核電廠前期選址工作探討

魏守成 薛亞斌

(1.華能福建分公司,福建福州 350026;2.華能核電開發有限公司,北京 100031)

核電廠前期選址工作探討

魏守成1薛亞斌2

(1.華能福建分公司,福建福州 350026;2.華能核電開發有限公司,北京 100031)

核電前期工作一般包括投資機會研究、廠址普選、初步可行性研究和可行性研究等階段,但具體到每個廠址的工作過程中,應根據廠址的差異確定不同的工作思路。本文從已從事過的核電廠選址工作出發,比較華能核電已選廠址之間的差異,深入探討在選址過程中的前期工作思路和方法。堅持以業主單位自身為主,先期對廠址有顛覆性影響的因素展開研究,注意長周期研究和短周期研究的時間點選擇,針對性地開展工作,才能真正做好核電項目管理工作,實現積極穩妥的核電發展模式。

核電站 廠址選擇 前期工作

1 前言

隨著世界經濟發展,全球范圍內煤炭、石油等一次化石能源日益緊缺,同時,環境問題對減排要求的壓力不斷增大,調整能源結構、發展清潔能源成為各國政府關注的重點問題。核能發電就成為目前唯一能夠大規模應用、符合可持續發展的新能源。積極發展核電已成為我國能源建設的一項重要政策。近年來,國內各核電公司和大型發電集團積極開展核電廠選址工作,一批新的核電廠址如雨后春筍般涌現出來,為中國核電事業的長足發展做了充分的資源儲備。但如何選出安全、經濟、適宜核電建設需要的廠址,不僅受到建設單位的重視,也成為社會公眾所關心的焦點問題。

華能自進入核電領域成立以來,致力于發展核電產業。在核電建設、核燃料開發等領域積極開展工作,并取得了一定的成績。尤其是在核電前期選址工作方面,形成了比較成熟的具有華能特色的前期工作思路和方法。

2 核電選址工作概述

核電廠選址工作應嚴格遵守國家核安全局頒布的與核電廠址選擇有關的核安全法規和導則,重點關注影響核電廠安全的自然條件、人為因素及核電廠對周圍環境和居民的影響等。為此,核電廠選址階段既要通過廣泛收集資料,對地震、地質、水文、氣象等方面進行深入分析,又要考慮飛機墜毀、化學品爆炸等概率事件。

核電前期工作一般包括投資機會研究、廠址普選、初步可行性研究和可行性研究等階段。對于新選廠址,為了合理布局和優化利用資源,首先應在一定范圍內開展廠址普選工作,編制廠址普選報告,篩選出兩個及以上條件相對獨立且較好的可能廠址。進入初可研階段,要通過進一步研究,排除候選廠址可能存在的顛覆性因素,確定優選廠址及規劃容量,確保廠址能夠進入國家核電發展規劃,為下一步開展可行性研究工作打好基礎。核電廠址普選和初可研階段的工作應以收集資料為主,可輔以必要的工程手段。

核電廠址選擇要注意所在區域人口不宜太多,且需與城鎮有一定的距離,同時還要滿足核電工程建設的自然條件,如所在的地點須地質穩定和不致受其他自然災害破壞;須有充足的水源,用以發電冷卻;須有良好的大氣擴散條件,使電站排出帶有放射性的氣體容易消散;須盡可能靠近用電負荷中心,有利于電力系統進出線等等。每座核電廠建設之前,都要花大量的人力、物力和時間做好選址工作。設計單位要反復進行圖上選點、現場踏勘、收集資料(與地方政府相關部門協調收資,向當地居民詢問有關情況,盡可能取得第一手資料 )的工作過程,進行各方面的比較,才能確定各種條件都比較好的可選廠址。為取得當地政府和有關部門的支持,在初可研階段還應取相關的支持性文件。

3 核電前期選址工作中的思考

3.1 要按照不同堆型核電機組的工藝要求開展選址工作

不同堆型核電廠有不同的工藝要求,從而決定了對廠址自然條件、環境具有不同的適應性。二代改進型機組在抗震設計方面SL-2值為0．2g,而三代核電機組EPR的SL-2值為0．25g,AP1000與具有第四代特征、已列為國家重大專項的高溫氣冷堆核電系統則可以放寬到0．3g。綜合考慮堆型特征,才能有的放矢,選出安全、經濟的適宜廠址。

3.2 根據廠址條件的不同,有針對性地開展工作

核電項目前期工作周期長,投資大,由于所處區域和自然條件的差別,每一個核電廠址都有自身的特點,前期工作內容不可能千篇一律,要根據不同廠址實際情況找出最具有顛覆性的因素,首先開展專題研究工作,以避免因盲目地全面展開工作而帶來人力、財力浪費,從而降低項目風險。

3.2.1 江蘇盱眙核電項目

盱眙核電廠址位于江蘇省淮安市盱眙縣,所處華東地區,電力需求很大,各大電力集團及核電公司都在江蘇尋找適合的核電廠址。盱眙廠址靠近郯廬斷裂帶,該斷裂帶是一條強震發生帶,曾在1668年發生過山東郯城8．5級地震。如果按常規做法全面展開初可研工作,一旦地震問題構成顛覆,勢必造成極大的浪費。對此,我們在初可研階段首先委托中國地震局地質研究所,對該廠址的地震狀況進行專題研究,經過艱苦的野外勘探和反復的研究分析,專題組認為廠址附近范圍不存在能動斷層,近區域范圍內不存在活動斷裂,該廠址地帶的SL-2高值不大于0．3g,能夠滿足三代核電機組的技術要求。解決了困擾我們的地震問題后,盱眙核電廠址已經成為江蘇省寶貴的核電廠址資源。

3.2.2 海南昌江核電項目

我們在海南的選址工作,同樣遵循了抓住項目特點,有針對性地開展工作的原則,并取得了很好的效果。在廠址普選階段,根據資料顯示,該廠址所處區域存在基巖,而多次現場調查和踏勘并沒有發現存在基巖的證據。如果不搞清楚地質構造,一旦發現沒有適合的基巖,勢必顛覆該擬選廠址,給公司造成損失。為此,我們在廠址普選階段破例先期選擇巖土工程勘察專題開展研究工作。經過現場勘探和分析,確認該區域存在基巖,能夠滿足二代改進型核電機組的設計要求,為初可研工作奠定了基礎。同時,考慮到整個海南電網容量只有232萬千瓦,我們沒有像一般核電項目那樣規劃百萬千瓦級機組,而是設計選用了兩臺65萬千瓦機組。扎實的選址工作結合適宜的機組選型和容量規劃,使得華能核電創造了中國核電發展史上的“海南速度”,從開展普選工作到國家批準開工建設,僅用了兩年多時間。

3.2.3 江西鷹潭核電項目

在江西鷹潭核電項目初可研階段,由于鷹潭核電廠址位于內陸,且賴以取水的信江水資源并不豐富,因此,為消除可能的顛覆性因素,我們把工程水文和大件運輸列為先期開展工作的研究專題。

信江流量年際變化較大,根據多年統計數字,徑流量極值比達到4．3。徑流量年內分配也極不均勻,汛期徑流量占全年徑流量的比例達74%,其中以6月份流量最大,占全年比例達22%;而10月至翌年2月長達5個月的枯水期,徑流量僅占全年徑流量的16%。最大月平均流量約為最小月平均流量的47倍。分布極為不均的信江水資源,極可能成為鷹潭核電選址最大的顛覆性因素。對此,我們委托長江水利委員會水文局首先開展華能鷹潭核電項目工程水文專題研究,對供水水源可靠性、廠址防洪安全性等主要陸域水文條件進行分析論證。經過長委水文局分析研究,擬選核電廠址取水口處,天然條件下97%、99%保證率設計流量為8．22m3/s、5．45m3/s,若考慮下游生活用水、工農業生產用水及河道內生態需水,則會出現短期內天然來水量無法滿足核電廠設計取水流量6m3/s的要求,但利用信江界牌水庫蓄水量或者以硬石嶺水庫為調節水庫可以解決核電站枯季的取水問題。針對信江流域的特點,考慮枯季同時也是用電負荷較小的時段,如果信江水源不能滿足設計流量,可以考慮在此時段降低機組負荷甚至停運部分機組,以減少用水量,適應季節特點。

對于內陸核電廠來講,必須在選址階段就考慮大件運輸方案,甚至要考慮在核電廠全壽期內蒸發器需要更換時的運輸通道問題。為此,在開展工程水文專題研究的同時對鷹潭核電項目大件運輸問題進行專題研究。制定水陸聯運的方案,提出加固橋梁、改擴建碼頭、新修道路等工程措施。整個運輸過程中工程措施費用和裝卸費用預計需1．5億元人民幣。運輸問題雖然不完全構成顛覆性因素,但其對核電廠建設成本影響較大,必須加以重視。

我們通過收資、研究,排除這兩方面的不確定性因素后,才進一步開展了其他工作,并順利完成了初可研工作。

3.3 積極溝通,取得地方政府的支持

核電廠的建設公眾關注度高,牽涉面廣,要順利開展前期工作并取得國家的認可,必須得到各級地方政府的大力支持。在選址過程中,要積極與地方政府進行溝通和協調,把核電項目的開發同地方經濟的發展規劃結合起來。核電廠址的選擇要避免與地方經濟開發區域沖突,盡量與地方用電負荷中心相協調,適應地方電網布局。

有了地方政府的配合,才能順利完成核電前期收資、調查和取支持性文件等工作,并在相對較長的前期工作周期內,做好廠址資源保護工作。只有取得地方政府支持,才能確保核電項目順利發展,真正做到滿足地方能源需求,促進地方經濟發展。

4 結語

前期工作要有一定的前瞻性,我們認為,對于一些條件較好但SL-2高值大于0．3g,和2類、3類非基巖(剪切波速300m/s≤Vs＜1100m/s )的可能廠址,也要做好保護工作,以備將來在核電技術進一步發展后加以利用。

核電廠的廠址選擇是核電廠工程建設的重要環節,與核電廠的安全性、適用性和經濟性都有很大關系。同時,此項工作涉及地質、地震、氣象、水文、環境等諸多方面,是一項綜合性很強的工作。必須充分調研、認真分析,根據每一個項目的特點,針對性地開展工作,才能真正做好核電項目管理工作,實現積極穩妥的核電發展模式。

魏守成(1975,12—),華能福建分公司,工程師。薛亞斌(1974,3—）,華能核電開發有限公司,高級工程師。