万千瓦的火电站每一天要烧1万吨煤,要10列火车皮运输。核燃料一年才用30吨,一列火车皮的核燃料可以用30年。

  四道屏障五道防线确保核电站安全

  核电事故 1986年4月26日,乌克兰境内的切尔诺贝利核电站4号反应堆突然发生爆炸,造成30人当场死亡,8吨多强辐射物泄漏。此次核泄漏事故使电站周围6万多平方公里土地受到直接污染,320多万人受到核辐射侵害,酿成人类和平利用核能史上的一大灾难。事故发生后,苏联政府和人民采取了一系列善后措施,清除、掩埋了大量污染物,为发生爆炸的4号反应堆建起了钢筋水泥“石棺”,并恢复了另3个发电机组的生产。此外,离核电站30公里以内的地区还被辟为隔离区。

  1979年3月28日,美国三里岛核电站发生了严重事故,反应堆堆芯的一部分熔化坍塌。但由于一回路压力边界和安全壳的包容作用,泄漏到周围环境中的放射性核素微乎其微,没有对环境和公众的健康产生危害,仅有3名电站工作人员受到略高于季度剂量管理限值的辐射照射。

  2004年8月9日,日本的福井县美滨核电站和岛根核电站先后发生了蒸气泄漏和火灾事件,虽然两场事件属于常规的工业事故,并未造成放射性物质泄漏,但其中位于福井县美滨核电站3号机组的蒸气泄漏事件仍造成4人死、7人伤的严重后果。

  记者:核电站是很清洁,可是一旦出现事故后果就很严重。比如历史上出现的三次大的事故。我们在设计、建设过程中,如何预防核辐射?

  苏圣兵:人类一直在接受着天然电离辐射源的照射,包括宇宙射线、地球放射性核素产生的辐射等。事实上,辐射无处不在,我们吃的食物、住的房屋、天空大地、山月草木,乃至人的身体都存在着放射性。核电站运行对周围居民的辐射影响,远远低于天然辐射,可以说微乎其微。

  我想,人们所担心的应该是核废料和废水以及换下来的其他设备所带来的辐射。目前来看,世界上对核废料的处置技术已经成熟,其中超过94%的废料经过处理都可以回收再利用,但因我国核电站数量少,产生的核废料不足以维持一条核废料处理生产线的经济运行,目前我们采用的是固定场所暂存的办法。就是把核废料直接放到厂区内事先设计好的指定的地下池中暂存起来,这个地下池设计使用年限是20年,随着我国积极发展核电战略的实施,政府同时在考虑建设核废料处理生产线。所以这种辐射基本上不用担心。

  记者:如果发生地震、海啸等自然灾害,我们如何保证核安全?比如,最近发生的日本地震就给核电站造成了威胁。

  苏圣兵:我们在选址时,就会考虑到地震、海啸、雷击等自然灾害的因素。我们选址首先考虑的就是核电站不能建在断层带或地震带上,经常发生地震的地方不能建厂,历史上曾经发生过大地震的地方也不能建厂。而在设计上,我们的抗震能力标准是当地历史上最大地震加1级。也就是说,如果当地在100年前有过最大地震为4级,我们设计建筑标准就是抗5级地震,确保核电站的安全。

  记者:是否考虑过战争因素?如果发生战争了,怎么保证核电站安全?

  苏圣兵:国际法有这方面的规定,战争不能攻击民用核电站,此外核武器本身只是一种威慑力量,一旦发生核战争全球将毁于一旦。

  还有一个问题,核电站不会像原子弹那样产生爆炸。核电站的核燃料引不起核爆炸。我们所要防范的只是核泄漏。

  我们现在采用的是压水式反应堆,这跟切尔诺贝利核电站在设计上完全不同,几十年的经验证明,这种设计更科学更安全。它具有设计所赋予的内在安全特性。当核能释放得太快时,反应堆能自动限制核能释放的速度,使反应堆维持在一个比较安全的水平上。更何况核反应堆还有多重的安全保护系统,确保堆不会失控。

  此外,核电站的设计、建造和运行,采用了纵深防御的原则,从设备和措施上提供多层次的重叠保护。为了落实纵深防御原则,我们在放射性物质(裂变产物)和环境之间设置了4道屏障,只要其中有一道屏障是完整的,就不会发生放射性物质外泄的事故。第一道屏障是燃料芯块,核裂变产生的放射性物质98%以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中,不会释放出来;第二道屏障是燃料包壳。燃料芯块密封在锆合金包壳内,防止放射性物质进入一回路水中;第三道屏障是压力边界,由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚20厘米的钢质压力容器内,压力容器和整个一回路都是耐高压的。放射性物质不会漏到反应堆厂房中;第四道屏障是安全壳,反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑物,壁厚1米,内表面加有6毫米厚的钢衬,防止放射性物质进入环境。

  此外,我们还有5道防线。第一道防线,精心设计,精心施工,确保核电站的设备精良。建立周密的程序,严格的制度和必要的监督,加强对核电站工作人员的教育和培养,防止发生故障。第二道防线,加强运行管理和监督,及时正确处理不正常情况,排除故障。第三道防线,必要时启动由设计提供的安全系统和保护系统,防止设备故障和人为差错酿成事故。第四道防线,启用核电站安全系统,加强事故中的电站管理,防止事故扩大,保护安全壳厂房。第五道防线,万一发生极不可能发生的事故,并且有放射性物质外泄,启用厂内外应急响应计划,努力减少事故对居民的影响。

  有了以上互相依赖、相互支持的各道防线,核电站是非常安全的。

  记者:还有个周边居民的心理安全问题。身边有个核电站,总会觉得有点心理压力。

  苏圣兵:我国当初建大亚湾核电站的时候,香港反响最强烈,反对的人也最多。一时间吵得沸沸扬扬。当时我们压力很大。现在呢,香港人却反过来了要求我们再建核电站,确保香港供电。这就说明,人们对核电站的认识有一个过程。我们定期邀请周围的居民到核电厂参观,让人们明白核电是怎么回事,我们是怎么保证核电安全的。20多年的事实证明,核电站对周围群众没有危害。

  红沿河:从13个候选地脱颖而出

  聚焦红沿河 辽宁红沿河核电站位于辽宁省大连市瓦房店东岗镇,地处瓦房店市西端渤海辽东湾东海岸。厂址东距瓦房店市火车站约50公里,南距大连港110公里,北距沈阳270公里。厂区三面环海,一面与陆地接壤,开阔的视野,平坦的地域环境,辽宁红沿河核电站是我国已建、在建和待建核电厂中条件最为优越的厂址之一。

  辽宁红沿河核电站一期工程包括4台百万千瓦级核电机组,总投资约500亿元。1号机组主体工程已经开工,计划于2012年建成投入商业运营。到2014年,4台机组按计划将全部建成投入商业运营。该项目建成后,年发电量预计达到300亿千瓦时。

  记者:核电站选址都要考虑哪些因素?东北地域广阔,为什么最终选址在瓦房店的红沿河?

  苏圣兵:核电站的选址问题是很严格的。刚才说过了,要考虑地质、水文、环境、气候、人口等条件,经过多年来的综合比较,认为这个地方较合适。

  辽宁红沿河核电站原称辽宁温坨子核电站。1978年开始厂址筛选等工作,东起黄海的鸭绿江口、沿渤海至辽东湾沿岸,一直到兴城境内的芷锚湾进行厂址踏勘调查,共选择温坨子、徐大堡等13个预选厂址。经过对安全、技术等多方比较,尤其是国家地震局确认东岗断裂10万年以来没有活动过的意见。国家核安全局在评审过程中,专家前后两次提出99个问题,最后通过论证,确认厂址。

  记者:核电站大部分建在海边,这是为什么?

  苏圣兵:这主要是考虑水源问题。电站离不开水,核电站需要大量充足的冷却水。而海水正好满足了核电站所需用水,而且成本较低。如果用其他的水,我们还需要建冷却塔。国外的核电站也大多建在水源充足的地带。

  记者:这次国家把核电站建在瓦房店,而且一次就批4台100万千瓦机组,可以说是史无前例。这对振兴东北老工业基地起到了很大的推动作用。这些作用具体表现在哪些方面?

  苏圣兵:首先,红沿河核电站自主化、国产化率高,主要设备国产化程度超过85%。而东北是重工业基地,核电站建设对于振兴东北老工业基地,拉动装备制造业将起到很大的作用。东北三省电力供应紧张,随着东北经济的振兴步伐加快,电力缺口很大,而核电站运营后,并入东北电网,对缓解能源压力、保障供电安全方面起到很大作用。其次,是为辽宁乃至全国培养大批的核电建设和运营人才。核电站的技术工作人员被称为“黄金人”,我就是第一代“黄金人”。就是国家在我身上投入的培训费用作被除数,我的体重作除数,这个结果是我身上每克的价值比黄金还要贵。可见,核电技术人员的宝贵。目前我们正在大亚湾核电基地培训工作人员,确保技术上衔接。

  记者:红沿河核电站的技术力量如何?专家情况如何?

  苏圣兵:目前,红沿河核电项目的建设采用专业化管理的模式,工程建设全面委托中广核工程有限公司管理,这支队伍经历了大亚湾核电站、岭澳核电站的建设,有着丰富的核电建设管理经验。将来电厂的生产运行由辽宁红沿河核电有限公司自己负责,现在公司的主要技术骨干来自于大亚湾、岭澳核电站和大型常规电厂。另外,目前我们还从全国各重点高校招聘了近200名优秀大学生,在大亚湾核电基地接受培训,将来随着工程的进展还要继续培养生产运行人员。可以说,红沿河核电站的技术力量是有保障的。另外,因为我们已经有大亚湾、秦山等核电站的成型经验,我们只要把大亚湾核电站整体复制过来升一下级就可以了。局部地调整一下跟当地有机结合就完全可以了。

  记者:您刚才说到自主知识产权,我们的发电机组是国产的吗?目前我们的核电站整体水平如何?

  苏圣兵:可以自豪地说,我国核电站处于世界同步水平。从引进国外技术建设大亚湾核电站开始,中国广东核电集团稳步推进核电自主化、国产化进程,逐步形成了一套具有国际先进水平并适合中国国情的百万千瓦级核电站产业化发展经验,形成了自己的一套CPR1000技术方案。

  这套技术方案应用在2005年12月开工建设的岭澳核电站二期工程上,其中重大改进有15项。1、2号机组设备国产化率分别超过50%和70%。基本形成核电站设计自主化和设备制造国产化能力。

  在岭澳核电站二期的经验反馈基础上,我们开工建设红沿河核电站,陆续在建设过程中采用一些新技术,包括更为先进的数字化仪控等,其安全性和经济性将有进一步的提高,达到或接近国际新建核电站先进水平。其国产化、自主化水平得到进一步提升。关键设备国产化比例将不低于85%;1、2号机组的国产化比例将超过70%,3、4号机组的国产化比例将超过80%。

  记者:到2014年,红沿河发电量将达到300亿千瓦时,那时,我们辽宁省电力会不会满足社会需求?

  苏圣兵:辽宁省属一次能源缺乏的地区,需从省外调入大量能源。从电力平衡分析的结果上看,辽宁电网在2015年仍有可能缺电8000兆瓦,其后,装机空间还将逐年扩大,需要建新的电厂,才能平衡辽宁电网“十二五”期间电力负荷的增长。电力建设要不断地跟进。
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