關(guān)于核電安全性的分析研究

1.劉 杰 1.王斌俠 2.丁玲玲

1.中國能源建設(shè)集團浙江火電建設(shè)有限公司 2.杭州意能電力技術(shù)有限公司

關(guān)于核電安全性的分析研究

1.劉 杰 1.王斌俠 2.丁玲玲

1.中國能源建設(shè)集團浙江火電建設(shè)有限公司 2.杭州意能電力技術(shù)有限公司

本文介紹了目前我國核能發(fā)電運行的狀況，對當前核電運行的安全性進行了深入分析，并且從多個方面來闡明核電是安全能源。目前，在全球資源緊缺的情況下應(yīng)該大力發(fā)展核電事業(yè)。

核能發(fā)電；安全性；分析

前言

隨著世界核電事業(yè)的發(fā)展， 核電安全管理也越來越規(guī)范，核電安全性已得到了顯著提高?，F(xiàn)階段正是我國核電快速發(fā)展時期， 我國已通過引進第三代核電技術(shù)，引進了先進的安全技術(shù)，再結(jié)合自身的核電站建設(shè)和運營管理經(jīng)驗， 在堅決貫徹“安全第一，生產(chǎn)第一”的發(fā)展方針的前提下， 保證核電站的安全建設(shè)和運營， 進而保證核電的穩(wěn)定快速發(fā)展。

1 我國核能發(fā)電現(xiàn)狀

白1991年我國第一座棱電站——秦山一期并網(wǎng)發(fā)電以來.我國有7座核電站共13臺機組10234MW先后投人商業(yè)運行，27臺機組(福建福清、浙江三門、山東海陽、廣東陽江、遼寧紅巖河、福建寧德、田灣二期等核電工程)29790MW在建。我國核電裝機容量占總裝機容量的1 9%。截至口前，我國核電站的安全、運行業(yè)績良好，運行水平不斷提高，運行特征主要參數(shù)好于世界均值；核電機組放射性廢物產(chǎn)生量逐年下降.放射性氣體和液體廢物排放量遠低于國家標準許可限值。2007年，國務(wù)院正式批準了國家發(fā)展改革委上報的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005--2020年)》，規(guī)劃中提出，到2020年我國核電裝機容量達到40000MW，在建規(guī)模1800OMW。這意味著我國的核電發(fā)展將迎來高峰。

2 核能發(fā)電的安全性分析

2.1 核能與其它能源安全對比分析

核電反應(yīng)堆的安全指標用“堆·年”來表示。一座反應(yīng)堆運行一年叫做一個“堆·年”。從1954年第一座實驗核電站問世到2011年4月，全世界約500多座棱電反應(yīng)堆合計運行超過了1000O堆·年。在這10000堆·年的運行歷史中，僅發(fā)生過3起堆芯熔化的嚴重事故，即1979年美國三哩島核電站事故、1986年前蘇聯(lián)切爾諾吼利核電站事故和2011年日本桶島核電站事故。其事故率是萬分之一僅前蘇聯(lián)切爾諾貝利棱電站事故造成28人死亡，其余曲起事敞未造成人員傷亡。這種高安全的運行紀錄，在能源發(fā)展史上，包括常規(guī)電廠、煤礦、油井、水壩等，都是絕無儀有的。

我們町以從一組數(shù)據(jù)中得出核電是較煤電而言是更加安全的能源。從整個發(fā)電的燃燒鏈(即從采礦到發(fā)電的所有環(huán)節(jié))考慮，每吉瓦(109W)發(fā)電裝機容帚每年的急性事故死亡人數(shù)，煤電燃燒鏈為35人[即37人/(GW·a)]，而核電燃燒鏈僅為0.6人/(GW·a).而且基本是由鈾礦開采引起的。對公眾產(chǎn)生的輔射照射，煤電燃料鏈為420人Sv(Gw·a)，核電燃料鏈為8.39.Sv，(Gw·a)，煤電燃料鏈約為核電燃料鏈的50倍。對t作人員產(chǎn)生的輻射照射，煤電燃料鏈為90人Sv/(GW·a)，核電燃料鏈為8.91人·Sv(GW·a)，煤電燃料鏈約為核電燃料鏈的10倍。從塵肺看，煤礦為21.6例/(GW·a)，鈾礦為4.4例，(GW·a)，煤礦為鈾礦的5倍。顯然，核電燃燒鏈比煤電燃燒鏈更為安全。

2.2 核電廠嚴密的安全措施和定量安全目標

我國《核動力廠設(shè)計安全規(guī)定》HAFl02(2004版)規(guī)定有5個層次的縱深防御。為了落實縱深防御原則，人們在核裂變產(chǎn)物和環(huán)境之間設(shè)置了四道非常保險的屏障。實際上只要有其中一道屏障是完整有效的，就不會發(fā)生放射性物質(zhì)外泄的事故。

第一道安全屏障：燃料芯塊。核燃料棒的材料為二氧化鈉陶瓷塊，它的熔點為2800℃，它的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不會和水產(chǎn)生放熱反應(yīng)。第二道安全屏障：燃料包殼。燃料包殼采用優(yōu)質(zhì)的鋯合金，使燃料元件的包殼具有良好的密封性和在運行條件下長期保持溫和裂變產(chǎn)物的能力。第三道安全屏障為壓力邊界。由核燃料構(gòu)成的堆芯封閉在壁厚20cm的鋼制壓力容器內(nèi)，壓力容器和整個一回路都是耐高壓的，當發(fā)生燃料元件包殼有少量破漏時，放射線進入一回路，但仍然控制在壓力殼內(nèi)，不會擴散到外界。第四道屏障：安全殼。反應(yīng)堆、穩(wěn)壓罐、循環(huán)泵、蒸汽發(fā)生器都裝在安全殼中。安全殼是1 m厚的鋼筋混凝土，內(nèi)部表面加有厚6 mm的鋼襯。安全殼是阻止放射性物質(zhì)向環(huán)境逸散的最后一道屏障。在以上四道屏障的保護下，核電站釋放出的輻射量是極其微量的，并在技術(shù)標準允許的范圍內(nèi)。

2.3 我國核電廠的安全政策

我國政府一貫高度重視核安全，從核工業(yè)發(fā)展之初就明確制定了“安全第一”的方針，保護工作人員、公眾和環(huán)境。我國是國際《核安全公約》締約國之一，并于1998年9月首次向公約締約國秘書處提交了《核安全公約中國國家報告》，接受國際核安全監(jiān)督與交流。我國核電站在改進安全方面已規(guī)劃的活動。為達到和維持國際公認的高水平的核安全，需作不懈的努力。

2.4 以福島核電事故為例分析我國核電的安全性

首先，從技術(shù)上說，日本受影響核電站采用的是二代核電技術(shù)，最大問題就在于遇緊急情況停堆后，須啟用備用電源帶動冷卻水循環(huán)散熱。我國正在沿海建設(shè)并將向內(nèi)陸推廣的第三代APl000核電技術(shù)則不存在這個問題，因其采用“非能動”安全系統(tǒng)，一旦遭遇緊急情況，不需要交流電源和應(yīng)急發(fā)電機，僅利用地球引力、物質(zhì)鶯力等自然現(xiàn)象就可驅(qū)動核電廠的安全系統(tǒng)，冷卻反應(yīng)堆堆芯，帶走堆芯余熱，并對安全殼外部實施噴淋，從而恢復(fù)核電站的安全狀態(tài)。中國目前主流“二代加”技術(shù)的壓水堆均有兩套回路系統(tǒng)，一回路系統(tǒng)與二回路系統(tǒng)完全隔開，它是一個密閉的循環(huán)系統(tǒng)。因此，從技術(shù)上來說，我國核電站技術(shù)要比日本核電站安全。其次，中日兩國地震類型不同，中國東部沿海地震，除了臺灣地區(qū)經(jīng)常發(fā)生地震之外，發(fā)生大地震的可能性比較小。中國的地震較大震級的主要發(fā)生在西部，這主要是兇為喜馬托雅山板塊運動造成。日本以俯沖帶型地震為主，多發(fā)于海域，最后，我國現(xiàn)有的核電站不像福島核電站是40年前的設(shè)計，我國核電站設(shè)計吸取了40年來在核電站設(shè)計、科研以及建造、運行等方面的經(jīng)驗，形成了二代改進型的核電技術(shù)。有這個概念。我國核電站還設(shè)計了防氫爆設(shè)置，在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)設(shè)置了多個氫測點，通過通風(fēng)系統(tǒng)把氫排出去。

3 結(jié)束語

綜上所述，在核能的利用中，核能發(fā)電的發(fā)展是相當迅速的.核能被公認為是一種經(jīng)濟、安全、可靠、干凈的能源，隨著世界資源的不斷消耗及能源需求的持續(xù)增長，全球各國包括我國都在積極發(fā)展核電。但是與此同時.公眾對核電安全性的質(zhì)疑從未停止。

[1]李靜，陳軍.核電安全分析[J].湖北電力，2009，03：64-65+68.

[2]臧亞琴，柯惟力.全球的核能發(fā)電現(xiàn)狀[J].硅谷，2009，15：198.