葉奇蓁
中國核電站運(yùn)行安全可靠
葉奇蓁
我國核電站主要分布在沿海地區(qū),核電機(jī)組運(yùn)行安全穩(wěn)定??梢灾v幾個數(shù)據(jù),我國核電站沒有出現(xiàn)過國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)規(guī)定的核事件和核事故的分級事故。根據(jù)IAEA的劃分,0~4級的事件還達(dá)不到事故,5~7級就是核事故了。世界核電站歷史上有三次大的核事故:1979年美國三哩島事故被定位為5級,因?yàn)樗鼪]有對周圍的環(huán)境造成很大的影響,但是把反應(yīng)堆熔化了;1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利事故和2011年日本福島事故被定位為7級,因?yàn)樗鼈儾粌H是反應(yīng)堆熔化了,還對周圍的環(huán)境造成了影響。再回過來講,我國的核電站是20世紀(jì)八九十年代才開建的,技術(shù)很成熟了,運(yùn)行相當(dāng)安全,在正常運(yùn)行的波動范圍內(nèi),更談不上出現(xiàn)事故了。
目前,全球有31個國家建有核電站,占全球發(fā)電總裝機(jī)容量的12%左右,占全球發(fā)電總量的17%左右。核電站負(fù)荷因子比較高,現(xiàn)在一般是85%~92%,火電站大概是50%~60%,水電站可能是30%,所以核發(fā)電能力占的比例高。據(jù)2012年對437臺運(yùn)行機(jī)組進(jìn)行的統(tǒng)計,核電運(yùn)行總裝機(jī)容量是3.7億千瓦。美國104臺、法國58臺、日本50臺、韓國23臺。法國的核電占全國發(fā)電比例高達(dá)77.7%,主要是核電,剩下一部分是氣電,還有一部分水電。韓國是34.6%,俄羅斯是18%,美國也將近20%。中國大陸排名靠后,大概是2%,法國是第一,最高,所以從核電所占發(fā)電量的比例來講,我國的比例很小。
國家能源局在2014年能源工作指導(dǎo)意見中提出,要適時啟動核電重點(diǎn)項(xiàng)目審批,穩(wěn)步推進(jìn)沿海地區(qū)核電建設(shè),做好內(nèi)陸地區(qū)核電廠址保護(hù),下一步再繼續(xù)發(fā)展內(nèi)陸的核電。我們截至2014年7月已經(jīng)有17臺機(jī)組在運(yùn)行,裝機(jī)容量大約是1 400多萬千瓦。從2012年開始有24臺機(jī)組在建設(shè),裝機(jī)容量是2 600多萬千瓦,到2015年,就可以達(dá)到4 000萬千瓦。從2012年10月24日國務(wù)院會議后,又開工5臺機(jī)組,裝機(jī)容量約400萬千瓦。而我國在“十二五”期間要再建設(shè)8臺機(jī)組,所以到2020年,我國核電裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到6 000萬千瓦。我國核電發(fā)展空間廣闊,目前核電裝機(jī)容量僅占我國發(fā)電總裝機(jī)容量的2%,而世界的平均水平是16%~18%,所以未來核電有相當(dāng)大的提升空間。
我國核電站主要分布在沿海,核電機(jī)組運(yùn)行安全穩(wěn)定。秦山地區(qū)現(xiàn)在有8臺機(jī)組運(yùn)行,將來是9臺,大亞灣地區(qū)有6臺機(jī)組運(yùn)行,我們的核電排放量僅僅占到國家標(biāo)準(zhǔn)的1%,低兩個量級,無論是7臺的還是1臺的排放量,所以說核電現(xiàn)在運(yùn)行的結(jié)果是相當(dāng)安全和清潔的。在建機(jī)組質(zhì)量可靠、可控,包括設(shè)備制造、建筑安裝以及調(diào)試等等,都是可控的,我們的核電是在嚴(yán)格的質(zhì)量控制和管理下安全可靠運(yùn)行的。
發(fā)展核電,我們的裝備保證行不行?我給大家?guī)讉€數(shù)據(jù):過去我們的鍛件都要進(jìn)口,現(xiàn)在基本都能國產(chǎn),我們的水壓機(jī)有1.5萬噸、1.65萬噸,還有2.6萬噸,最大的鍛件400噸等等。我們的裝備在提供鍛件方面完成國產(chǎn)化,同時我們的一些主要設(shè)備的生產(chǎn),如堆內(nèi)構(gòu)建驅(qū)動機(jī)構(gòu)、主泵、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等等,可以說足以支撐我國每年6~8臺核電機(jī)組的建設(shè),根據(jù)中國機(jī)械聯(lián)合會的數(shù)據(jù),我們的核電國產(chǎn)化水平已經(jīng)達(dá)到85%以上。
關(guān)于核廢料的問題,全世界對這個問題還沒有徹底解決,燒過的核燃料叫乏燃料,儲存在燃料廠房中,燃料廠房的設(shè)計可以儲存15年的乏燃料,還包括一個堆芯換料,15年內(nèi)可以很可靠地儲存在核電站的廠房里。而15年之后,因?yàn)檫@些乏廢料里還有很多寶貴的東西,因此還能夠再次使用。一是沒有燒完的鈾,可裂變的鈾-235,它的含量達(dá)到1%;二是里面有鈾-238,核裂變的東西,在裂變過程當(dāng)中有一部分中子打在鈾-238上,變成了“钚”,這個“钚”又是人工核裂變的材料,燒掉1個鈾-235產(chǎn)生0.5個钚。這些都需要我們把它們從乏燃料中提取出來。我們后處理的一個中試廠已經(jīng)通過了冷試和熱試,這個冷不是溫度上的冷,冷試是不帶放射性的,熱試是帶放射性的,我們正在自主設(shè)計更大容量的后處理廠,通過處理之后,我們把剛才講的寶貴的東西提出來再利用起來,所以我們的核燃料就可以再增殖,當(dāng)然這里面有很多技術(shù)問題,需要我們?nèi)スリP(guān)解決。
此外,裂變過了的鈾變成放射性碎片,這些碎片扣除之后,裂變是百分之一點(diǎn)幾,我們將來要把它留下作玻璃固化,用玻璃把它包起來,然后深地層埋放。外面還有緩沖層、隔離層,放到深地層埋藏,不是扔進(jìn)去就算了,下面也有監(jiān)測、防護(hù)等等。往深處的話,裂變采用的是次錒系元素,誕生期很長,超過了上萬年,國際上反核的人士說,你們制造了上萬年的東西,人類歷史不過幾千年,你們怎么不處理?我們也在研究,國際上也在研究,有一個叫“ADS”的裝置把“錒系元素”打上去之后變成長壽命、短壽命,這樣把它固定埋藏起來,這也是科學(xué)院的一個課題——“加速驅(qū)動次零界裝置”,國際上也在搞。我們已經(jīng)走得很前沿了,當(dāng)然今天還不能解決這個問題。深地層埋藏,中核集團(tuán)公司有一個地質(zhì)所也在做工作,正在研究,準(zhǔn)備搞一個實(shí)驗(yàn)室,所有的都在監(jiān)控當(dāng)中,所以我們理解治標(biāo)和治本相結(jié)合,核電的安全,治標(biāo)不是說到處扔,治本是把這些技術(shù)都掌握了,也許需要二三十年時間,中國還是想得比較超前的,中國的核電發(fā)展是安全可靠、可持續(xù)的。
Safty and Reliability of Nuclear Power Plant Operation in China
YE Qi-zhen
注:葉奇蓁,中國工程院院士,核反應(yīng)堆及核電工程專家。原文刊載于2014年7月10日《能源評論》,本文是經(jīng)作者修改整理而成。