中日核电“路径有别”但挑战相同


福岛核灾打破了日本核电的安全神话,也引起近邻中国高度警惕。作为世界上分别位列第二、第三的经济体,中国与日本都注重开发包括核能在内的新能源,但在具体核技术路径选择上存在明显差异,因而使得核电安全性能也有所不同。

而相同的是,两国核电大致都属于较为落后的二代技术,面临着相同的安全挑战,亟待升级和改良。

 

“压水堆”与“沸水堆”一字之差

在全球范围内,核反应堆大致分为轻水堆和重水堆两大技术派。其中以水或汽水混合物作为冷却剂的轻水堆又被划分为“压水堆”和“沸水堆”等类别。上世纪70年代前后,日本出于发电功率等考虑,大多选择以“沸水堆”建造核电厂,而核电开发较晚的中国则确定以“压水堆”作为主要技术方式。

在突发地震、海啸等自然灾难时,“压水堆”与“沸水堆”的技术路径虽只有一字之差,但安全性能却大为不同。

日本大地震发生后,业界资深专家、原中国国家能源局局长张国宝火速赴浙江三门核电站考察,并对日本福岛核电事故成因、堆型、处置及中国核电装置安全性进行研讨。三门核电副总经理缪亚平也参与会商,他曾作为国际核电协会(WANO)官员在福岛检查一个月,有福岛核电站全套图纸。

张国宝分析认为,福岛核电一号机建成于1971年,采用美国GE公司早期生产的46万千瓦沸水堆。当时的安全技术不完善加上沸水堆本身的技术特点,是造成在地震海啸双重打击下发生事故的原因。


压水反应堆工作原理示意图

而中国核电项目普遍采用“压水堆”,比福岛核电晚建三四十年,技术上已大大改进。首先,“压水堆”采用三个回路设计,如遇紧急情况需释放蒸汽减压,可将第二回路中不含放射性的蒸汽外排;二是新堆型已普遍装了氢复合装置,氢复合成水,不会发生福岛核电这样的氢爆炸;三是“压水堆”有蒸发器,三个蒸发器中的水也可带走一部分热量。因此,中国专家认为,如遇福岛地震海啸这样的极端情况,“压水堆”的抗灾能力要优于“沸水堆”。

至于日本当年为何采用缺陷明显的沸水堆设计,业界一般认为是当时过于注重发电效率,力求短期内破解能源“瓶颈”,且这种技术在当时还并不落伍。

另外,中国电力投资集团公司总经理陆启洲日前指出,中国正在建设的第三代AP1000核电技术已不存在难以散热的问题,因为采用“非能动”安全系统,反应堆上方顶着多个千吨级水箱,一旦遭遇紧急情况,不需要交流电源和应急发电机,仅利用地球引力就可驱动核电厂的安全系统,从而冷却反应堆堆芯,使核电站恢复到安全状态。

 

中日二代核电均待升级

世界各国核电占总发电量的平均比例为17%,日本现有近60座核电站,占总发电量的30%以上,而其中不少核电设施属于二代核电。中国也存在类似问题,2003年之后,中国核电站进入批量建设阶段,其中28个核电反应堆仍采用二代或二代改进技术,只有不到10座反应堆采用目前世界主流的三代技术。

专家认为,虽然中日两国发展核电的历史阶段、技术路径及战略方向存在较大差距,但目前都面临着核电升级这一挑战。震惊世界的福岛核泄漏再次警示人们:在核电应用中,安全诉求应高于对发展速度的追求。

日本的惨痛教训有着足够的说服力。曾任东芝公司核电站设计师的后藤政志指出,福岛第一核电站1号机组发生的放射性物质泄漏事故是核电站抗震能力不足和设备老化所致。中国核专家滕建群指出,核电站一般是40年一个周期,1971年建造的福岛核电站1号机组已处于“服役”末期。而按40年的周期计算,目前日本33%的核电站已经步入老化。

对于使用设备老化的核电站的潜在危险,滕建群称:“就像一台老爷车开上了高速公路,出事是早晚的”。

对于中国来说,核电升级也成为一项紧迫的课题。中国工程院院士、中国核工业集团公司科技委副主任叶奇蓁坦称,目前中国投产运行的核电站技术水平,大致相当于上世纪末或者本世纪初的国际水平。

此次日本灾难发生后,中国环保部核安全专家郁祖盛透过媒体指出,有必要对所有已经运行和在建的核电站重新进行严格审查。“核电站安全问题,从本质上来讲,不是技术问题,而是利益代价的问题。设防标准要足够保守,必要时要考虑能防范像日本福岛遭遇的9.0级大地震和10米高海啸甚至更高的外来威胁等。”

郁祖盛并建议大力发展第三代核电:“我们要从国家利益出发,集中全力让三代核电快一点发展。三代越多越好,二代越少越好。”

早在日本核灾尚未明朗之时,中国总理温家宝就已主持召开国务院常务会议,果断要求暂停审批新核电项目。而暂停审批的核电项目中,大部分主力机组均为二代或二代改进型核电机组。

 

中国注重吸取日本教训

即便在技术路径选择上具有一定的后发优势,但人口众多的中国仍对日本的教训表现出足够的重视和警惕。

近日,中国原子能科学研究院快堆工程部总工程师徐銤表示,中国核安全法规标准采用了国际原子能机构的最新研究成果,核电站建设和运行安全可控,但也应从日本事故中吸取教训,制定更加周全的应对自然灾害的安全预案。

例如,国家核电技术公司上海自动化仪器公司董事长傅满昌就指出,福岛核电站1、2、3号机组的应急柴油发电机在事故中未能及时启动,可能是柴油机本身在地震中出现了问题,导致运行不正常,“这对中国核电站建设的启示在于:今后核电站所用的柴油机质量需要严格把控,定期检查可靠性”。

业内人士还注意到,中国核电站近期在建项目大多集中在2014到2015年投产,短期内将会出现核电设备组建和交付的高峰。而日本福岛事故中设备处理、人群疏散、环境补救措施是否得当,都将成为中国核电工程增强安全措施的难得经验。

分析人士认为,日本此次特大地震给中国带来的思考是多方面的,官方及核电管理层需要有做好防大难、抗大灾的一切思想准备和物质准备,任何盲目自信和乐观都可能造成难以估量的后果。(本文作者系符如领)■