運行核電機組安全改進措施探討

于盛展

【摘 要】通過加強核電機組安全運行，可以促進世界核電產業的健康發展，這已經得到了核電產業內部的高度重視與關注。所以必須要加強核安全監管和應急管理體系的構建，避免安全事故的蔓延。論文主要針對運行核電機組安全改進措施展開深入研究，希望為相關行業人士提供些許幫助。

【Abstract】Enhancing the safe operation of nuclear power units can promote the healthy development of the nuclear power industry in the world， which has been highly valued and concerned by the nuclear power industry. Therefore， we must strengthen the construction of nuclear safety supervision and emergency management system， so as to avoid the spread of safety incidents. In this paper， the safety improvement measures of nuclear power generating units are studied， hoping to provide some help for the relevant industry.

【關鍵詞】核電機組；核電產業；安全改進措施

【Keywords】 nuclear power unit； nuclear power industry； safety improvement measures

【中圖分類號】TM623 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）11-0147-02

1 引言

在核電產業不斷發展過程中，對核電機組安全運行的要求越來越高，是促進我國核電事業健康發展的重要舉措。對于核電產業來說，要想獲得長足的發展和進步，并走上可持續發展的道路，就必須要高度重視核電機組的安全運行，貫徹落實好防御的設計思想，并加強安全風險的防范和控制，將安全事故的發生保持的可控范圍內，以免造成更為嚴重的經濟損失，將安全事故的有效管理落實到位，確保核電廠處于較為安全的狀態之中，并具備應對安全事故的能力和水平。

2 核電機組在能源發展中的重要性分析

2.1 有利于調整能源結構

現階段，在我國能源結構中，核電機組發揮的作用不容小覷，尤其在能源可持續發展和優化能源結構等方面。在新形勢下，核能可以有效代替化石能源，所以必須要加強核電建設，將能源結構調整至最佳。

對于風能和太陽能來說，屬于可再生能源，其發展速度極其迅猛，但是其經濟性有待提升，很難形成大規模的供應，所以核能已經成為了化石能源的重要替代品。在西方發達國家中，核電售價沒有火電價格高，對于我國能源并不充足的地區來說，核電上網電價也沒有煤電脫硫的標桿電價高。根據相關數據可以了解到，以煤、石油以及天然氣進行發電，煤每100萬千瓦時電力的二氧化碳排放量為994噸，石油和天然氣分別為814噸和550噸等[1]，而核能發電不存在二氧化碳排放，具有強大的節能減排效果。

2.2 有利于保證裝備制造產業水平的穩步提升

核電機組項目屬于大型建設項目之一，對裝備制造能力的要求越來越高，通過加強核電工程項目，對于產業發展具有極大的帶動性作用，尤其是大型機械裝備和儀控自動化設備等，其拉動效應比較顯著，而且在核電設備國產化程度不斷提高的影響下，可以為裝備制造產業水平的提升創造有利條件。

在設備制造方面，由于核電建設的大力推動，已經大大提升了我國核電裝備制造能力，進一步強化了核電安全文化和質量保證理念，已經形成了諸多大型核電裝備制造基地，設備綜合國產化率在75%左右。

3 核電機組安全運行的具體改進措施

3.1 完善嚴重事故準則，應對極端類事故疊加

對于福島核事故的發生，主要是由于超設計基準地震和超設計基本海嘯等極端外部事件疊加而造成的，在以往，我國運行機組的嚴重事故分析大都對單一性故障準則進行分析，沒有對極端事件的疊加進行分析。目前，我國各個運行核電廠已經根據核安全整改要求，完善了嚴重事故準則。

同時，還要注重運行人員和應急人員靈活程度的提升，并具備一定的處置能力。首先，要結合核安全整改，以此來開展課堂培訓，對已經實施的改進措施進行細致的學習。其次，針對福島核事故的嚴重事故[2]，還要進行現場演練，將主控操縱人員的應對能力提升上來，應急人員還要不斷提高自身的響應速度，做到防患于未然。

3.2 海堤加高和防水封堵，避免外部洪水和內部水淹

現階段，對于我國已經運行的核電機組來說，與海濱之間的距離都是比較近的，海嘯等極端天氣風險也極容易出現。所以，要積極應對由于海嘯等造成的外部洪水和內部水淹，其內容主要包括：

第一，結合廠址條件，對可能造成水淹沒事故的諸多因素進行分析和排查，復核確認原設計所采用的設計基準洪水位的有效性，重點分析和考察相關因素，比如最新的觀測分析數據和周邊環境變化情況等。

第二，結合廠址條件，選擇最為適宜的超設計基準水淹場景，復核廠區排洪能力，還要對廠區積水深度進行有效評估。結合評估結果，加強地上防水措施的應用，避免廠區積水進入到核島廠房和應急柴油發電機廠房之中。

第三，要對重要廠房相連接的地下管廊等通道進行全方位、多角度領域地排查，并靈活運用地下防水淹措施。確保應急補水能力接入之前，有一個余熱排出的安全序列可以進行使用。

第四，要將地下防水淹措施的專項技術研究積極落實到位。對于地下防水淹措施和地上防水淹措施來說，對永久性防水封堵進行了廣泛應用，而如果不能應用永久性的，則要加強臨時防水淹措施的應用。

3.3 制定應急補水措施，避免出現堆芯冷卻

在長時間斷電和堆芯注水緩慢的影響下，極容易造成核電站部分機組反應堆壓力容器出現熔穿現象，熔滴和安全殼底板鋼筋混凝土出現化學反應，對安全殼的完整性造成了極大的影響，造成諸多放射性物質進入到土壤之中。而且在沸水堆中，所包含的蒸汽回路只有一個，反應堆產生的放射性蒸汽直接會進入到常規島，以此來促進汽輪發電機進行發電，在反應堆無法注水冷卻時，只能排放蒸汽，進而導致環境污染現象的出現。

現階段，在壓水堆核電機組的設計方面，僅僅借助蒸汽發生器實現一回路、二回路的熱量交換。事故工況下，在可向堆芯注水進行冷卻的基礎上，還要通過蒸汽發生器二次側持續“充一排”方式，以此將一回路熱量帶走。要想最大程度地避免堆芯長期失去冷卻，要加強一回路和二回路應急補水等措施的應用。

第一，一回路應急補水。要想與一回路應急補水要求相符合，借助移動泵和管線向一回路應急補水的流量，要與停堆后堆芯余熱排出的要求相符合，其中，停堆至少需要6個小時。而且要想確保應急補水措施的有效性，必須要對一回路可用的泄壓手段進行深入分析，確保應急補水流量的適宜性。

通過對相關流程圖等設計資料進行查閱，要加強安全殼噴淋系統和安全注入系統的連接段H4管線的應用，以此來將補水操作落實到位。原設計在該管線上預留短管，其尺寸為DN150，并加強管帽封堵的應用，通過焊接方式在管道預留的管帽上增設接口，補水軟管可以通過應急通道連接到廠房外部的消防車。

第二，二回路應急補水。對于二回路應急補水來說，旨在加強二回路持續“充一排”方式的應用，以此將堆芯熱量排放出去，其可用時間和投用時間等技術要求與一回路要求的差異不大。同時，對于壓水堆核電機組二回路應急補水管線來說，往往在輔助給水系統中進行設置，可以在輔助給水箱底部的排放管線末端增加補水接口，將原有的排放功能充分體現出來，而且極其簡單、方便。

3.4 配置非能動消氫復合器，避免安全殼出現氫氣爆炸

要想避免RPV超壓破壞現象的出現，將RPV泄壓閥進行開啟，在泄壓之后，極容易導致反應堆廠房內氫氧迅速復合出現氫氣爆炸現象。首先，在早期沸水堆安全殼設計過程中，沒有對氫氧復合系統進行有效分析；其次，操作人員的核安全意識有待構建，在向堆芯注入含硼水中出現了嚴重的滯后現象。

根據新建核電廠設計的技術政策可以了解到，必須要將事故下安全殼內氫氣源項進行完善化，在氫氣行為和安全殼完整性分析中，要對富集度、主冷卻劑反應產生的氫氣總量進行深入分析，并在安全殼范圍內進行計算。同時，還增設了可應對超設計基準事故的非能動消氫復合器，對安全殼內整體和局部的空間中的氫氣進行有效控制，氫氣體積濃度要比4%要小。

4 結語

總之，加強核電機組的安全運行是至關重要的，可以不斷提高我國核電事業的經濟效益和社會效益。針對福島核事故，必須要積極汲取經驗，提高應對安全事故的防范能力和水平，確保核電站的安全、穩定運行。

【參考文獻】

【1】樊柳言，劉宏帥，趙思遠，等.核電機組參與電力直接交易面臨的主要問題解析[J].中國能源，2017，39（11）：33-36.

【2】隋陽，丁睿，王漢青.核電廠運行機組安全管理體系解釋結構模型[J].南華大學學報（自然科學版），2017，31（02）：1-7.