第三代核電技術解析：讓核電站更安全
http://m.moduwu.com 2011-03-18 11:03 來源：科技日報
位于大亞灣核電基地的嶺澳核電站正常運轉（3月15日攝）。新華社記者 周強攝
“我國正在建設的第三代AP1000核電站由于采用了‘非能動’安全系統，即便遇到地震和海嘯的雙重疊加作用，也不會產生類似日本福島第一核電站的核泄漏事故。”3月16日，國家核電技術公司專家湯紫德接受科技日報記者專訪時如此表示。
在我國新一輪核電批量化建設過程中，AP1000將作為主力機型，而所有內陸核電站將全部采用AP1000技術。那么，第三代核電技術比第二代先進性體現在哪兒？它如何解決諸如反應堆余熱排出等安全問題，避免福島類似事故的發生？湯紫德為記者作了一番技術解讀。
第三代核電技術相當于增加了自身的免疫力
二代核電站要求有苛刻的安全級應急電源（柴油發電機組）供電，安全系統才能工作。比如此次福島第一核電站所遇到的情況：地震后，系統的第一反應還是正常的，首先是安全停堆，然后區域供電喪失，同時系統自備的事故應急發電機啟動，以維持堆芯余熱及時排出；但啟動不到一小時，海嘯來了，應急發電系統被摧毀，失去電源，余熱就不能及時排出，使壓力容器內溫度、壓力不斷升高，反應堆發生爆炸。
“這就好比人的免疫力：有的人免疫力喪失，只有依靠藥物來支撐，一旦藥物失靈，病菌侵入，就無計可施；而有的人身體健康，依靠自身的免疫力就能抵御病菌侵襲。”湯紫德說。
“靠外界動力支撐安全系統運作，叫做‘能動系統’。”湯紫德告訴記者，而第三代AP1000技術采用的“非能動系統”是靠重力等自然力來驅動和維持安全系統運作，也就是說，即便失去動力，安全系統也可以自動啟動，不受影響。
AP1000采用了“減法”原則增強安全性
本次福島核電站發生的事故使人們不由地對核電的安全性產生疑慮。世界50多年核電歷史上發生最嚴重事故的美國三里島和前蘇聯切爾諾貝利，都屬于第二代核電站。
事故發生后，美國核安全當局出臺了《美國用戶要求文件（URD）》，將新建核電站的安全標準提高了兩個量級。因此，第三代核電站把設置預防和緩解嚴重事故作為設計上必須要滿足的要求，將堆芯熔化和大量放射性物質向環境釋放概率降到很低的水平。湯紫德介紹說，為了達到此目的，人們采取了兩種不同的設計思路：“加法”和“減法”。
湯紫德比喻：“‘加法’就像一道道門衛，通過增加防護設施，也能把核電站的安全性提高兩個量級。”第三代核電技術ERP采取的就是這種“加法”的思路，“這樣，安全性是提高了，但系統比第二代更復雜，設備更多，造價更高”；為了平抑單位千瓦造價，還要增加容量，“這就是‘加法’”。
而AP1000走的是“減法”思路——減少安全設施，采用“非能動”技術，靠自然力（如流體的自然對流、擴散、蒸發、冷凝等），在事故狀態下啟動安全保護。
“比起能動系統，采用非能動的AP1000，設施能減少30%—50%，簡化了系統，減少了設備和部件，如以6個水箱代替了大量能動安全系統，同時還降低造價，并大大提高了安全性。”湯紫德表示。
AP1000的事故風險比第二代低100倍
如果遭遇緊急事故，AP1000如何使自身恢復到安全狀態呢？
湯紫德說，如果核電站出現安全問題，安全殼溫度升高，堆芯有個高位水池，在溫度、壓力敏感元件的觸動下，自動開啟閥門，向堆芯注水，使其冷卻。
“AP1000所特有的創新技術之一，就是能將堆芯熔融物保持在壓力容器內。”湯紫德說，這使大規模放射性物質釋放到環境的可能性進一步降低，其概率比現有的第二代核電大約低100倍。
“第三代核電站發生嚴重事故的概率大大低于第二代，在核電技術安全上具有優越性。”湯紫德說，第三代核電技術是當今國際上核電發展的主流。世界上核電發達國家已經開工建設和已向核安全當局申請建設許可證的核電機組，幾乎都為第三代。如，美國的26臺全是第三代的，法國已明確表示不再新建第二代核電站。我國通過依托浙江三門和山東海陽各兩臺AP1000核電機組示范工程，消化、吸收和掌握先進技術，實現AP1000核電技術的自主化和產業化批量建設。
據他介紹，目前，我國第三代核電自主化依托項目國產化水平達到60%左右，通過標準化后國產化水平將達到85%。
通過科技重大專項實施，我國正形成具有自主知識產權的CAP1400核電技術，目前自主化CAP1400正處于初步設計階段，2013年具備澆灌第一罐混凝土的條件，預計2017年建成投運。
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