http://www.kblhh.cn 2011-07-07 15:07 來源:中國能源報
6月27日,北京,中日核能界一場遲到的“約定”重新啟幕。
中國核能行業協會與日本技術者聯盟等日方機構原定于今年4月在深圳舉辦的核能發電技術研討,因福島核事故影響推遲近三個月,現在研討內容拓展為核電安全與技術,其中包括福島核事故的經驗總結、核電站如何防范地震與海嘯等災害、核電站老化管理以及兩國在快堆、高溫氣冷堆等新技術方面的交流。
這也是幾天前IAEA國際專家組向部長級核安全大會提交《日本政府福島核事故報告》后,中日兩國核電界專家學者首次面對面交流。
“這次研討會可以使我們從技術和管理兩個層面,現場事故處理和社會公眾應急響應兩個視角進一步了解事故的發生、發展及如何應對的有關情況,更深切地體會和理解事故的經驗和教訓。”中國核能行業協會理事長張華祝表示。
忽視海嘯造成嚴重后果
只在防震方面做了改進,海嘯的相關對策有研究,但一直處于逐步討論改進的狀態。
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表示,如果能考慮到這次海嘯的規模,利用現有的技術,可以用較少的費用完成防災規劃及改進工作。雖然基于最新的研究成果,在防震方面做了改進,但海嘯對策卻被置于逐步討論改進的地位。“此次事故應該成為一次教訓,也為加深對海嘯的認識起了作用。”榎本聰明說。
據榎本聰明介紹,日本關于海嘯的研究始于上世紀70年代,對海嘯的評價一直根據歷史數據做保守性的估計和預測。近年來,通過一些研究,對海嘯的評價進入了新的階段。從2000年左右開始,就根據導致海嘯原因的地震及海嘯數值計算和水原理實驗等方法對海嘯做了全新的評估。而且根據有關數據,對海嘯的規模與發生概率做了一些科學的預測。2007年,東電與日本原子力安全基礎機構共同完成了海嘯造成的斷電及堆芯熔化的風險報告。當時的報告分析指出,因為核電站管道斷裂造成的一系列故障引發的堆芯熔化,比傳統意義上因內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,將供電系統放到汽輪機廠的下部是非常不合適的。”榎本聰明指出供電系統受損的關鍵原因。
據了解,此次事故中,福島1號核電站全廠的內燃發電機及相關輸配電裝置的整個電力系統除6號機組外,都建在汽輪機廠房的地下。1-5號機組是參照1960年美國GE的標注設計的(當時在美國,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,定期檢查時遭受的核輻射量較高,同時作業困難。所以,從6號機組開始,將應急內燃發電機放到了反應堆廠房。
對于東電的責任,榎本聰明認為,東電因為沒有建設與設計新的核電站,所以主要業務是對現有核電站進行檢修與維護。對于安全問題,尤其是日新月異的技術進步,東電漸漸失去了敏銳的感受性與觀察力,對潛在技術問題反應遲緩。他指出,對一個企業來說,在設備和新技術方面的投入與核電站穩定運行、設備利用率及發電成本降低相比,同樣重要。
多重性與多樣性并重
核電站要堅持多重性基礎上的多樣性設計,以避免多重系統受損后的安全問題
就如何應對應急電源失效的狀況,日本原子力學會安全委員會主任植田伸幸提出,核電站要堅持多重性基礎上的多樣性設計,以避免多重系統受損后的安全問題。多重性即同樣的裝置設置數臺,多樣性即裝備同一性能但具備不同原理的機器設備。
“以道格拉斯DC-10飛機為例,若客艙與貨艙的分界線處的地板斷裂,將導致整個液壓控制系統失靈。但是,對波音B-747來說,即使發生上述的狀況,其頂部的另一個系統還可以正常運行。也就是說波音B-747的這一項改進提高了飛機的安全系統可靠性。”植田伸幸舉例說。
除了從技術角度分析事故,植田伸幸提及了如何從教訓中探討出合理的建議,建議包括短期和中期范圍內,如何應對防范海嘯、電源失效、冷卻系統全部喪失、氫氣爆炸等方面。
就海嘯,他認為短期內為防止安全方面重要機器損傷,應在配置主要儀器的建筑物周圍加固防水措施;長期來看,應導入海嘯風險評估方法,將海嘯影響進行標準化規范統一,同時在核電站周圍建立防潮堤,并充分考慮海嘯將設備及建筑物整體沖走的風險。還要提高建筑物內部的防水性能,給電線等主要部件建立防水路線。此外,要重新設置排水泵,將各類機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、小型發電機等多種電源供電,還要設定交流電源完全失去的情景,確保重要機器及堆芯監視系統的供電,尤其是事故后閥門的供電。此外,設置了多臺發電機的情況下,事先鏈接電線。長遠看,要修改安全審查指針,在設備方面,配置蒸汽輪機發電機等多種發電設備;除了海水冷卻,要準備空冷式發電機;還可以與其他發電站,如水電實現電源共享,或者在蒸汽輪機驅動堆芯注水泵上配置小型發電機,對控制用的電池充電。
對于業內關心的冷卻系統,植田伸幸指出,除了應急冷卻,要將海水泵發動機等備用品放到海嘯影響極小的地方,也可以對海水泵進行防水設施配置。也可以考慮無需動力的自然循環和水源的多樣化等。
“福島核事故并沒有否定一直以來的‘多重措施’、‘深層防護’等核電站安全的基本概念。但是完全超出現階段安全設計標準的風險控制或者安全隱患等問題因為海嘯的原因凸顯出來。今后要將仔細分析包括海嘯在內的意外事故原因,將教訓、經驗反映到現有的輕水堆和新堆型設計中。”植田伸幸強調。
老化管理迫在眉睫
核反應堆沒有壽命,通過適當的管理和技術改進,可以實現長期安全運行的目標
據了解,日本目前有54座核電站,在建2座,計劃中的12座。在運核電站中有19座運行已超過30年,19座中有2座運行超過40年(福島3·11事故之前的數據)。
日本原子力安全系統研究所(隸屬關西電力公司)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,可以供給電力同時減排二氧化碳的途徑之一,就是讓現有的反應堆長期運行,期間會遇到設備老化及檢修維護等問題;或者可以在同一個核電站進行設備更新和更換,這是日本核電界面臨的兩項重要課題。
“日本核電界普遍認為,即使是運行時間較長的核電設備及相關儀器,經過技術評估、檢修維護和適當管理,可以達到安全運行的目標。” 三島嘉一郎說,“核電站的運營方在核電站運行30年之后做出假設性判斷,假設核電站運行60年,如何提高相關設備的安全性能及非安全系統及建筑物的技術要求,在此基礎上做出60年的運行計劃。”
相關數據顯示,在機組老化管理方面,日本對運行超過30年的機組,每隔10年會提出技術評估和改進計劃,但如果每年的定期檢查發現問題也會及時處理。美國對運行超過40年的核電站每隔20年提出相關的評估和改進計劃。法國、英國、德國及瑞典也提出了類似的延長核電站運行壽命的改進計劃。
據了解,目前日本用舉國體制對老化的整體原理和機理進行研究,為此采用了可信性更高的技術,如狀態檢測技術,研究成果將反映到新建反應堆的設計中。“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,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,即核反應堆是沒有壽命的,通過適當的管理和技術改進,可以實現長期安全運行的目的。