http://m.henanjusheng.com 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(yè)協(xié)會與日本技術(shù)者聯(lián)盟等日方機構(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提交《日本政府福島核事故報告》后,中日兩國核電界專家學(xué)者首次面對面交流。
“這次研討會可以使我們從技術(shù)和管理兩個層面,現(xiàn)場事故處理和社會公眾應(yīng)急響應(yīng)兩個視角進一步了解事故的發(fā)生、發(fā)展及如何應(yīng)對的有關(guān)情況,更深切地體會和理解事故的經(jīng)驗和教訓(xùn)。”中國核能行業(yè)協(xié)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(guān)對策有研究,但一直處于逐步討論改進的狀態(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),可以用較少的費用完成防災(zāi)規(guī)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(yīng)該成為一次教訓(xùn),也為加深對海嘯的認識起了作用。”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70年代,對海嘯的評價一直根據(jù)歷史數(shù)據(jù)做保守性的估計和預(yù)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(jù)導(dǎo)致海嘯原因的地震及海嘯數(shù)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(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)機構(gòu)共同完成了海嘯造成的斷電及堆芯熔化的風(fēng)險報告。當(dāng)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(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)電機及相關(guān)輸配電裝置的整個電力系統(tǒng)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(shè)計的(當(dāng)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(yè)困難。所以,從6號機組開始,將應(yīng)急內(nèi)燃發(fā)電機放到了反應(yīng)堆廠房。
對于東電的責(zé)任,榎本聰明認為,東電因為沒有建設(shè)與設(shè)計新的核電站,所以主要業(yè)務(wù)是對現(xiàn)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(shù)進步,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
核電站要堅持多重性基礎(chǔ)上的多樣性設(shè)計,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)會安全委員會主任植田伸幸提出,核電站要堅持多重性基礎(chǔ)上的多樣性設(shè)計,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器設(shè)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(dǎo)致整個液壓控制系統(tǒng)失靈。但是,對波音B-747來說,即使發(fā)生上述的狀況,其頂部的另一個系統(tǒng)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(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,他認為短期內(nèi)為防止安全方面重要機器損傷,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)險評估方法,將海嘯影響進行標準化規(guī)范統(tǒng)一,同時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。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)電機的情況下,事先鏈接電線。長遠看,要修改安全審查指針,在設(shè)備方面,配置蒸汽輪機發(fā)電機等多種發(fā)電設(shè)備;除了海水冷卻,要準備空冷式發(fā)電機;還可以與其他發(fā)電站,如水電實現(xiàn)電源共享,或者在蒸汽輪機驅(qū)動堆芯注水泵上配置小型發(fā)電機,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(shè)施配置。也可以考慮無需動力的自然循環(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’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)計標準的風(fēng)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(nèi)的意外事故原因,將教訓(xùn)、經(jīng)驗反映到現(xiàn)有的輕水堆和新堆型設(shè)計中。”植田伸幸強調(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,可以實現(xiàn)長期安全運行的目標
據(jù)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(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)堆長期運行,期間會遇到設(shè)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(shè)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(shè)備及相關(guān)儀器,經(jīng)過技術(shù)評估、檢修維護和適當(dāng)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(shè)性判斷,假設(shè)核電站運行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年的運行計劃。”
相關(guān)數(shù)據(jù)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(shù)評估和改進計劃,但如果每年的定期檢查發(fā)現(xiàn)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(guān)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(jù)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(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(yīng)堆是沒有壽命的,通過適當(dāng)?shù)墓芾砗图夹g(shù)改進,可以實現(xiàn)長期安全運行的目的。