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核电是安全的,新一代核电更安全
发布日期: 2013-08-19 文字作者: 图片作者: 点击数: 22959

文:黄毅诚

来源:中国电力报

    上世纪50年代,世界各国开始发展核电,到2011年,全世界已建成投入运行的核电机组440多台,在建67台。极大地缓解了世界能源紧张问题,也大大降低了二氧化碳排放。法国核电占总发电量78%,部分出口到欧洲;韩国核电占40%;美国、日本占近30%;世界核电约占总发电量16%。这么多的核电,有的已经运行了40多年,只要按操作规程严格管理,都能做到安全发电。我国的核电,包括我们用自主技术设计和制造的30万千瓦机组,也已运行了20多年,做到了不出事故,安全运行。所以说,核电是安全的,我国已运行和在建的核电安全是有保证的。 
    几十年来,世界核电出过3次大事故,他们是美国的三里岛、前苏联的切尔诺贝利及日本的福岛。前两次都是因为管理不当,操作严重失误造成的;第三次的日本福岛事故,是因为9级地震引发的大海啸,14米高的海浪破坏了应急电源,再加上处理不当而造成的。 
    三里岛在美国的宾夕法尼亚州,事故的原因是二回路给水泵发生故障而停运,造成了一个失去主给水运行事件,失去主给水后,一回路压力升高,迫使反应堆自动停堆,自动启动了应急给水泵,但因前些时候检修时,误关了全部应急给水管道的阀门,进而形成失去全部给水事件。这种情况下,堆芯压力继续升高,造成稳压器泄压阀开启,但当压力降到整定值后,泄压阀却因故障卡在开启位置,导致一回路出现小破口,并演变成为堆芯裸露,堆芯上部三分之一严重损坏,放射性物质外泄。但由于电站设计了密封性良好的安全壳,封住了放射性物质向大气中的扩散,没有造成大的人员伤  亡和环境破坏。事故发生后,核电发展受挫,核电界深刻反思,提出了进一步提高设计安全标准,包括防止人因事故,即操作失误等人为因素导致的事故。欧美各国为此致力于开发第三代更安全的核电技术。 
    切尔诺贝利核电站在前苏联的乌克兰地区,设计容量为100万千瓦。按计划停堆进行检修之前,汽轮发电机组进行甩负荷试验,试验规定应在反应堆热功率700~1000兆瓦时进行,而实际堆功率只有200兆瓦就强行进行,这时反应堆实际上已进入不稳定和不可控状态。在试验时并解除了堆芯应急备用系统,最终发生了堆芯熔化和爆炸。由于该核电站没有建安全壳,放射性物质扩散到大气,造成了最严重的事故。在事后进行的详细分析中,发现这类石墨沸水反应堆存在先天的缺陷,现已逐步退出运行。 
    日本福岛第一核电站,2011年3月11日遭遇9级大地震,震后电厂基本功能都还存在:自动关闭核电站运行,自动启动应急电源。但随后由大地震引发的大海啸破坏了电厂的应急电源,从这时算起,两天的时间,电厂没有及时采取措施向需要冷却的反应堆供水,这样造成反应堆熔毁,放射性物质外泄,造成全世界第二大核污染事故。福岛核电站事故是天灾加人祸。 
    距离福岛第一核电站8千米处,建有第二核电站。由于该核电站防波堤高,在这次自然灾难中没有受到大的损坏。其实在地震发生前,专家们已提出增高第一核电站的防波堤,有关方面也同意了,但还没有做就发生了大地震和海啸。福岛核电站的这次事故,也反证了核电站的抗震能力。第三代核电站,我国正在用引进技术建设4台AP1000。它的安全系数比第二代核电技术高100倍,它有新的设计思想,巧妙利用各种自然力,如重力、蒸发、循环、对流、膨胀等,可在核岛系统万一出现异常的情况下,利用相应的自然力实现非能动安全停堆和系统冷却,能实现在72小时内不需要操作人员干预,自行维护核电站的安全。 
    1989年,我在加拿大参加世界能源大会时,美国西屋公司专门派一位副总裁,带着模型和几位专家来向我介绍第三代核电站,我很用心地听了一上午,中间也提出一些问题,听完后,那位副总裁问我有什么看法,当时我说了3句话:“我对此技术非常感兴趣;没有看到什么高新技术,堆芯是成熟技术;确实有许多新思想。”如把机械通风改为自然通风,大大简化了系统,这不能说是什么高新技术,只能说是新思想。在安全壳上面建一个水池,当反应堆缺水和温度升高时水自动流下来,这个想法非常好,但也算不了什么新技术。还有把循环泵直接安装在蒸汽发生器上,节约了管道和阀门等。诸如此类的巧妙思想,使核电站大大简化,减少了50%的阀门、35%的水泵、80%的管道、45%的抗震构筑物和70%的电缆。第三代比第二代确实有很大的改进,国家决定不再建造第二代,只建第三代,而且要成批生产,这是非常正确的。 
    为了能更安全,改进设计非常重要,但从几年来发生的事故看,强化管理,严格纪律,保证严格执行的制度也很重要,我建议能否在核电管理中,实行半军事化管理。 
    我国需要大力发展核电,不是一般的需要,而是非常需要。核电是安全的,运行不产生二氧化碳。大量的二氧化碳是导致全球大气变暖的主要根源。2020年,我国要建成全面小康社会,经济增速最低要达到年均7%,而为保证这个经济增长,电力一年增长应大于7%,到2020年我国电力装机最低要达到16亿千瓦(风电、太阳能电二个千瓦才能达到煤电一个千瓦的发电量)。我国达到全面小康水平之后,经济还要发展,要达到中等发达国家的水平。我国台湾只有2300万人口,已经建了4000万千瓦的发电能力,还在建第四核电站。我国发展到中等发达国家的时候,全国需要建多少发电量,现在还说不准,不过20亿千瓦是不够的。除了大力发展水电、风电、太阳能外,还需要大力建核电。我国现在已经有7亿千瓦的煤电,再大规模地建煤电,对大气将造成很大的影响。现在我国的二氧化碳排放量已是最多的国家,世界每年新增的二氧化碳排放量我们是第一了,再大量增加,会受到全世界的指责,而且全球大气变暖我们自己也是受害者。所以,我们需要大量发展核电,尽量减少煤电。印度总理讲他们到2050年要建设5亿千瓦的核电,我国还没有人说过到那时核电规模是多少,不过应该不会比他们少。 
    我国发展核电并不算太晚,大约是上个世纪八十年代初,和韩国一同起步。韩国现在的核电规模达到总发电量的40%,而我国核电只占到总发电量的1%。什么  原因使我国的核电发展落后?主要是对核电的认识不够,一个原因认为我国有煤,发展煤电就够用了;另一个原因怕出安全问题。这些和核电专家们的宣传不够是分不开的。 
    我国建设核电,在沿海建和内陆建都能做到安全发电,在内陆建比在沿海建更为安全。从日本的福岛事故来看,核电站抗震能力很强,日本这次发生的是九级大地震,并没有把核电站的基本功能震垮,而福岛的两个核电站都是上个世纪七十年代建的,技术比现在的核电站要差一个数量级。在我国内陆建核电站不会遇到海啸,福岛第一核电站这次出事故的主要原因,就是海啸冲毁了自备电源。另外在内陆建核电站,不会遇到台风,台风对核电站本身可能不会造成影响,但台风会破坏输电线路。在沿海建煤电比较内陆,能较好地解决煤的运输,煤从北方港口下海,可直达发电厂。在江西、湖北、湖南建电厂,煤的运输很难解决。沿海地区人口密度比内陆大,选厂址比较困难。从以上对比看,沿海和内陆都应根据需要建设核电站,但内陆应该更为安全。 
    大力发展核电,不仅是为了减少二氧化碳,防止气候变暖,危害人类生存,还能大大降低发电成本,降低电价。全世界的核电成本都比煤电低:法国核电成本只是煤电的2 /3;日本核电也比煤电低;美国现在核电成本只有2美分,约合0.13元 /度。如果能把全国电价降下来,对经济发展,降低生产成本也是一次重大的贡献。 
    我国应努力加快四台第三代核电机  组建设,随着设计技术和设备制造技术的消化吸收,可以翻版大规模建设。建设规模越大,设备制造成本就越低,并能提高产品质量。提高建设质量,降低建设成本,方便培养运行技术人才。千万不要搞百花齐放,今天一个新产品,明天又一个新产品。发展新产品,可以进行研究试验。希望我国的核电能加快发展速度,逐步取代煤电,为满足经济发展需要和减少二氧化碳排放做出巨大贡献。

后记:

    为什么停止在内地建核电?我认为,在沿海和内地建核电都能做到安全发电,而且在内地建核电比沿海条件更好也更安全。 
   听说在国务院讨论核电建设时,有人说日本福岛核电站在这次事故中,发生了大量被放射性物质污染的水排入大海的事情,因此提出我国若在内地建核电站,一旦发生泄漏事故,会造成全部的河流和水库被污染。我认为,这种说法是不符合实际情况的。
   福岛核电站反应堆破损后,放射性反应堆已裸露,再向反应堆喷射大量海水,被反应堆放射性物质污染的海水又流了出来,这是造成福岛核电站将带有放射性物质污染的水排入大海的原因。
   核电站一般都有三个回路,第一个回路是把核电站反应堆内的热量带出来,并和第二回路进行热交换,产生饱和蒸汽。
   这个回路因在反应堆得到热量,所以有低度的放射性,但总蓄水量并不多。我国利用引进技术新建的4套AP1000,第一回路的总水容量300立方米,由四个方面组成,(1)压力容器;(2)蒸汽发生器;(3)稳压器;(4)管道。第一回路全部建在核电站的安全壳之内,因此这点水,一旦发生事故,会全部被封闭在安全壳内,绝不会流到安全壳之外,造成环境的污染。我国现有的和在建的核电站,都建有坚固的安全壳,就是发生事故,也不会出现放射性物质跑出安全壳的事情。 
   第二回路的水是不带放射性的。水经过蒸汽发生器的热交换,变为蒸汽通过管道到常规岛场后,推动汽轮机转动发电,在冷凝器中交换又变成水,再回到蒸汽发生器。
   第三回路是冷却用水,它更不带放射性。通常回到河流、水库、冷却塔、或大海降温。我国将建设的核电站,都不直接用河水、湖水来降温冷却,而是采用冷却塔,用冷却塔会带来一点水的损失,需用河水或湖水来补充。核电站决对没有任何水排入河流或湖泊。
   核电站中的三个回路用水,只有第一回路有少量的放射性,而且水量不多,并在任何情况下都不会流出核电站安全壳的外边。
   核电站是安全的,现代核电更为安全。为解决我国的能源供应和生态环境,要求不但要发展核电,而且要加快发展。核电建在沿海和内地,都能做到安全发电。由于内地没有海啸和台风,在内地建核电条件更好更安全。而在内地建煤电,运输是一个大难题,很难解决。

(作者:原国家能源部部长,前国务院核电领导小组副组长。)