大反思
中国核电已经过一年时间的反思。日本福岛发生核事故后不久,我国就组织了核电安全大检查并于2010年8月结束,最终调查报告得出“国内已运行和在建核电项目安全有保障”。
国家核电技术公司董事长王炳华透露说:“在大检查过程中,共计发现了14个需要整改的问题。这些问题,有的已经完全解决掉了,有的正在解决当中,有的已经列入三年改造计划当中。”
中国最主要的核电公司为三家:中核集团、中广核集团、国家核电技术公司。日本事故发生后,各核电单位相继进入自查、改进阶段。
在配合国家核安全局完成浙江三门、山东海阳AP1000核电项目的安全检查之外,国家核电技术公司和美国西屋公司分别针对AP1000设计应对福岛核事故条件开展了独立的“压力测试”,并相互校核。AP1000是来自西屋公司的技术,由国家核电技术公司负责引进、吸收。
中核集团总经理孙勤则公开表示,该集团针对最新的核安全要求做了25大项的改进,特别在新一代核岛的设计上,采取新的堆芯设计、按照能动加非能动的设计,过去的单安全壳都改为双安全壳。
最明显的改变是,日本福岛核事故后,中国明确规定核电厂设计必须严格按照HAF102(《核动力厂设计安全规定(2004版)》)的要求执行。这个版本最大的特点就在于大大提高了安全要求,充分吸取国际上已发生的两次重大核事故的经验教训,明确要求核电厂“必须考虑”对假想严重事故的预防和缓解,并采取相应的措施,而不是“尽可能地考虑”。这使得包括新建核电站及2004年之前就已完成设计的核电站都不得不比对HAF102作出改进。
这无疑是一个巨大的工程。据《望东方周刊》了解,福岛事故后,中广核工程有限公司的“福岛核事故技术改进方案制定工作组”开展了CPR1000设计与HAF102及其导则的符合性的分析评估,对新项目的厂址要求和在建项目在严重事故、事故后核动力厂状态检测、抗震设计、辐射防护等方面进行了复核性检查,对甄别出的CPR1000薄弱环节提出了11项“实体改进建议”。
此外,广东台山项目也将结合法国电力公司的研究反馈进行持续改进。
针对福岛核事故暴露出的人为因素,对核电运营者提出了更高的要求。
作为中国最大的核电基地运营方,大亚湾核电运营公司为了更好地应对超设计基准事故和严重事故,还申报了“核电站非能动应急电源(高容量蓄电池蓄能系统)与高位冷却水源系统研发”项目,作为“国家能源应用技术研究及工程示范项目”,已通过国家评审并正式开展。
技术升级竞赛
“AP1000具备预防和缓解严重事故的能力,可以抵御类似福岛的超设计基准事件,在事故后72小时内通过非能动系统将核电站逐步带入稳定状态,减少操纵员干预和对外部动力源的依赖,因此不会发生堆芯或乏燃料池的燃料破损状况,安全壳可维持其完整性,无不可接受的放射性泄漏,72小时内无需场外支援。”在谈及福岛事故后对AP1000的评估结果时,王炳华对《望东方周刊》说。
“AP1000的安全设计级别比常规设备高出250倍。”西屋电气亚洲区总裁Jack Allen对《望东方周刊》说。
AP1000的成熟性在美国国内及中国一直不乏质疑之声。2005年,美国核管会(NRC)正式批准了AP1000的DCD15版并颁发了设计许可证。中国引进的正是这一版本。此后,由于美国联邦法律加入了关于“防大飞机撞击的法规要求”,AP1000就开始了一系列的设计优化,版本一直升级到DCD19版。美国当地时间2011年12月22日,美国核管会批准了DCD19版设计证书。
Jack Allen透露说,计划采用AP1000机组的美国Vogtle和V.C.Summer两个核电项目进展顺利。美国核管会已完成对Vogtle的3、4号机组以及V.C.Summe2、3号机组联合建造运行许可证的环境评审、安全评审和强制公众听证等相关工作,有可能在2012年早些时候就获得批准。
“在美国宣布新建的22台机组中,有14台为AP1000,其中6个已经签订了合同。” Jack Allen说。
国家核电技术公司一直力推AP1000成为未来中国核电的主力堆型,尤其是在福岛核事故后,AP1000的高安全系数成为其最大的卖点。
不过,在国内已建成运营了近30年的“二代加”技术及其主导方中核集团、中广核集团并不认同“二代加不符合安全标准”的说法,认为自己在成熟性及经济性等各方面均优于AP1000。尤其是在福岛核事故后,“二代加”机型会否被AP1000取而代之更成为争论的焦点。
“三代更安全,不代表二代加就不安全。”张国宝在接受《望东方周刊》采访时曾明确表示。
国家环保部核与辐射安全监管二司副司长汤搏也对《望东方周刊》表示:“核安全规划的制定,一切皆以安全为主题,并不涉及到技术路线的选择,也没有任何倾向性。从美国的情况来看,许多二代加核电站都在要求延寿,而美国甚至在考虑将核电站寿期提高至80年甚至更长。”
2月21日,国家能源局宣布,全面启动在运在建核电站应对超设计基准事故安全技术研发计划。据接近国家能源局的专家介绍,此计划首批设立项目共计13项,预计将在2013年前后完成,且研发成果将向我国在运在建机组推广。届时,二代加核电站将会在总体上满足国际公认的三代核电安全标准要求。
为了不在新的安全标准下落后,中核集团及中广核集团仍然加紧了技术的升级改造,提出了基于现有“二代加”技术的改进型的“三代加”技术,希望在新一轮的技术竞赛中抢占制高点。
多年来,经过对大亚湾时期引进的法国M310技术的消化吸收和改造,中广核集团形成了自主品牌CPR1000+并应用于大亚湾、岭澳、岭东3个核电站6台机组的建设及运行。福岛事件后,中广核集团又对CPR1000+提出了“11+24”项改进计划,进一步形成了ACPR1000-P及ACPR1000的新三代技术路线,提高了安全停堆地震等级,增加了超设计基准事故的应急供电、供水系统等。
中核集团的研发突击也是紧锣密鼓。经历了CNP1000的功败垂成及CP1000的进化,中核集团对于自主品牌二代加技术的改造最终也走到了“三代”---ACP1000。本刊记者获悉,中核集团已拨款超亿元来支持ACP1000的研发。
张禄庆说,ACP1000完全能满足美国电力公司要求文件(URD)的要求。从技术成熟性来看,ACP1000已具备相当好的基础。堆芯从157盒燃料组件扩大至177盒后的物理设计,包括18个月换料的堆芯燃料管理设计工作已相当深入。另外,ACP1000的反应堆堆芯设计、国产化燃料组件设计与制造等,拥有自主知识产权,目前已申请获准了数十项专利。
“ACP1000最闪光的亮点是,许多二代改进型机组上采用的系统、设备可以沿用,国产化程度将会迅速提高,有助于降低建造成本。”张禄庆说。