http://www.kblhh.cn 2011-07-07 15:07 來源:中國能源報(bào)
6月27日,北京,中日核能界一場遲到的“約定”重新啟幕。
中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)與日本技術(shù)者聯(lián)盟等日方機(jī)構(gòu)原定于今年4月在深圳舉辦的核能發(fā)電技術(shù)研討,因福島核事故影響推遲近三個(gè)月,現(xiàn)在研討內(nèi)容拓展為核電安全與技術(shù),其中包括福島核事故的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、核電站如何防范地震與海嘯等災(zāi)害、核電站老化管理以及兩國在快堆、高溫氣冷堆等新技術(shù)方面的交流。
這也是幾天前IAEA國際專家組向部長級核安全大會(huì)提交《日本政府福島核事故報(bào)告》后,中日兩國核電界專家學(xué)者首次面對面交流。
“這次研討會(huì)可以使我們從技術(shù)和管理兩個(gè)層面,現(xiàn)場事故處理和社會(huì)公眾應(yīng)急響應(yīng)兩個(gè)視角進(jìn)一步了解事故的發(fā)生、發(fā)展及如何應(yīng)對的有關(guān)情況,更深切地體會(huì)和理解事故的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。”中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)理事長張華祝表示。
忽視海嘯造成嚴(yán)重后果
只在防震方面做了改進(jìn),海嘯的相關(guān)對策有研究,但一直處于逐步討論改進(jìn)的狀態(tài)。
東京電力公司(以下簡稱“東電”)高級顧問、原東京電力公司副社長榎本聰明在介紹福島核電站事故的情況時(shí)表示,如果能考慮到這次海嘯的規(guī)模,利用現(xiàn)有的技術(shù),可以用較少的費(fèi)用完成防災(zāi)規(guī)劃及改進(jìn)工作。雖然基于最新的研究成果,在防震方面做了改進(jìn),但海嘯對策卻被置于逐步討論改進(jìn)的地位。“此次事故應(yīng)該成為一次教訓(xùn),也為加深對海嘯的認(rèn)識起了作用。”榎本聰明說。
據(jù)榎本聰明介紹,日本關(guān)于海嘯的研究始于上世紀(jì)70年代,對海嘯的評價(jià)一直根據(jù)歷史數(shù)據(jù)做保守性的估計(jì)和預(yù)測。近年來,通過一些研究,對海嘯的評價(jià)進(jìn)入了新的階段。從2000年左右開始,就根據(jù)導(dǎo)致海嘯原因的地震及海嘯數(shù)值計(jì)算和水原理實(shí)驗(yàn)等方法對海嘯做了全新的評估。而且根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù),對海嘯的規(guī)模與發(fā)生概率做了一些科學(xué)的預(yù)測。2007年,東電與日本原子力安全基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)共同完成了海嘯造成的斷電及堆芯熔化的風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告。當(dāng)時(shí)的報(bào)告分析指出,因?yàn)楹穗娬竟艿罃嗔言斐傻囊幌盗泄收弦l(fā)的堆芯熔化,比傳統(tǒng)意義上因內(nèi)部原因造成堆芯熔化的概率更高。
“若考慮到地震及海嘯的影響,將供電系統(tǒng)放到汽輪機(jī)廠的下部是非常不合適的。”榎本聰明指出供電系統(tǒng)受損的關(guān)鍵原因。
據(jù)了解,此次事故中,福島1號核電站全廠的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)及相關(guān)輸配電裝置的整個(gè)電力系統(tǒng)除6號機(jī)組外,都建在汽輪機(jī)廠房的地下。1-5號機(jī)組是參照1960年美國GE的標(biāo)注設(shè)計(jì)的(當(dāng)時(shí)在美國,只是考慮了河岸及地震較少的東海岸的情況,幾乎沒有考慮海嘯的影響),由于廠房很小,定期檢查時(shí)遭受的核輻射量較高,同時(shí)作業(yè)困難。所以,從6號機(jī)組開始,將應(yīng)急內(nèi)燃發(fā)電機(jī)放到了反應(yīng)堆廠房。
對于東電的責(zé)任,榎本聰明認(rèn)為,東電因?yàn)闆]有建設(shè)與設(shè)計(jì)新的核電站,所以主要業(yè)務(wù)是對現(xiàn)有核電站進(jìn)行檢修與維護(hù)。對于安全問題,尤其是日新月異的技術(shù)進(jìn)步,東電漸漸失去了敏銳的感受性與觀察力,對潛在技術(shù)問題反應(yīng)遲緩。他指出,對一個(gè)企業(yè)來說,在設(shè)備和新技術(shù)方面的投入與核電站穩(wěn)定運(yùn)行、設(shè)備利用率及發(fā)電成本降低相比,同樣重要。
多重性與多樣性并重
核電站要堅(jiān)持多重性基礎(chǔ)上的多樣性設(shè)計(jì),以避免多重系統(tǒng)受損后的安全問題
就如何應(yīng)對應(yīng)急電源失效的狀況,日本原子力學(xué)會(huì)安全委員會(huì)主任植田伸幸提出,核電站要堅(jiān)持多重性基礎(chǔ)上的多樣性設(shè)計(jì),以避免多重系統(tǒng)受損后的安全問題。多重性即同樣的裝置設(shè)置數(shù)臺,多樣性即裝備同一性能但具備不同原理的機(jī)器設(shè)備。
“以道格拉斯DC-10飛機(jī)為例,若客艙與貨艙的分界線處的地板斷裂,將導(dǎo)致整個(gè)液壓控制系統(tǒng)失靈。但是,對波音B-747來說,即使發(fā)生上述的狀況,其頂部的另一個(gè)系統(tǒng)還可以正常運(yùn)行。也就是說波音B-747的這一項(xiàng)改進(jìn)提高了飛機(jī)的安全系統(tǒng)可靠性。”植田伸幸舉例說。
除了從技術(shù)角度分析事故,植田伸幸提及了如何從教訓(xùn)中探討出合理的建議,建議包括短期和中期范圍內(nèi),如何應(yīng)對防范海嘯、電源失效、冷卻系統(tǒng)全部喪失、氫氣爆炸等方面。
就海嘯,他認(rèn)為短期內(nèi)為防止安全方面重要機(jī)器損傷,應(yīng)在配置主要儀器的建筑物周圍加固防水措施;長期來看,應(yīng)導(dǎo)入海嘯風(fēng)險(xiǎn)評估方法,將海嘯影響進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范統(tǒng)一,同時(shí)在核電站周圍建立防潮堤,并充分考慮海嘯將設(shè)備及建筑物整體沖走的風(fēng)險(xiǎn)。還要提高建筑物內(nèi)部的防水性能,給電線等主要部件建立防水路線。此外,要重新設(shè)置排水泵,將各類機(jī)器備用品擱置在海嘯影響不到的位置。
就電源失效問題,植田伸幸建議,短期考慮要確保電源車、小型發(fā)電機(jī)等多種電源供電,還要設(shè)定交流電源完全失去的情景,確保重要機(jī)器及堆芯監(jiān)視系統(tǒng)的供電,尤其是事故后閥門的供電。此外,設(shè)置了多臺發(fā)電機(jī)的情況下,事先鏈接電線。長遠(yuǎn)看,要修改安全審查指針,在設(shè)備方面,配置蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)等多種發(fā)電設(shè)備;除了海水冷卻,要準(zhǔn)備空冷式發(fā)電機(jī);還可以與其他發(fā)電站,如水電實(shí)現(xiàn)電源共享,或者在蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)堆芯注水泵上配置小型發(fā)電機(jī),對控制用的電池充電。
對于業(yè)內(nèi)關(guān)心的冷卻系統(tǒng),植田伸幸指出,除了應(yīng)急冷卻,要將海水泵發(fā)動(dòng)機(jī)等備用品放到海嘯影響極小的地方,也可以對海水泵進(jìn)行防水設(shè)施配置。也可以考慮無需動(dòng)力的自然循環(huán)和水源的多樣化等。
“福島核事故并沒有否定一直以來的‘多重措施’、‘深層防護(hù)’等核電站安全的基本概念。但是完全超出現(xiàn)階段安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)控制或者安全隱患等問題因?yàn)楹[的原因凸顯出來。今后要將仔細(xì)分析包括海嘯在內(nèi)的意外事故原因,將教訓(xùn)、經(jīng)驗(yàn)反映到現(xiàn)有的輕水堆和新堆型設(shè)計(jì)中。”植田伸幸強(qiáng)調(diào)。
老化管理迫在眉睫
核反應(yīng)堆沒有壽命,通過適當(dāng)?shù)墓芾砗图夹g(shù)改進(jìn),可以實(shí)現(xiàn)長期安全運(yùn)行的目標(biāo)
據(jù)了解,日本目前有54座核電站,在建2座,計(jì)劃中的12座。在運(yùn)核電站中有19座運(yùn)行已超過30年,19座中有2座運(yùn)行超過40年(福島3·11事故之前的數(shù)據(jù))。
日本原子力安全系統(tǒng)研究所(隸屬關(guān)西電力公司)所長三島嘉一郎表示,從長期來看,日本建立新的核電站的可能性非常小,可以供給電力同時(shí)減排二氧化碳的途徑之一,就是讓現(xiàn)有的反應(yīng)堆長期運(yùn)行,期間會(huì)遇到設(shè)備老化及檢修維護(hù)等問題;或者可以在同一個(gè)核電站進(jìn)行設(shè)備更新和更換,這是日本核電界面臨的兩項(xiàng)重要課題。
“日本核電界普遍認(rèn)為,即使是運(yùn)行時(shí)間較長的核電設(shè)備及相關(guān)儀器,經(jīng)過技術(shù)評估、檢修維護(hù)和適當(dāng)管理,可以達(dá)到安全運(yùn)行的目標(biāo)。” 三島嘉一郎說,“核電站的運(yùn)營方在核電站運(yùn)行30年之后做出假設(shè)性判斷,假設(shè)核電站運(yùn)行60年,如何提高相關(guān)設(shè)備的安全性能及非安全系統(tǒng)及建筑物的技術(shù)要求,在此基礎(chǔ)上做出60年的運(yùn)行計(jì)劃。”
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在機(jī)組老化管理方面,日本對運(yùn)行超過30年的機(jī)組,每隔10年會(huì)提出技術(shù)評估和改進(jìn)計(jì)劃,但如果每年的定期檢查發(fā)現(xiàn)問題也會(huì)及時(shí)處理。美國對運(yùn)行超過40年的核電站每隔20年提出相關(guān)的評估和改進(jìn)計(jì)劃。法國、英國、德國及瑞典也提出了類似的延長核電站運(yùn)行壽命的改進(jìn)計(jì)劃。
據(jù)了解,目前日本用舉國體制對老化的整體原理和機(jī)理進(jìn)行研究,為此采用了可信性更高的技術(shù),如狀態(tài)檢測技術(shù),研究成果將反映到新建反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)中。“2011年,政府曾追加了12.5億日元作為核電站老化研究的基本資金,但因福島核事故,基本資金將為9億日元。如何以福島核事故為契機(jī),建立起新的研究體制,將是日本今后探討的問題。” 三島嘉一郎說。
就老化研究的目的,三島嘉一郎解釋,是為了形成一種理念,即核反應(yīng)堆是沒有壽命的,通過適當(dāng)?shù)墓芾砗图夹g(shù)改進(jìn),可以實(shí)現(xiàn)長期安全運(yùn)行的目的。