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全球首批AP1000机组扬帆待起航

  发表日期:2018年4月4日   出处:中国环境报        【编辑录入:jxnpc_amd

备受瞩目的全球首批AP1000核电机组已具备装料条件。作为中美两国最大的能源合作项目,AP1000机组从引进、消化吸收到建造调试全过程受到广泛关注。不久前,记者实地走访了第三代核电AP1000自主化依托项目所在地——浙江三门核电站和山东海阳核电站,深入核岛内部,并与业主单位有关专家交流,带领读者一起揭开AP1000的神秘面纱。

核岛初体验

五道大门安保严

对大多数人来说,对于核电站的第一印象可能来自于远远望去那巨大的穹顶式圆柱形安全壳,但是其内部构造如何并不清楚。前不久,我们有幸在全球首批AP1000机组装料之前,进入三门核电1号机组和海阳核电1号机组的安全壳内部,换一个视角观察这个“庞然大物”。

进入核岛之前,先给我们播放视频短片了解安全须知。戴上安全帽和护目镜、换上防护鞋后,我们每人拿到一张与身份证对应的实物保护区参观证,由工作人员带领进去。每经过一道门岗都需要刷参观证才能进入,有的门岗需要访客和工作人员一人刷参观证一人输密码两人同时操作才能进入。经过防卫措施一道比一道严格的五道门岗之后,我们终于来到了核电站的核心——核岛内部。

核岛内部有如迷宫一般,一个通道连着一个通道。工作人员强调,不要随意触碰两旁的开关和把手。进厂房之前需要先更衣,我们按照工作人员的指示,换下自己的衣物,穿上干净的全套工作服,从头到脚“全副武装”之后再进去。参观结束后,所有换下的衣物都要放到指定的地点回收处理。

换上工作服后,工作人员给每个人衣服胸前的口袋里别上了一个车钥匙大小的电子式个人剂量计,用于辐射工作场所个人剂量监测。“虽然现在还没有装料,但现场已具备装料条件,现场工作流程按照装料情形进行,所以需要给你们佩戴电子式个人计量计。”三门核电有限公司党委副书记、新闻发言人章金平说。

在这里,和我们身着同样装束的工作人员正有条不紊地忙碌着。“我们要求所有员工都按照装料后的操作规范开展工作,这也是落实核安全文化的要求。”章金平说。

非能动设计

自然力实现安全功能

沿着盘旋的扶梯拾级而上,两旁是错综复杂的管道和各种仪器设备,我们扶着扶手小心前行,有的地方需弓身低头才能通过,直到上到一个平台,顿时豁然开朗,我们来到了安全壳的内部——反应堆厂房。

眼前这个圆柱形密闭空间高65米,直径40米。中间是反应堆压力容器,好像一台超大号的“高压锅”,工作时内部压力是15.5兆帕,约相当于155个大气压,堆芯中的核燃料发生核裂变反应产生热能,一回路的水流经反应堆堆芯,带走核裂变反应产生的热量。反应堆左右各有一台蒸汽发生器,它是反应堆厂房最大的设备,将反应堆一回路的热量传导给二回路水,二回路水产生蒸汽,蒸汽再驱动汽轮发电机发电。每台蒸汽发生器配两台主泵,主泵相当于人体的心脏,驱动一回路水循环,并通过蒸汽发生器将一回路热量传递给二回路。

“你们看到的这个安全壳外层是混凝土,厚度将近1米,内层是钢板。”海阳核电项目业主单位——山东核电有限公司运行部主任工程师、高级操纵员王俊鹏说。

据王俊鹏介绍,作为第三代核电技术,AP1000安全系统最大的特点是基于非能动的设计理念。非能动理念广泛应用于各行业,在现有运行的压水堆核电站中均有一定的应用。它利用重力、压缩气体、温差形成流体密度差产生的自然循环等自然力实现安全功能,最大程度消除了安全系统对交流电源和能动部件的依赖性。

在发生地震等突发事件下,AP1000基于纵深防御的理念,在事故发生后72小时内,仅仅通过非能动安全系统设置而无需操纵员干预,就能够维持堆芯完整性和乏燃料池的冷却。72小时至7天内,可通过电厂的备用水源和备用电源来维持堆芯完整性和乏燃料池的进一步冷却;这也给能动系统电源的重新恢复和水源的补充提供了足够的时间,从而在72小时或7天后,确保堆芯完整性和乏燃料池的长期冷却。

事实上,AP1000的核岛结构设计具有很大的抗震裕度,且从地质条件来看,三门核电站和海阳核电站均不具备发生海啸的条件。即使发生类似日本福岛第一核电站丧失所有厂外电和所有厂内柴油发电机的事件,从分析来看,AP1000的设计也可保证堆芯和乏燃料池的冷却。

68次监督检查

安全监管标准从高从严

除了固有安全性的提升,作为世界首批AP1000核电机组,三门核电站和海阳核电站机组装料运行前需要经过多次监督检查,运行后也将处于严格的安全监管之下。

1984年,我国设立了国家核安全局,依法对我国民用核设施实施独立的核安全监管,确保核安全决策不受任何核电发展部门和单位的影响。我国采用全过程监管、分阶段许可的方式。核电厂安全重要构筑物、系统、设备的设计必须经过国家核安全局的技术审评。只有确认满足相关法规标准要求后,国家核安全局才颁发相应许可证。在核电厂厂址选择、建造、装料、运行和退役等各阶段,都必须在通过评审并获得国家核安全局颁发的许可证后,才能开展这一阶段各项核安全相关活动。

正是在这样严密的核安全监管下,我国现役核电机组一直保持着良好的安全运行业绩,迄今未发生国际核事件分级(INES2级和以上级别的运行事件。在世界核电运营者协会(WANO)综合排名中,我国在运的核电机组各项性能指标均处于全球中上水平,部分机组处于世界先进水平。

以三门核电站为例。自20088月三门核电厂1号机组核岛基坑负挖验槽到20177月,国家核安全局和华东核与辐射安全监督站对三门核电厂1号机组共进行了68次核安全监督检查,期间共提出442项核安全管理要求,各项管理要求均已落实完成。另外,国家核安全局派出的现场监督员,常驻现场,对三门核电厂建造的全过程进行傍站式监督。

章金平表示,为提高应急人员响应能力,每年三门核电站都发布年度培训计划和演习计划,按计划实施应急培训和应急演习。从20141月开始到现在,三门核电已累计组织实施了各类应急演习72项,参演人员达3000余人次。

反复试验验证

安全第一进度第二

三门、海阳核电站于2009年开工建设,原计划2013年投入商运,由于延误未能如期装料运行。

据专家介绍,造成延误主要有两方面原因:一是福岛事故因素。日本福岛核事故后,国内所有核电站需要接受安全检查和评估,项目在设计、设备制造、工程施工等环节都放慢了进度。二是设计进度和设备供货延误。作为AP1000全球首批建设项目,没有参考电站,美国西屋公司负责核岛设计,存在数量较多的设计变更。依托项目设计寿期60年,与以往核电40年寿期相比,设备标准更高。国内外制造企业有一个学习过程,特别是主泵、爆破阀等部分关键设备的研制耗时较长,交付延误。

专家表示,核电站是设备众多、建造要求严格的大型系统工程,设计修改是经常发生的,所以在国际原子能机构(IAEA)和各国的核安全法规中对设计修改都有单独的规定。哪怕那些已建造、运行过的核电厂设计,在建造过程中也会有5000~6000项的设计修改。

“一项新技术研发,总是要通过模拟实际工况的反复试验来进行验证,这是工程技术界普遍的常识。三代核电是技术创新,因而通过反复的试验验证来证明其完全满足实际运行工况,正是负责任的表现。”章金平说,“在处理主泵、爆破阀问题的过程中,中美两国技术人员正是秉承了这种理念,反复试验、反复论证,相应地,也花费了大量时间,造成了工程拖期。到20161月,主泵、爆破阀问题已全面解决。”

目前,三门核电1号机组、海阳核电1号机组的设计、调试及装料前的准备工作已通过国家核安全局的严格审查,技术上已具备装料条件。

“对于全球首批AP1000核电机组的装料运行,我们充满期待,相信经过一次次的打磨和锤炼,AP1000已准备好扬帆起航,破浪前行。”山东核电有限公司副总经理颜岩表示。


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