核電廠總體規(guī)劃對廠址安全相關(guān)因素的考慮

王威　王永嗣　謝偉

摘要：核能是安全、經(jīng)濟(jì)、高效的清潔能源，也是助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要能源選擇。在進(jìn)一步加快核電廠廠址選擇及工程建設(shè)的過程中，核電廠總體規(guī)劃需要將安全因素作為需要考慮的首要因素，特別是在核電廠前期工作中對廠址安全因素應(yīng)給予充分和必要的考慮，同時(shí)應(yīng)確保工程項(xiàng)目能夠采用技術(shù)措施和工程措施使核電廠安全性得以落實(shí)。

關(guān)鍵詞：核電廠;總體規(guī)劃;安全相關(guān)因素

1 核電廠總體規(guī)劃主要內(nèi)容

總體來說核電廠總體規(guī)劃一般包括廠坪設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定、主廠房位置的確定、電力出線規(guī)劃、取排水規(guī)劃、對外交通運(yùn)輸規(guī)劃、廠區(qū)工程規(guī)劃、場地平整及防排洪規(guī)劃、廠址區(qū)域土地利用、與附近城鎮(zhèn)總體規(guī)劃協(xié)調(diào)性等內(nèi)容。

總體規(guī)劃需要各相關(guān)專業(yè)的共同參與，從規(guī)劃內(nèi)容不難看出，廠址前期階段總體規(guī)劃從無到有、從淺到深的過程與各項(xiàng)廠址特征的研究分析是緊密相關(guān)的，需要在各項(xiàng)專題研究成果的基礎(chǔ)上不斷細(xì)化和完善。巖土條件、水文條件、取排水條件、電力出線條件、對外交通條件等廠址外部自然條件及人為條件等不僅約束廠址區(qū)域位置的規(guī)劃選擇，同時(shí)也約束廠區(qū)整體的規(guī)劃布局、廠區(qū)規(guī)劃用地邊界以及非居住區(qū)范圍等。

2 初可研廠址查勘工作對安全因素的要求

初可研階段工作的主要目的是在廠址選擇相關(guān)的原則要求下對一系列可能廠址進(jìn)行查勘及廠址技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，排除可能廠址的顛覆性因素后擇優(yōu)推薦候選廠址。

《核電廠廠址選擇基本程序》中明確將“安全可靠性、環(huán)境相容性、技術(shù)可行性以及經(jīng)濟(jì)合理性”作為廠址選擇的四大基本因素。其中與“安全可靠性”相關(guān)的廠址特征主要包括能動(dòng)斷層、地震活動(dòng)、地基條件、邊坡穩(wěn)定性、火山活動(dòng)、洪水、氣象災(zāi)害、以及外部人為事件。與“環(huán)境相容性”有關(guān)的廠址特征主要包括人口分布、水功能、水彌散、大氣彌散、土地利用、自然生態(tài)環(huán)境、應(yīng)急計(jì)劃、公眾參與等內(nèi)容。與“技術(shù)可行性”有關(guān)的廠址特征主要包括了用地條件、取排水條件、電網(wǎng)條件以及交通運(yùn)輸?shù)葍?nèi)容。與“經(jīng)濟(jì)合理性”有關(guān)的廠址特征主要包括電力系統(tǒng)接入和輸出便捷性、征地搬遷量以及土石方工程量、進(jìn)廠道路建設(shè)費(fèi)用等內(nèi)容。

3 可研廠址評(píng)價(jià)工作對安全因素的要求

可研階段廠址安全評(píng)價(jià)主要關(guān)注的重點(diǎn)為安全相關(guān)廠址特征及新乏燃料及放射性廢物的貯存和運(yùn)輸，其中廠址特征主要包括周邊地理位置、人口分布、附近的工業(yè)、運(yùn)輸和軍事設(shè)施、氣象、工程水文、地質(zhì)、地震等。

《核電廠可行性研究階段廠址安全分析技術(shù)規(guī)范》對可能影響廠址安全的廠址特征因素進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定：

（1）與廠址可接受性和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)外部事件（包括外部自然事件和人為事件）有關(guān)的可能影響核電廠安全的廠址特征;

（2）可能影響放射性物質(zhì)向人體轉(zhuǎn)移的廠址特征及環(huán)境特征;

（3）與應(yīng)急計(jì)劃實(shí)施可行性相關(guān)及評(píng)價(jià)個(gè)人和群體風(fēng)險(xiǎn)所需要的廠址特征，如有關(guān)外圍地帶的人口密度、分布及其他特征;

（4）可能影響新燃料、乏燃料及放射性廢物的貯存和運(yùn)輸?shù)膹S址特征。

4 總體規(guī)劃關(guān)于廠址安全相關(guān)因素的考慮

核電項(xiàng)目前期工作（包含初可研及可研兩個(gè)工作階段）總體規(guī)劃是各專業(yè)廠址查勘成果的綜合反映，也是廠址技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的基礎(chǔ)。

總體規(guī)劃過程中主要考慮的廠址安全相關(guān)因素主要有：

（1）考慮周圍人口分布的影響

廠址選擇區(qū)域分析過程中，要避開人口分布較為密集的區(qū)域，盡量選擇人口密度低、離大城市相對較遠(yuǎn)的地區(qū)。例如在廠址選擇區(qū)域范圍要滿足“廠址規(guī)劃限制區(qū)范圍內(nèi)無超過1萬人以上集中居住鄉(xiāng)鎮(zhèn)，廠址半徑10km范圍內(nèi)無10萬人以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)”的要求。

（2）考慮地質(zhì)、地震條件的影響

廠址區(qū)域分析過程中，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)圖、地震震中分布圖、地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖等資料，盡可能地使廠區(qū)位置遠(yuǎn)離斷層、地質(zhì)災(zāi)害、火山活動(dòng)以及地震烈度較高的地段。

初可研階段總體規(guī)劃過程中除考慮上述地質(zhì)、地震條件外，還需考慮電廠設(shè)施的地基條件，如一般選擇有面積足夠大且標(biāo)高合適的自然山體作為廠址區(qū)域范圍，以大概率保證核安全相關(guān)廠房基底位置處能夠有較好的基巖條件。

可研階段總體規(guī)劃主要工作內(nèi)容是根據(jù)推薦廠址的廠址特征條件以及各項(xiàng)專題研究成果開展總體規(guī)劃及總平面布置的多方案比較，最大限度使總平面布置方案與廠址條件相協(xié)調(diào)，其中首要考慮的安全因素是主廠房及核安全相關(guān)廠房、溝道等地基處的巖土適宜性，這些廠房或溝道均應(yīng)座落在均勻、穩(wěn)定、承載力滿足要求的地基上，地基承載力特征值和剪切波速應(yīng)滿足堆型設(shè)計(jì)要求。工程項(xiàng)目中均會(huì)根據(jù)鉆孔資料、基巖等深線圖及基巖切面圖等資料調(diào)整布置形式，如調(diào)整主廠房的布置形式或主廠房布置間距等。

鑒于目前核電廠址資源較為稀缺，特別是廠址規(guī)劃機(jī)組數(shù)量較多時(shí)，場地巖土條件又往往無法完全滿足總平面布置對地基條件的要求。在這種情況下，為滿足“安全可靠性”的要求，就需根據(jù)巖土條件進(jìn)行深入分析、認(rèn)真核實(shí)核安全廠房地基位置處需要進(jìn)行地基處理和改良的范圍、深度以及方法等，以保證處理和改良后的地基能滿足核安全要求，保證總體布置方案的可行性。

（3）考慮洪水條件的影響

廠址防洪是評(píng)價(jià)廠址適宜性的重要因素之一，在廠址區(qū)域分析過程中，一般會(huì)應(yīng)結(jié)合廠址周邊條件（如周邊已建核電廠的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)洪水位）初步估算廠址區(qū)域的洪水位標(biāo)高，以便判斷擬選區(qū)域是否可采取工程措施滿足防洪要求。

選址規(guī)劃時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)洪水位的組合事件初步估算設(shè)計(jì)基準(zhǔn)洪水位，同時(shí)以此作為廠址總體規(guī)劃工作的依據(jù)。

日本福島核事故后，核電廠總體規(guī)劃工作進(jìn)一步加強(qiáng)了對防洪設(shè)計(jì)的重視程度，例如核電廠的防洪設(shè)計(jì)必須充分考慮極端洪水事件以及洪水因素組合產(chǎn)生的影響，防洪設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能考慮采用“干廠址”，也就是說核電廠廠址地坪標(biāo)高須高于考慮波浪影響在內(nèi)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)洪水位。

在核電廠廠區(qū)位置規(guī)劃選擇時(shí)，應(yīng)注意對周邊自然地形的分析研究，廠區(qū)范圍內(nèi)盡量不占用原始自然沖溝或匯水區(qū)域，以避免廠址周邊區(qū)域匯水對廠區(qū)的沖刷影響，減少人為因素造成的廠址安全問題。同時(shí)在必要情況下為避免周邊區(qū)域匯水對核電廠造成洪水威脅，應(yīng)在核電廠周邊設(shè)置截、排洪設(shè)施，安全重要建、構(gòu)筑物相關(guān)截排洪設(shè)施應(yīng)按照千年一遇設(shè)計(jì)，并用可能最大洪水（PMF）校核。

此外，核電廠場地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定過程中，除考慮防洪本身要求外還應(yīng)考慮安全應(yīng)急的要求，應(yīng)避免因洪水泛濫而形成孤島運(yùn)行的現(xiàn)象。

（4）考慮氣象條件的影響

廠址區(qū)域分析過程中，廠址位置不宜選擇在受熱帶氣旋、嚴(yán)重龍卷風(fēng)等極端氣象影響的地區(qū)，而應(yīng)優(yōu)先選擇氣象災(zāi)害影響小、災(zāi)害氣象發(fā)生頻率低的區(qū)域，同時(shí)廠址地區(qū)的氣象條件應(yīng)有利于氣載放射性物質(zhì)的大氣彌散。

總體規(guī)劃主要從以下方面考慮氣象條件的影響：

結(jié)合氣象條件合理確定廠區(qū)與周邊村鎮(zhèn)的相對位置關(guān)系;

按照常年最小風(fēng)頻的下、上側(cè)依次布置現(xiàn)場服務(wù)區(qū)、配套設(shè)施區(qū)以及核電廠生產(chǎn)區(qū)。

放射性廠房相對集中布置在廠區(qū)常年最小風(fēng)頻上風(fēng)向、廠區(qū)地形最低的地段，保證源項(xiàng)所確定的放射性物質(zhì)釋放時(shí)對公眾和環(huán)境的輻射影響降低到最低;

廠區(qū)總平面布置過程中考慮風(fēng)向?qū)S區(qū)安全的影響，布置時(shí)需將易燃易爆等危險(xiǎn)子項(xiàng)布置于廠區(qū)邊緣不窩風(fēng)、常年最小風(fēng)頻的下風(fēng)向。

（5）考慮外部危險(xiǎn)源的影響

廠址區(qū)域分析時(shí)選擇應(yīng)外部人為事件風(fēng)險(xiǎn)小的地區(qū)。在選址規(guī)劃時(shí)一般會(huì)控制廠址邊界與危險(xiǎn)源的安全距離，如廠址邊界與機(jī)場和大型爆炸源（如石化企業(yè)等）距離控制在10km以上，將廠址邊界與飛機(jī)航線距離控制在4km以上等。

當(dāng)廠址條件無法滿足上述要求時(shí)，應(yīng)盡早協(xié)助業(yè)主單位與地方政府協(xié)商解決。例如某核電項(xiàng)目過境道路與電廠距離較近，業(yè)主單位經(jīng)與地方政府協(xié)商后對過境道路的運(yùn)輸物品種類及運(yùn)輸頻次進(jìn)行了有效管控，從而保證過境道路的運(yùn)輸不會(huì)對電廠安全造成影響。

（6）考慮邊坡穩(wěn)定性的影響

可研階段一般需結(jié)合取水條件、土石方工程量以及截排洪規(guī)劃等進(jìn)一步落實(shí)廠坪設(shè)計(jì)標(biāo)高的合理性，對廠坪標(biāo)高的取值進(jìn)行優(yōu)化。不同的廠坪設(shè)計(jì)標(biāo)高會(huì)形成不同的填挖范圍、形成不同填挖高度，形成不同等級(jí)的防護(hù)邊坡等。

核電廠生產(chǎn)區(qū)、輔助設(shè)施區(qū)、施工臨建區(qū)以及施工生活區(qū)等的用地規(guī)模較大，大范圍的場地平整工作不可避免會(huì)出現(xiàn)較高的人工挖方邊坡或填方邊坡。當(dāng)出現(xiàn)核安全邊坡時(shí)，應(yīng)按照核電廠抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（7）考慮與應(yīng)急計(jì)劃實(shí)施可行性相關(guān)的因素

總體規(guī)劃考慮應(yīng)急計(jì)劃實(shí)施可行性主要關(guān)注兩個(gè)因素，一是盡量將廠址選擇在周邊人口稀少、道路網(wǎng)較為成熟的區(qū)域;二是在進(jìn)行核電廠對外交通道路規(guī)劃時(shí)盡量考慮兩條不同方向的對外聯(lián)系道路（即主要進(jìn)廠道路和次要進(jìn)廠道路），且避免使人員在撤離途中通過煙羽區(qū)，以滿足核電廠事故狀態(tài)下從廠區(qū)撤離不必要的人員。

根據(jù)美國和管理委員會(huì)聯(lián)邦應(yīng)急管理署報(bào)告《指定和評(píng)價(jià)核動(dòng)力廠輻射應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃于準(zhǔn)備的準(zhǔn)則》，兩條對外聯(lián)系交通路線方向夾角的推薦值為不小于應(yīng)急計(jì)劃區(qū)三個(gè)子區(qū)的夾角（即67.5°），對于不同核電廠址還需要根據(jù)廠址的具體情況進(jìn)行計(jì)算最終確定。

目前國內(nèi)正在開展海島核電廠的廠址選擇工作，這對于應(yīng)急交通設(shè)施提出了更高的要求?！逗藙?dòng)力廠場內(nèi)應(yīng)急設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》對于應(yīng)急撤離道路提出了具體要求 “應(yīng)急道路設(shè)計(jì)中應(yīng)關(guān)注道路沿線橋涵、涵洞、邊坡、堤壩等在極端條件下的可用性，必須滿足在SL-2地震條件下，至少有一條路線可供人員及車輛通行”。因此在海島廠址總體規(guī)劃時(shí)應(yīng)綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素規(guī)劃合理的應(yīng)急道路路徑。

5 結(jié)語

核電廠總體規(guī)劃貫穿了前期廠址選擇至施工圖設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，它是多專業(yè)共同工作的成果，也是廠址安全相關(guān)因素的綜合落實(shí)與反映。本文闡述了核電廠初可研廠址查勘工作和可研廠址評(píng)價(jià)工作所關(guān)注的廠址安全因素，同時(shí)總結(jié)和列舉了核電廠前期總體規(guī)劃工作重點(diǎn)關(guān)注和考慮的廠址安全因素，以期對后續(xù)核電廠總體規(guī)劃工作提供借鑒和幫助。

參考文獻(xiàn)：

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