运行核电机组安全改进措施探讨

于盛展

（辽宁红沿河核电有限公司，辽宁 大连 116319）

1 引言

在核电产业不断发展过程中，对核电机组安全运行的要求越来越高，是促进我国核电事业健康发展的重要举措。对于核电产业来说，要想获得长足的发展和进步，并走上可持续发展的道路，就必须要高度重视核电机组的安全运行，贯彻落实好防御的设计思想，并加强安全风险的防范和控制，将安全事故的发生保持的可控范围内，以免造成更为严重的经济损失，将安全事故的有效管理落实到位，确保核电厂处于较为安全的状态之中，并具备应对安全事故的能力和水平。

2 核电机组在能源发展中的重要性分析

2.1 有利于调整能源结构

现阶段，在我国能源结构中，核电机组发挥的作用不容小觑，尤其在能源可持续发展和优化能源结构等方面。在新形势下，核能可以有效代替化石能源，所以必须要加强核电建设，将能源结构调整至最佳。

对于风能和太阳能来说，属于可再生能源，其发展速度极其迅猛，但是其经济性有待提升，很难形成大规模的供应，所以核能已经成为了化石能源的重要替代品。在西方发达国家中，核电售价没有火电价格高，对于我国能源并不充足的地区来说，核电上网电价也没有煤电脱硫的标杆电价高。根据相关数据可以了解到，以煤、石油以及天然气进行发电，煤每100万千瓦时电力的二氧化碳排放量为994吨，石油和天然气分别为814吨和550吨等[1]，而核能发电不存在二氧化碳排放，具有强大的节能减排效果。

2.2 有利于保证装备制造产业水平的稳步提升

核电机组项目属于大型建设项目之一，对装备制造能力的要求越来越高，通过加强核电工程项目，对于产业发展具有极大的带动性作用，尤其是大型机械装备和仪控自动化设备等，其拉动效应比较显著，而且在核电设备国产化程度不断提高的影响下，可以为装备制造产业水平的提升创造有利条件。

在设备制造方面，由于核电建设的大力推动，已经大大提升了我国核电装备制造能力，进一步强化了核电安全文化和质量保证理念，已经形成了诸多大型核电装备制造基地，设备综合国产化率在75%左右。

3 核电机组安全运行的具体改进措施

3.1 完善严重事故准则，应对极端类事故叠加

对于福岛核事故的发生，主要是由于超设计基准地震和超设计基本海啸等极端外部事件叠加而造成的，在以往，我国运行机组的严重事故分析大都对单一性故障准则进行分析，没有对极端事件的叠加进行分析。目前，我国各个运行核电厂已经根据核安全整改要求，完善了严重事故准则。

同时，还要注重运行人员和应急人员灵活程度的提升，并具备一定的处置能力。首先，要结合核安全整改，以此来开展课堂培训，对已经实施的改进措施进行细致的学习。其次，针对福岛核事故的严重事故[2]，还要进行现场演练，将主控操纵人员的应对能力提升上来，应急人员还要不断提高自身的响应速度，做到防患于未然。

3.2 海堤加高和防水封堵，避免外部洪水和内部水淹

现阶段，对于我国已经运行的核电机组来说，与海滨之间的距离都是比较近的，海啸等极端天气风险也极容易出现。所以，要积极应对由于海啸等造成的外部洪水和内部水淹，其内容主要包括：

第一，结合厂址条件，对可能造成水淹没事故的诸多因素进行分析和排查，复核确认原设计所采用的设计基准洪水位的有效性，重点分析和考察相关因素，比如最新的观测分析数据和周边环境变化情况等。

第二，结合厂址条件，选择最为适宜的超设计基准水淹场景，复核厂区排洪能力，还要对厂区积水深度进行有效评估。结合评估结果，加强地上防水措施的应用，避免厂区积水进入到核岛厂房和应急柴油发电机厂房之中。

第三，要对重要厂房相连接的地下管廊等通道进行全方位、多角度领域地排查，并灵活运用地下防水淹措施。确保应急补水能力接入之前，有一个余热排出的安全序列可以进行使用。

第四，要将地下防水淹措施的专项技术研究积极落实到位。对于地下防水淹措施和地上防水淹措施来说，对永久性防水封堵进行了广泛应用，而如果不能应用永久性的，则要加强临时防水淹措施的应用。

3.3 制定应急补水措施，避免出现堆芯冷却

在长时间断电和堆芯注水缓慢的影响下，极容易造成核电站部分机组反应堆压力容器出现熔穿现象，熔滴和安全壳底板钢筋混凝土出现化学反应，对安全壳的完整性造成了极大的影响，造成诸多放射性物质进入到土壤之中。而且在沸水堆中，所包含的蒸汽回路只有一个，反应堆产生的放射性蒸汽直接会进入到常规岛，以此来促进汽轮发电机进行发电，在反应堆无法注水冷却时，只能排放蒸汽，进而导致环境污染现象的出现。

现阶段，在压水堆核电机组的设计方面，仅仅借助蒸汽发生器实现一回路、二回路的热量交换。事故工况下，在可向堆芯注水进行冷却的基础上，还要通过蒸汽发生器二次侧持续“充一排”方式，以此将一回路热量带走。要想最大程度地避免堆芯长期失去冷却，要加强一回路和二回路应急补水等措施的应用。

第一，一回路应急补水。要想与一回路应急补水要求相符合，借助移动泵和管线向一回路应急补水的流量，要与停堆后堆芯余热排出的要求相符合，其中，停堆至少需要6个小时。而且要想确保应急补水措施的有效性，必须要对一回路可用的泄压手段进行深入分析，确保应急补水流量的适宜性。

通过对相关流程图等设计资料进行查阅，要加强安全壳喷淋系统和安全注入系统的连接段H4管线的应用，以此来将补水操作落实到位。原设计在该管线上预留短管，其尺寸为DN150，并加强管帽封堵的应用，通过焊接方式在管道预留的管帽上增设接口，补水软管可以通过应急通道连接到厂房外部的消防车。

第二，二回路应急补水。对于二回路应急补水来说，旨在加强二回路持续“充一排”方式的应用，以此将堆芯热量排放出去，其可用时间和投用时间等技术要求与一回路要求的差异不大。同时，对于压水堆核电机组二回路应急补水管线来说，往往在辅助给水系统中进行设置，可以在辅助给水箱底部的排放管线末端增加补水接口，将原有的排放功能充分体现出来，而且极其简单、方便。

3.4 配置非能动消氢复合器，避免安全壳出现氢气爆炸

要想避免RPV超压破坏现象的出现，将RPV泄压阀进行开启，在泄压之后，极容易导致反应堆厂房内氢氧迅速复合出现氢气爆炸现象。首先，在早期沸水堆安全壳设计过程中，没有对氢氧复合系统进行有效分析；其次，操作人员的核安全意识有待构建，在向堆芯注入含硼水中出现了严重的滞后现象。

根据新建核电厂设计的技术政策可以了解到，必须要将事故下安全壳内氢气源项进行完善化，在氢气行为和安全壳完整性分析中，要对富集度、主冷却剂反应产生的氢气总量进行深入分析，并在安全壳范围内进行计算。同时，还增设了可应对超设计基准事故的非能动消氢复合器，对安全壳内整体和局部的空间中的氢气进行有效控制，氢气体积浓度要比4%要小。

4 结语

总之，加强核电机组的安全运行是至关重要的，可以不断提高我国核电事业的经济效益和社会效益。针对福岛核事故，必须要积极汲取经验，提高应对安全事故的防范能力和水平，确保核电站的安全、稳定运行。