核電廠總體規劃對廠址安全相關因素的考慮

王威　王永嗣　謝偉

摘要：核能是安全、經濟、高效的清潔能源，也是助力實現碳達峰、碳中和的重要能源選擇。在進一步加快核電廠廠址選擇及工程建設的過程中，核電廠總體規劃需要將安全因素作為需要考慮的首要因素，特別是在核電廠前期工作中對廠址安全因素應給予充分和必要的考慮，同時應確保工程項目能夠采用技術措施和工程措施使核電廠安全性得以落實。

關鍵詞：核電廠;總體規劃;安全相關因素

1 核電廠總體規劃主要內容

總體來說核電廠總體規劃一般包括廠坪設計標高的確定、主廠房位置的確定、電力出線規劃、取排水規劃、對外交通運輸規劃、廠區工程規劃、場地平整及防排洪規劃、廠址區域土地利用、與附近城鎮總體規劃協調性等內容。

總體規劃需要各相關專業的共同參與，從規劃內容不難看出，廠址前期階段總體規劃從無到有、從淺到深的過程與各項廠址特征的研究分析是緊密相關的，需要在各項專題研究成果的基礎上不斷細化和完善。巖土條件、水文條件、取排水條件、電力出線條件、對外交通條件等廠址外部自然條件及人為條件等不僅約束廠址區域位置的規劃選擇，同時也約束廠區整體的規劃布局、廠區規劃用地邊界以及非居住區范圍等。

2 初可研廠址查勘工作對安全因素的要求

初可研階段工作的主要目的是在廠址選擇相關的原則要求下對一系列可能廠址進行查勘及廠址技術經濟分析比較，排除可能廠址的顛覆性因素后擇優推薦候選廠址。

《核電廠廠址選擇基本程序》中明確將“安全可靠性、環境相容性、技術可行性以及經濟合理性”作為廠址選擇的四大基本因素。其中與“安全可靠性”相關的廠址特征主要包括能動斷層、地震活動、地基條件、邊坡穩定性、火山活動、洪水、氣象災害、以及外部人為事件。與“環境相容性”有關的廠址特征主要包括人口分布、水功能、水彌散、大氣彌散、土地利用、自然生態環境、應急計劃、公眾參與等內容。與“技術可行性”有關的廠址特征主要包括了用地條件、取排水條件、電網條件以及交通運輸等內容。與“經濟合理性”有關的廠址特征主要包括電力系統接入和輸出便捷性、征地搬遷量以及土石方工程量、進廠道路建設費用等內容。

3 可研廠址評價工作對安全因素的要求

可研階段廠址安全評價主要關注的重點為安全相關廠址特征及新乏燃料及放射性廢物的貯存和運輸，其中廠址特征主要包括周邊地理位置、人口分布、附近的工業、運輸和軍事設施、氣象、工程水文、地質、地震等。

《核電廠可行性研究階段廠址安全分析技術規范》對可能影響廠址安全的廠址特征因素進行了詳細規定：

（1）與廠址可接受性和設計基準外部事件（包括外部自然事件和人為事件）有關的可能影響核電廠安全的廠址特征;

（2）可能影響放射性物質向人體轉移的廠址特征及環境特征;

（3）與應急計劃實施可行性相關及評價個人和群體風險所需要的廠址特征，如有關外圍地帶的人口密度、分布及其他特征;

（4）可能影響新燃料、乏燃料及放射性廢物的貯存和運輸的廠址特征。

4 總體規劃關于廠址安全相關因素的考慮

核電項目前期工作（包含初可研及可研兩個工作階段）總體規劃是各專業廠址查勘成果的綜合反映，也是廠址技術經濟比較的基礎。

總體規劃過程中主要考慮的廠址安全相關因素主要有：

（1）考慮周圍人口分布的影響

廠址選擇區域分析過程中，要避開人口分布較為密集的區域，盡量選擇人口密度低、離大城市相對較遠的地區。例如在廠址選擇區域范圍要滿足“廠址規劃限制區范圍內無超過1萬人以上集中居住鄉鎮，廠址半徑10km范圍內無10萬人以上鄉鎮”的要求。

（2）考慮地質、地震條件的影響

廠址區域分析過程中，根據區域地質圖、地震震中分布圖、地震動峰值加速度區劃圖等資料，盡可能地使廠區位置遠離斷層、地質災害、火山活動以及地震烈度較高的地段。

初可研階段總體規劃過程中除考慮上述地質、地震條件外，還需考慮電廠設施的地基條件，如一般選擇有面積足夠大且標高合適的自然山體作為廠址區域范圍，以大概率保證核安全相關廠房基底位置處能夠有較好的基巖條件。

可研階段總體規劃主要工作內容是根據推薦廠址的廠址特征條件以及各項專題研究成果開展總體規劃及總平面布置的多方案比較，最大限度使總平面布置方案與廠址條件相協調，其中首要考慮的安全因素是主廠房及核安全相關廠房、溝道等地基處的巖土適宜性，這些廠房或溝道均應座落在均勻、穩定、承載力滿足要求的地基上，地基承載力特征值和剪切波速應滿足堆型設計要求。工程項目中均會根據鉆孔資料、基巖等深線圖及基巖切面圖等資料調整布置形式，如調整主廠房的布置形式或主廠房布置間距等。

鑒于目前核電廠址資源較為稀缺，特別是廠址規劃機組數量較多時，場地巖土條件又往往無法完全滿足總平面布置對地基條件的要求。在這種情況下，為滿足“安全可靠性”的要求，就需根據巖土條件進行深入分析、認真核實核安全廠房地基位置處需要進行地基處理和改良的范圍、深度以及方法等，以保證處理和改良后的地基能滿足核安全要求，保證總體布置方案的可行性。

（3）考慮洪水條件的影響

廠址防洪是評價廠址適宜性的重要因素之一，在廠址區域分析過程中，一般會應結合廠址周邊條件（如周邊已建核電廠的設計基準洪水位）初步估算廠址區域的洪水位標高，以便判斷擬選區域是否可采取工程措施滿足防洪要求。

選址規劃時應根據設計基準洪水位的組合事件初步估算設計基準洪水位，同時以此作為廠址總體規劃工作的依據。

日本福島核事故后，核電廠總體規劃工作進一步加強了對防洪設計的重視程度，例如核電廠的防洪設計必須充分考慮極端洪水事件以及洪水因素組合產生的影響，防洪設計應盡可能考慮采用“干廠址”，也就是說核電廠廠址地坪標高須高于考慮波浪影響在內的設計基準洪水位。

在核電廠廠區位置規劃選擇時，應注意對周邊自然地形的分析研究，廠區范圍內盡量不占用原始自然沖溝或匯水區域，以避免廠址周邊區域匯水對廠區的沖刷影響，減少人為因素造成的廠址安全問題。同時在必要情況下為避免周邊區域匯水對核電廠造成洪水威脅，應在核電廠周邊設置截、排洪設施，安全重要建、構筑物相關截排洪設施應按照千年一遇設計，并用可能最大洪水（PMF）校核。

此外，核電廠場地設計標高確定過程中，除考慮防洪本身要求外還應考慮安全應急的要求，應避免因洪水泛濫而形成孤島運行的現象。

（4）考慮氣象條件的影響

廠址區域分析過程中，廠址位置不宜選擇在受熱帶氣旋、嚴重龍卷風等極端氣象影響的地區，而應優先選擇氣象災害影響小、災害氣象發生頻率低的區域，同時廠址地區的氣象條件應有利于氣載放射性物質的大氣彌散。

總體規劃主要從以下方面考慮氣象條件的影響：

結合氣象條件合理確定廠區與周邊村鎮的相對位置關系;

按照常年最小風頻的下、上側依次布置現場服務區、配套設施區以及核電廠生產區。

放射性廠房相對集中布置在廠區常年最小風頻上風向、廠區地形最低的地段，保證源項所確定的放射性物質釋放時對公眾和環境的輻射影響降低到最低;

廠區總平面布置過程中考慮風向對廠區安全的影響，布置時需將易燃易爆等危險子項布置于廠區邊緣不窩風、常年最小風頻的下風向。

（5）考慮外部危險源的影響

廠址區域分析時選擇應外部人為事件風險小的地區。在選址規劃時一般會控制廠址邊界與危險源的安全距離，如廠址邊界與機場和大型爆炸源（如石化企業等）距離控制在10km以上，將廠址邊界與飛機航線距離控制在4km以上等。

當廠址條件無法滿足上述要求時，應盡早協助業主單位與地方政府協商解決。例如某核電項目過境道路與電廠距離較近，業主單位經與地方政府協商后對過境道路的運輸物品種類及運輸頻次進行了有效管控，從而保證過境道路的運輸不會對電廠安全造成影響。

（6）考慮邊坡穩定性的影響

可研階段一般需結合取水條件、土石方工程量以及截排洪規劃等進一步落實廠坪設計標高的合理性，對廠坪標高的取值進行優化。不同的廠坪設計標高會形成不同的填挖范圍、形成不同填挖高度，形成不同等級的防護邊坡等。

核電廠生產區、輔助設施區、施工臨建區以及施工生活區等的用地規模較大，大范圍的場地平整工作不可避免會出現較高的人工挖方邊坡或填方邊坡。當出現核安全邊坡時，應按照核電廠抗震設計的相關要求提高設計標準。

（7）考慮與應急計劃實施可行性相關的因素

總體規劃考慮應急計劃實施可行性主要關注兩個因素，一是盡量將廠址選擇在周邊人口稀少、道路網較為成熟的區域;二是在進行核電廠對外交通道路規劃時盡量考慮兩條不同方向的對外聯系道路（即主要進廠道路和次要進廠道路），且避免使人員在撤離途中通過煙羽區，以滿足核電廠事故狀態下從廠區撤離不必要的人員。

根據美國和管理委員會聯邦應急管理署報告《指定和評價核動力廠輻射應急響應計劃于準備的準則》，兩條對外聯系交通路線方向夾角的推薦值為不小于應急計劃區三個子區的夾角（即67.5°），對于不同核電廠址還需要根據廠址的具體情況進行計算最終確定。

目前國內正在開展海島核電廠的廠址選擇工作，這對于應急交通設施提出了更高的要求。《核動力廠場內應急設計準則》對于應急撤離道路提出了具體要求 “應急道路設計中應關注道路沿線橋涵、涵洞、邊坡、堤壩等在極端條件下的可用性，必須滿足在SL-2地震條件下，至少有一條路線可供人員及車輛通行”。因此在海島廠址總體規劃時應綜合考慮安全性、經濟性等因素規劃合理的應急道路路徑。

5 結語

核電廠總體規劃貫穿了前期廠址選擇至施工圖設計的各個階段，它是多專業共同工作的成果，也是廠址安全相關因素的綜合落實與反映。本文闡述了核電廠初可研廠址查勘工作和可研廠址評價工作所關注的廠址安全因素，同時總結和列舉了核電廠前期總體規劃工作重點關注和考慮的廠址安全因素，以期對后續核電廠總體規劃工作提供借鑒和幫助。

參考文獻：

[1]吳德成，王威.核電廠總體規劃需要考慮的因素簡析[J].工程建設與設計，2013，（6）：159-161.

[2]GB/T 50294-2014 核電廠總平面及運輸設計規范[S].