▲ 華龍一號核島內(nèi)部使用了大量加強(qiáng)型鋼筋。記者 王軼辰攝
▼ 福清核電站5號機(jī)組核島內(nèi)部。記者 王軼辰攝
▲ 近處為建設(shè)中的裝機(jī)華龍一號的福清核電站5號機(jī)組，比遠(yuǎn)處的二代改進(jìn)型4號機(jī)組大了幾圈。記者 王軼辰攝

2011年3月，日本發(fā)生9級強(qiáng)震并引發(fā)海嘯，造成福島核電站放射性物質(zhì)泄漏，成為近年來全球最嚴(yán)重的核事故。受此事件影響，我國政府一度暫停了核電項(xiàng)目審批，并在全國開展核安全大檢查及技術(shù)安全改進(jìn)。

2015年，遼寧紅沿河核電站5號、6號機(jī)組，福建福清核電站5號、6號機(jī)組相繼獲批，我國沿海核電陸續(xù)重啟。核電開發(fā)的頭等大事是安全，新一輪核電工程的開工建設(shè)，再次引發(fā)了公眾對核電安全的集中關(guān)注。為此，《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》記者近日走進(jìn)建設(shè)中的福清核電站一探究竟。

核電蓋上“金鐘罩”

福島核事故給全世界敲響了警鐘，各國紛紛對核電安全提出了更高要求，新建核電廠的核安全標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，第三代核電成為當(dāng)今世界核電發(fā)展的主流技術(shù)。我國自主創(chuàng)新研發(fā)的第三代先進(jìn)壓水堆核電機(jī)型華龍一號（HPR1000）也不例外，不僅消化吸收國際三代核電技術(shù)先進(jìn)理念，還充分汲取日本福島核事故經(jīng)驗(yàn)反饋，采用國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)設(shè)計(jì)，在保證成熟可靠性的基礎(chǔ)上，顯著提升了電廠的安全性，平衡了經(jīng)濟(jì)性。

福清核電站是華龍一號首堆示范工程所在地。站在電站的觀景平臺遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，整片工地吊塔林立、一片忙碌，準(zhǔn)備裝配華龍一號的5號機(jī)組核島安全殼已經(jīng)接近封頂，和旁邊采用二代改進(jìn)型技術(shù)的4號機(jī)組核島相比，這簡直就是一個“大塊頭”，明顯“胖”出了好幾圈。

“這個大小不同正是華龍一號的重大改進(jìn)?！敝泻思瘓F(tuán)福清核電有限公司副總經(jīng)理陳國才告訴記者，在華龍一號的安全設(shè)計(jì)中，加入了防范商用大飛機(jī)惡意撞擊一項(xiàng)，這是“9·11”事件后美國核管會對核電站最新的安全要求，也是全球最高安全標(biāo)準(zhǔn)。為達(dá)到這一效果，華龍一號將安全殼廠房設(shè)計(jì)為雙層安全殼。

雙層安全殼是包容放射性物質(zhì)的最后屏障，也能抵御外部災(zāi)害的襲擊。記者了解到，華龍一號內(nèi)層安全殼內(nèi)徑46.8米，壁厚1.3米，新增的外層安全殼內(nèi)徑為53.0米，下部壁厚為1.5米，上部壁厚為1.8米，這與之前的核電堆相比有了明顯加強(qiáng)。同時，華龍一號的鋼筋強(qiáng)度也有所加強(qiáng)，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度更高。

在抗震方面，華龍一號抗震設(shè)計(jì)基準(zhǔn)提高到了0.3g地面水平峰值加速度，相當(dāng)于可以抵抗9級以上的地震，較二代改進(jìn)型機(jī)組提升不少?！斑@個提升水平是特別高的，使得電站在極端外部事件中，可以保證整個反應(yīng)堆的安全。”中核集團(tuán)福清核電有限公司副總工程師薛峻峰說。

同時，電廠事故應(yīng)急能力也有明顯提高。華龍一號通過改進(jìn)應(yīng)急供水、移動電源以及提高應(yīng)急設(shè)施可用性和可居留性等，提高了事故后的應(yīng)急響應(yīng)能力。比如，以往出現(xiàn)事故，需要操作人員在短時間內(nèi)判斷電廠發(fā)生了什么事故，并執(zhí)行操作。華龍一號則多采用自動控制信號疊加，可以自動執(zhí)行安全功能，留給操作人員更長的響應(yīng)時間。

核島有了“雙保險(xiǎn)”

除了外部風(fēng)險(xiǎn)，內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)的防范也是保障核電安全的重要環(huán)節(jié)。為此，“華龍一號”首次明確提出了“能動+非能動”的安全設(shè)計(jì)理念，對先進(jìn)壓水堆設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)性創(chuàng)新。其中，能動技術(shù)最突出的特點(diǎn)是：在核電廠偏離正常時，能夠高效可靠的糾正偏離；非能動系統(tǒng)則是：利用自然循環(huán)、重力、化學(xué)反應(yīng)、熱膨脹、氣體膨脹等自然現(xiàn)象，在無需電源支持的情況下，保證反應(yīng)堆的安全，使設(shè)計(jì)更加簡化。

“能動與非能動相結(jié)合的安全設(shè)計(jì)是華龍一號最具代表性的創(chuàng)新，也是滿足核電安全設(shè)計(jì)，滿足縱深防御要求和多樣性原則的典型案例?！敝泻思瘓F(tuán)核電工程公司華龍一號首堆項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)理宋代勇表示，“能動+非能動”是華龍一號比二代改進(jìn)型機(jī)組安全提升方面最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

記者了解到，以往的核電站執(zhí)行安全功能主要依靠能動安全系統(tǒng)，電廠一旦發(fā)生事故，首先要停堆，之后再把反應(yīng)堆的余熱帶走。福島核事故之所以發(fā)生，就因?yàn)榉磻?yīng)堆雖然關(guān)停，但外部電力缺失，熱量沒有及時導(dǎo)出來，最后造成堆芯熔化。以非能動作為能動的補(bǔ)充則可以避免這類事故，增強(qiáng)了安全性。非能動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)就是：不依賴電源，而是利用重力、溫差、蒸發(fā)等自然驅(qū)動力帶走堆芯預(yù)熱和安全殼的熱量，不需要依靠外部能源。

“在我們的設(shè)計(jì)理念中，這叫縱深防御，就是一道墻倒了，再用另外一道墻去應(yīng)對它。”宋代勇說，華龍一號正是通過3大非能動系統(tǒng)，即非能動的二次側(cè)余熱排出、非能動的安全殼熱量導(dǎo)出、非能動的堆腔注水冷卻對能動系統(tǒng)的補(bǔ)充，來保障核電安全。

內(nèi)部安全提升的另一大亮點(diǎn)是反應(yīng)堆堆芯的改進(jìn)。華龍一號的反應(yīng)堆堆芯從157擴(kuò)容到177，可使發(fā)電功率提高5%至10%，在提高經(jīng)濟(jì)性的同時，降低了堆芯內(nèi)的功率密度，堆芯熔化概率和大量放射性物質(zhì)釋放概率等多個安全指標(biāo)都超越了現(xiàn)有三代核電技術(shù)的要求，提高了核電運(yùn)行的安全裕量。

“福島事故”不會重演

除了在建中安全系數(shù)更高的華龍一號外，我國其它既有核電站同樣具有極高的安全性。首先，在電站選址和設(shè)計(jì)上，我國就極大避免了極端外部事件引發(fā)重大事故的可能。中核集團(tuán)福清核電有限公司環(huán)境應(yīng)急處處長黃鴻告訴記者，“在核電廠前期工作的不同階段，均開展了相應(yīng)的地震地質(zhì)、巖土工程勘察工作。在可行性研究階段，地震安全性評價(jià)報(bào)告還通過了國家地震安全性評定委員會和中國地震局的評審及批復(fù)。目前總體來看，我國核電廠址設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震動參數(shù)的選取是安全和偏保守的”。

記者還獲悉，為保證安全，我國各核電廠址設(shè)防均按最大臺風(fēng)浪考慮，可保證海嘯發(fā)生時，廠址不受洪水威脅。各核電廠址在確定廠址外部洪水時，除考慮以上因素外，還全面考慮了其它如天文潮、海平面上升等因素，通過提高廠坪標(biāo)高和在廠區(qū)外圍修筑核安全級海工構(gòu)筑物（防波堤、護(hù)岸等）確保不受洪水威脅。

此外，我國大陸沿海都有廣闊的大陸架，且我國大陸沿海受琉球群島、東南亞諸國以及自身島鏈的阻擋，遠(yuǎn)源海嘯進(jìn)入這一海域后，能量衰減較快，對大陸沿海影響較小?！耙虼耍谖覈穗姀S設(shè)計(jì)中，對設(shè)計(jì)基準(zhǔn)洪水的確定是適當(dāng)、可信與保守的，福島遭遇的極端海嘯在我國不會發(fā)生?！毖逭f。

與此同時，法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)是核電設(shè)計(jì)、建造的基準(zhǔn)，也是電廠安全運(yùn)行的指導(dǎo)。為切實(shí)貫徹核電發(fā)展安全第一的方針，我國已建立并執(zhí)行著一套完善的、與國際原子能機(jī)構(gòu)最新的核安全要求相當(dāng)?shù)?、核工業(yè)界普遍認(rèn)同的核電法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系。

可以說，我國核電建設(shè)是在一套完善的、嚴(yán)格的核安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系指導(dǎo)下進(jìn)行的。因此，我國核電設(shè)計(jì)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范能夠確保核電廠構(gòu)筑物、系統(tǒng)以及設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的安全性達(dá)到或超過國際核電發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)要求。（記者 王軼辰）