徐 續,趙 鋒,張啟明,譚承軍
(蘇州熱工研究院有限公司,江蘇 蘇州 215004)
核電廠廠址選擇作為核電建設的第一步,是保障核電安全的基礎,是需要重點關注的一環。核電廠廠址選擇中涉及多學科、多專業的知識,需要對各種候選廠址從社會、政治、經濟、技術等諸多方面予以綜合考慮。同時,核電廠廠址比選需要以科學決策原理為基礎,運用工程技術知識,通過調查研究和分析評價,進行選擇和決策。
我國已有30多年的核電廠選址工作經驗,積累了較多的廠址資料和數據。對這些已經開展過的廠址特征數據進行適當的整理,可以總結形成一套可供量化參考的廠址指標體系,為核電廠選址決策提供一個有效的輔助工具,一定程度上為廠址的優劣劃定一個相對客觀的等級[1]。本文主要目的在于嘗試把核電廠前期的選址工作進行數據化和程序化,從而為我國核電廠的選址決策提供輔助。
核電廠前期選址工作的關鍵是要把握好廠址查勘階段容易獲得的、具有顛覆廠址適宜性的相關廠址特征。
廠址選擇是在指定的選址區域范圍內,通過多次篩選和方案比較而選定廠址的,最終選定的廠址,必須符合現行有關法律法規的廠址選擇準則的全部要求。
核電廠前期的廠址選擇,必須考慮包括安全(核安全和非核安全)和非安全(經濟、技術、社會、環境等)兩方面的因素,所選定的廠址必須同時具備技術可行、安全可靠、環境相容和經濟合理等四大基本條件。
從核安全的觀點考慮,核電站的廠址選擇必須是保護公眾和環境免受放射性事故所引起的過量輻射影響,同時要對于可能發生的外部自然事件或人為事件對核電站的影響、與實施應急措施及有關外圍地帶的人口密度、分布及其他特征、核電站正常的放射性物質釋放等問題重點加以研究。
法國核電廠選址遵循技術經濟、安全、環境和社會經濟性準則;美國規定了地質和抗震、水文、氣象、突發事件、人口密度、生態環境、社會經濟、安全計劃等項核電站選址的一般準則[2-4]。
我國現行法規標準是采用國際原子能機構制定的通用標準,在地震、防洪、極端氣象、工程地質等方面提高了選址的條件。除了在選址時要充分考慮社會、經濟等因素外,在評價核電廠廠址適宜性方面,外部自然事件對設施安全影響評價如地震、工程地質、水文地質、洪水和極端氣象條件、水體交換、大氣擴散、外部人為事件、人口分布以及應急計劃等方面都應滿足核安全法規確定的標準和原則[5-12]。另外,降低工程造價,提高工程的經濟性也是在選址時要重點考慮的原則。
核電廠廠址選擇工作是一個多目標的決策問題,涉及各個學科的專業技術,同時考慮政治、經濟、文化、自然等各種復雜因素,牽涉大量的資料收集、數據統計與計算。這個多目標決策問題,一般需要通過富有經驗專家的詳細研究和論證。
為了在核電廠廠址選擇中給專家決策提供有效的輔助,需要在一定程度上為廠址的優劣劃定一個相對客觀的等級,形成一個可供量化參考的廠址指標體系。建立廠址特征體系的目的是判斷一個核電廠廠址的優劣,而廠址的優劣也需要體現在技術可行性、安全可靠性、環境相容性和建設經濟性4個方面。因而,廠址的特征體系“歸一化”時也從這4個方面著手。
圖1給出了應考慮的廠址特征示意圖。
如圖1所示,廠址特征可以大致作出如下分類:
建設經濟性:如建設交通設施、地基處理、抗震處理、取排水工程、搬遷移民、輸電設施等;
技術可行性:如用地條件、建筑材料來源、三廢處理、交通運輸條件等;
安全可靠性:如地質條件、自然災害、外部人為事件等;
環境相容性:大氣彌散、地表水彌散、地下水彌散、人文經濟條件等。
擬建核電廠所選定的廠址必須同時具備技術可行、安全可靠、環境相容和建設經濟等4大基本條件,選址準則因而也具體落實到這4類基本廠址特征中。
廠址特征量化需要解決的是兩個問題:
(1)輔助評定候選廠址是否及格(顛覆性的因素)。
(2)輔助評定各個候選廠址的適宜性,以便從中找出更適宜的廠址。
對于第1個問題,判定廠址“是否合格”是相對簡單的,實際上是一個定性的問題。如果每一項廠址特征(量)都能滿足法規或工程要求,那么這個廠址就“及格”了;只要有一項廠址特征不能滿足,那可能這個廠址的適宜性就需要大量工作詳細論證。
對于第2個問題,要比較、評判多個候選廠址的優劣,更多的時候則是一個定量的問題。不僅要對每一項廠址特征(量)給出其量化、可比較的指標值,更要提供一種可以把各項廠址特征進行綜合的方法,并以某種可行的方式給出,以便作為判斷廠址特征優劣的參考。但由于核電廠廠址的各項特征涉及不同的專業區域(地震、水文、氣象等),相互之間有很大的區別,如果要將各項特征綜合起來,必須要找到一些共同特征,將各項特征統一起來“歸一化”,才能進行相應的比較。

對于一些以文字描述形式給出的指標,或者評價時仍難以得到確切數據的指標。只能直接給出對應指標實際值的評價值,評價值有優、良、中、差和顛覆5個等級,對應于4~0的分值來表示等級數。
對于其他的特征指標,也可以按照以上指標量化的方法進行量化分析。
以紅沿河核電廠為例,廠址共有特征指標43項,其中廠址安全性指標16項,廠址環境影響指標9項,廠址經濟與政策性指標12項,廠址應急可行性指標6項,未出現顛覆性因素。
在廠址安全性的16項指標中,有8項得4分,5項得3分,2項得2分,1項得1分,廠址安全性方面得分為52分。
在廠址環境影響9項指標中,有6項得4分,2項得3分,1項得2分,廠址環境影響方面得分為32分。
在廠址經濟與政策性的12項指標中,有8項得4分,4項得3分,廠址經濟與政策性方面得分為44分。
在廠址應急可行性的6項指標中,有5項得4分,1項得3分,廠址應急可行性方面得分為23分。
由此可知,紅沿河核電廠涉及廠址安全、環境、社會經濟和應急的43項特征指標量化得分為151分,占總評分的87.8%,為優良的核電廠廠址。
此外,本文研究的廠址比選特征量化方法對于同一地區的多個廠址優劣比較具有較強的針對性,可以把核電廠廠址前期容易獲得的相關廠址特征數據化和程序化,為政府和專家的決策提供高效的輔助。
本文從建設經濟性、技術可行性、安全可靠性和環境相容性4個方面分析了核電廠前期選址的主要特征指標,以核電廠的洪水指標為例,分析了核電廠廠址特征指標的量化,并給出了國內部分核電廠廠址的洪水特征指標的量化評分。同時,以紅沿河核電廠為例,詳細分析了核電廠安全、環境、社會經濟和應急4個方面的特征指標以及量化評分情況。通過這種廠址特征指標選取和量化比較的分析思路,可以為核電廠前期的廠址比選提供依據,為核電廠選址時政府和專家的決策提供有效的輔助。
[1]中國廣東核電集團公司研究課題.核電廠備選廠址特征量化及評價體系的研究[R],2008.11.(Study Subject of China Guangdong Nuclear Power Corp., Ltd.Study on Candidate Nuclear Power Plant Site Characterization and Evaluation System[R],2008.11.)
[2]U.S.NRC.10 CFR PART 50(NRC Regulations Title 10, Code of Federal Regulations).
[3]U.S.NRC.Regulatory Guide 4.7: General Site Suitability Criteria For Nuclear Power Stations(Revision 2), April 1998.
[4]U.S.NRC.Generic Environmental Impact Statement for cense Renewal of Nuclear Plants.NUREG-1437.
[5]國家核安全局.核電廠廠址選擇安全規定(HAF101)[S],1996.(NNSA.Provisions on Nuclear Power Plant Siting Safety (HAF101) [S], 1996.)
[6]國家核安全局.核電廠廠址選擇中的地震問題(HAD101/01) [S],1994.(NNSA.Seismological Issues in Nuclear Power Plant Siting (HAD101/01)[S], 1994.)
[7]國家核安全局.核電廠廠址選擇的大氣彌散問題(HAD101/02) [S],1987.(NNSA.Atmospheric Diffusion Issues in Nuclear Power Plant Siting(HAD101/02) [S], 1987.)
[8]國家核安全局.核電廠廠址選擇及評價的人口分布問題(HAD101/03) [S],1987.(NNSA.Population Distribution Issues in Nuclear Power Plant Siting and Evaluation (HAD101/03) [S], 1987.)
[9]國家核安全局.核電廠廠址選擇外部人為事件問題(HAD101/04) [S],1989.(NNSA.External Man Induced Events in Nuclear Power Plant Siting(HAD101/04) [S], 1989.)
[10]國家核安全局.核電廠廠址選擇中的放射性物質水力彌散問題(HAD101/05) [S],1991.(NNSA.Hydraulic Diffusion of Radioactive Substance in Nuclear Power Plant Siting (HAD101/05) [S],1991.)
[11]國家核安全局.核電廠廠址選擇與水文地質的關系(HAD101/06) [S],1991.(NNSA.Relations between Nuclear Power Plant Siting and Hydrogeology (HAD101/06) [S], 1991.)
[12]國家核安全局.核電廠廠址選擇的極端氣象現象(HAD101/10) [S],1991.(NNSA.Extreme Meteorological Phenomena in Nuclear Power Plant Siting (HAD101/10) [S], 1991.)