▲ 華龍一號核島內部使用了大量加強型鋼筋。經濟日報記者王軼辰攝
▼ 福清核電站5號機組核島內部。經濟日報記者 王軼辰攝
▲ 近處為建設中的裝機華龍一號的福清核電站5號機組，比遠處的二代改進型4號機組大了幾圈。經濟日報記者 王軼辰攝
2011年3月，日本發生9級強震並引發海嘯，造成福島核電站放射性物質泄漏，成為近年來全球最嚴重的核事故。受此事件影響，我國政府一度暫停了核電項目審批，並在全國開展核安全大檢查及技術安全改進。
2015年，遼寧紅沿河核電站5號、6號機組，福建福清核電站5號、6號機組相繼獲批，我國沿海核電陸續重啟。核電開發的頭等大事是安全，新一輪核電工程的開工建設，再次引發了公眾對核電安全的集中關注。為此，《經濟日報》記者近日走進建設中的福清核電站一探究竟。
核電蓋上“金鐘罩”
福島核事故給全世界敲響了警鐘，各國紛紛對核電安全提出了更高要求，新建核電廠的核安全標準更加嚴格，第三代核電成為當今世界核電發展的主流技術。我國自主創新研發的第三代先進壓水堆核電機型華龍一號（HPR1000）也不例外，不僅消化吸收國際三代核電技術先進理念，還充分汲取日本福島核事故經驗反饋，採用國際最高安全標準研發設計，在保證成熟可靠性的基礎上，顯著提升了電廠的安全性，平衡了經濟性。
福清核電站是華龍一號首堆示範工程所在地。站在電站的觀景平臺遠遠望去，整片工地吊塔林立、一片忙碌，準備裝配華龍一號的5號機組核島安全殼已經接近封頂，和旁邊採用二代改進型技術的4號機組核島相比，這簡直就是一個“大塊頭”，明顯“胖”出了好幾圈。
“這個大小不同正是華龍一號的重大改進。”中核集團福清核電有限公司副總經理陳國才告訴記者，在華龍一號的安全設計中，加入了防範商用大飛機惡意撞擊一項，這是“9·11”事件後美國核管會對核電站最新的安全要求，也是全球最高安全標準。為達到這一效果，華龍一號將安全殼廠房設計為雙層安全殼。
雙層安全殼是包容放射性物質的最後屏障，也能抵禦外部災害的襲擊。記者了解到，華龍一號內層安全殼內徑46.8米，壁厚1.3米，新增的外層安全殼內徑為53.0米，下部壁厚為1.5米，上部壁厚為1.8米，這與之前的核電堆相比有了明顯加強。同時，華龍一號的鋼筋強度也有所加強，抗拉強度和屈服強度更高。
在抗震方面，華龍一號抗震設計基準提高到了0.3g地面水準峰值加速度，相當於可以抵抗9級以上的地震，較二代改進型機組提升不少。“這個提升水準是特別高的，使得電站在極端外部事件中，可以保證整個反應堆的安全。”中核集團福清核電有限公司副總工程師薛峻峰説。
同時，電廠事故應急能力也有明顯提高。華龍一號通過改進應急供水、移動電源以及提高應急設施可用性和可居留性等，提高了事故後的應急響應能力。比如，以往出現事故，需要操作人員在短時間內判斷電廠發生了什麼事故，並執行操作。華龍一號則多采用自動控制信號疊加，可以自動執行安全功能，留給操作人員更長的響應時間。
核島有了“雙保險”
除了外部風險，內部風險的防範也是保障核電安全的重要環節。為此，“華龍一號”首次明確提出了“能動+非能動”的安全設計理念，對先進壓水堆設計進行了系統性創新。其中，能動技術最突出的特點是：在核電廠偏離正常時，能夠高效可靠的糾正偏離；非能動系統則是：利用自然迴圈、重力、化學反應、熱膨脹、氣體膨脹等自然現象，在無需電源支援的情況下，保證反應堆的安全，使設計更加簡化。
“能動與非能動相結合的安全設計是華龍一號最具代表性的創新，也是滿足核電安全設計，滿足縱深防禦要求和多樣性原則的典型案例。”中核集團核電工程公司華龍一號首堆項目設計經理宋代勇表示，“能動+非能動”是華龍一號比二代改進型機組安全提升方面最關鍵的環節。
記者了解到，以往的核電站執行安全功能主要依靠能動安全系統，電廠一旦發生事故，首先要停堆，之後再把反應堆的餘熱帶走。福島核事故之所以發生，就因為反應堆雖然關停，但外部電力缺失，熱量沒有及時導出來，最後造成堆芯熔化。以非能動作為能動的補充則可以避免這類事故，增強了安全性。非能動系統的優點就是：不依賴電源，而是利用重力、溫差、蒸發等自然驅動力帶走堆芯預熱和安全殼的熱量，不需要依靠外部能源。
“在我們的設計理念中，這叫縱深防禦，就是一道墻倒了，再用另外一道墻去應對它。”宋代勇説，華龍一號正是通過3大非能動系統，即非能動的二次側餘熱排出、非能動的安全殼熱量導出、非能動的堆腔注水冷卻對能動系統的補充，來保障核電安全。
內部安全提升的另一大亮點是反應堆堆芯的改進。華龍一號的反應堆堆芯從157擴容到177，可使發電功率提高5%至10%，在提高經濟性的同時，降低了堆芯內的功率密度，堆芯熔化概率和大量放射性物質釋放概率等多個安全指標都超越了現有三代核電技術的要求，提高了核電運作的安全裕量。
“福島事故”不會重演
除了在建中安全系數更高的華龍一號外，我國其他既有核電站同樣具有極高的安全性。首先，在電站選址和設計上，我國就極大避免了極端外部事件引發重大事故的可能。中核集團福清核電有限公司環境應急處處長黃鴻告訴記者，“在核電廠前期工作的不同階段，均開展了相應的地震地質、岩土工程勘察工作。在可行性研究階段，地震安全性評價報告還通過了國家地震安全性評定委員會和中國地震局的評審及批復。目前總體來看，我國核電廠址設計基準地震動參數的選取是安全和偏保守的”。
記者還獲悉，為保證安全，我國各核電廠址設防均按最大颱風浪考慮，可保證海嘯發生時，廠址不受洪水威脅。各核電廠址在確定廠址外部洪水時，除考慮以上因素外，還全面考慮了其他如天文潮、海平面上升等因素，通過提高廠坪標高和在廠區週邊修築核安全級海工構築物（防波堤、護岸等）確保不受洪水威脅。
此外，我國大陸沿海都有廣闊的大陸架，且我國大陸沿海受琉球群島、東南亞諸國以及自身島鏈的阻擋，遠源海嘯進入這一海域後，能量衰減較快，對大陸沿海影響較小。“因此，在我國核電廠設計中，對設計基準洪水的確定是適當、可信與保守的，福島遭遇的極端海嘯在我國不會發生。”薛峻峰説。
與此同時，法規和標準是核電設計、建造的基準，也是電廠安全運作的指導。為切實貫徹核電發展安全第一的方針，我國已建立並執行著一套完善的、與國際原子能機構最新的核安全要求相當的、核工業界普遍認同的核電法規標準體系。
可以説，我國核電建設是在一套完善的、嚴格的核安全法規標準體系指導下進行的。因此，我國核電設計執行的標準和規範能夠確保核電廠構築物、系統以及設備設計和製造的安全性達到或超過國際核電發達國家的標準要求。(經濟日報記者王軼辰)
