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福岛事故带给核电管理和技术的启示

作者:柴国旱  
评论: 更新日期:2012年03月27日

  强化技术能力,保障核电安全

  加强对外部事件的预防。在以往的核电站设计和运行实践中,对于内部事件的考虑和对于外部事件的考虑存在不平衡。即对于内部事件,不仅考虑设计基准,还考虑了超设计基准,并对那些选定的超设计基准状态和严重事故工况采取了相应的预防和缓解措施。而对于外部事件,仅考虑了设计基准,使得核电厂能抵御极不可能(如万年一遇)的设计基准外部事件,但缺乏万一在遇到超设计基准外部事件时如何缓解其后果方面的考虑。因此,在今后核电厂实践中,需要加强对外部事件的预防和缓解,考虑到人类对外部事件认知水平的局限性,首先应对核电厂采取一些力所能及的纵深防御的措施,如恰当的封堵或防水措施等,减轻极端外部自然灾害对 核电厂的影响。其次,应在更大范围内开展核电厂址周围外部事件调查,更深入地论证我国沿海发生强地震及海啸影响核电厂安全的可能性,切实排除安全隐患和公众的疑虑。第三,开展外部事件概率安全分析工作,寻找可能存在的安全隐患,并实施改进。第四,密切关注人类活动,特别是海岸围垦对环境、对核电安全的影响。

  维持适当的安全裕量。在核电厂设计、建造、调试和运行的各个环节和各个层面,都体现了保守的原则,实践证明这种保守原则是必要的,如2007年的日本新澙地震和去年的福岛大地震,核电厂虽然遭遇了超过原始设计基准数倍的地震动水平,但核电厂系统基本没有受到严重损伤,只不过这次福岛第一核电厂在地震过后遭受了远远超过设计基准的海啸袭击,引发了严重事故。因此,在核电安全实践中,应维持适当的安全裕量,以弥补人类认识的不足,并降低未知的安全风险。

  强化纵深防御和多样化设计。在新的反应堆设计中,对场内供电系统和余热排出系统,应采用多样化设计理念,对原有的应对设计基准事故的那些安全系统,原则要求不变,但需进一步强化冗余系统之间的实体隔离以免共因失效,而为应对超过设计的外部事件,特别是外部水淹,应考虑增加一台多样化的柴油发电机和一列多样化的余热排出途径,其设计可以不按安全级系统设计,但应避免共因失效,即应对其抗震、布置位置、环境条件等提出明确要求。

  增强严重事故的预防和缓解能力。对我国运行和在建电厂,要尽快采取力所能及的严重事故预防和缓解措施,如安全壳过滤排放、非能动氢气复合系统、稳压器卸压功能等,同时应编制和完善严重事故管理导则。对未来新建的核电厂,如在上述管理部分所述,在降低严重事故发生概率的同时,要保证在发生最恶劣的情况下,不会有放射性物质大规模释放到环境,从而避免如公众撤离等场外应急响应行动。

  推行单堆布置设计。目前的分析表明,由于福岛第一核电厂3号机组和4号机组的废气处理系统共享了排气烟囱,可能由于排气烟囱的堵塞,从3号机组安全壳排放出来的气体逆流进入了4号机组反应堆厂房,导致4号机组反应堆厂房氢气爆炸,这充分表明多台机组之间哪怕是非安全系统的共享都有可能存在潜在安全隐患。实际上,最新研究结果表明,双机组布置设计虽然具有布置紧凑、占地面积相对较小、投资相对较少的特点,但单堆布置具有更好的厂址适应性、机组独立性和操作便利性。如此,单堆布置有利于提高安全性和工作效率,对工程进度的保证和经济性有利。随着单机组功率增大、安全性以及厂址适应性要求的提高,单堆布置成为新一代核电的主流。现在公认的三代压水堆核电机组AP1000、EPR均采用单堆布置。因此,我们建议新的反应堆设计应采用单堆布置设计。避免核电厂系统,特别是用于缓解严重事故的系统和设备的共享,有效应对类似于福岛核事故的多机组同时发生事故的情景。 
(作者:环保部核与辐射安全中心总工程师,以上仅代表作者个人观点)

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