秦山核电基地的建成实现了中国自主建设核电从30万千瓦机组到百万级千瓦机组的跨越, 是中国核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地,被誉为中国核电发展的“井冈山”。
作为中国第一座自主开发建造的核电站,秦山核电站被称为是大陆核电的发源地。它的存在不仅是中国核电事业上的一块里程碑,同时还为江浙沪多省市地区提供了电力支持,带动了一方经济的大幅发展。
秦山核电基地地处浙江海盐县,目前拥有9台运行的机组,总装机容量达到656.4万千瓦,年发电量约500亿千瓦时。秦山一期30MWe(发电功率为30兆瓦)。机组是大陆第一座核电站,被誉为“国之光荣”,秦山核电基地的建成实现了中国自主建设核电从30万千瓦机组到百万级千瓦机组的跨越, 是中国核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地,被誉为中国核电发展的“井冈山”。后陆续研发引进二期三期工程,包括两台重水型反应堆机组。重水堆使用重水作为慢化剂,可以使用铀浓度较低的核燃料直接反应,减少了浓缩铀这个步骤,更为便捷安全。
众所周知,安全发电是核电站的第一要素,因而安全性的保障便成了重中之重。截止至2014年底,秦山核电基地累计安全发电3332亿千瓦时,相当大约1.07亿吨标准煤的发电量。近日,记者亲身走访了秦山核电基地,通过与那里的专家与管理者进行交流,对秦山核电站在安全管理上的特点有了一定了解,写在下面以飨读者。
选址与自然地理灾害的预防
秦山核电站地处浙江海盐县,倚靠杭州湾,利用丰富的水资源进行核能发电,这也是大部分核电站的做法。可沿海在提供充足水源的同时,也带来了海啸的威胁。日本福岛核事故的发生,海啸便是罪魁祸首。但海啸形成的必要条件之一是深海,水深至少达到1000米,才有发生海啸的可能。秦山核电站所在的杭州湾平均深度仅有十余米,没有形成海啸的条件,也自然不必担心了。这与位处环太平洋地震带的日本有着根本的不同。
除了大型海啸外,洪水或涨潮等引起的小型灾害还是需要预防的。秦山核电基地三面临海,临海之处皆有堤坝,用于防止水位上升侵害核电站。堤坝共两层,前层低后层高,更加有效防止海浪冲击。即使海浪冲破第一道堤坝,也会被第二道挡在外侧,两道堤坝之间的空隙成了海水的暂时储存之地,方便处理与排放。
压水堆的物理防护
以秦山第二核电站压水堆机组为例,其共有四层防护,防止核燃料放射性泄露。第一道屏障是二氧化铀的燃料芯块,作为燃料核心位于反应堆中央,芯块制作过程复杂,拥有高熔点抗腐蚀等优点;第二道屏障是包裹着核燃料的锆合金包壳管,锆合金导热性很强,且不会吸收热中子,所以被选用作为包裹核燃料的包壳;第三道屏障是反应的压力容器,也就是装着反应堆芯,流通着第一个水循环的外壳,它将放射性完全隔离,使其不外泄;第四道屏障是使用水泥浇筑的反应堆安全壳,中间有金属夹层,可阻挡各种放射性粒子射线。这四道屏障的存在使得压水反应堆的安全性极高。同时,反应堆本身安装许多自动检测处理装置,如防氢爆装置,可以将锆合金与水反应产生的氢气吸附储存、燃烧,防止氢气聚集导致福岛核事故那样的氢爆炸。
远程人工操作与日常安全管理
整个机组运行都是靠人控制机器远程操作,我们有幸进入了模拟操作室感受操作过程。模拟操作室主要用于培训工作人员。主控室一般配备共六至七名工作人员,其中有一名值长负责全局统领,决策处理当班时段机组出现的问题,确保机组安全稳定运行。作为一个需要高精确度的岗位,工作时的精神状态极其重要。因此反应堆采取三班倒轮值方式,保证每名工作人员在操作间内的良好精神状态。
操作人员的工作核心就围绕着两个字:安全。操作间设备机器上面数以百计的按钮旁都有注有编号代码,用于记录按钮所能控制的部分。为了避免人工操作失误的出现,在对按钮进行操作时有着一套严格的流程,每次操作都必须由两人完成,一个负责操作,另一个监督。每一个步骤都将被两人轮流大声重复,确认无误后方可进行。
操作室内还有一套全面监控设备,用于实时监控内部机组的情况。当某个环节出现问题时,所对应的图标将会亮起,提示操作人员进行修复工作。图标有颜色划分,用于区别事件的紧急程度,便于统筹安排,将危险程度大的问题优先解决,降低核事故发生的概率。
在整个电厂的运行管理上,每天会通过早会向各部门通报机组运行状态,并对重要工作进行安排部署;下午召开日常计划会,由各部门工程师根据机组运行状态讨论并确定近期机组维护安排。此外,电厂技术委员会定期召开会议,对重要技术问题和重大技术性改造进行研究讨论。
核燃料本身其实没有辐射,只有在反应堆内、温度等条件达到一定程度时才会释放放射性粒子,因此生产岗位工作人员,特别是需进入辐射厂房区域的人员需穿专业防护服装并佩戴辐射监控剂量表,保证员工接受辐射剂量处于可控范围内。对器械检修前会对其放射性进行监控,等待放射性降低至可接受范围内,再安排人员进入。
秦山核电基地虽已经进入成熟发展期,却人面临人才紧缺的问题。在大力发展核工业的能源政策下,建设新核电基地需要大量调用各地经验丰富的核电人才,成熟基地因此在一定程度上会有人才稀释的情况。另外,核电企业员工待遇也有待提高,以真正和核电产业的战略性地位相匹配。
公众当前对发展核电导致安全隐患的担忧也需给予认真对待,积极通过核电知识的普及来为核电站建设获得公共舆论支持。在这一点上,秦山核电站一直重视和公众的沟通,每年接待数以万计的参观者,让他们走近和了解核电,增加对核电的感性认识。即便如此,秦山核电多年以来优异的安全运行业绩才是公众信任的源泉。
面对不可避免的能源转型,核聚变技术的开发被提上了日程,我们如果能够证明其可行性,就可以向核聚变发电产业迈进。问题是,核聚变发电的梦想离我们究竟还有多远?