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中国核安全解析(2012年九月号)

2013-10-14 15:19:40 文/ 环境保护部核与辐射安全中心总工程师 柴国旱

福岛核事故发生后,国务院常务会议决定对全国核设施进行安全检查。国家核安全局会同国家能源局和国家地震局组织核安全、地震、海洋等方面专家,用9个多月时间对全国41台运行及在建核电机组、3台待建核电机组以及所有民用研究堆和核燃料循环设施等,进行了综合安全检查。

今年5月31日,在经过了近一年的检查后,国务院常务会议原则通过《关于全国民用核设施综合安全检查情况的报告》(以下简称《综合安全检查报告》)和《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》(以下简称《核安全规划》),并决定向社会公开征求意见。这两个文件对中国民用核设施的安全状况,给出了“总体可控”的结论。本文就人们对我国核电普遍关注的几个问题谈谈个人看法。

我国核电现状

截至目前,我国共有15台运行核电机组、26台在建核电机组,分别位于浙江、广东、江苏、山东、辽宁、福建、广西、海南。堆型主要有:我国自主设计建造运行的30万千瓦级压水堆、我国自主设计建造运行的60 万千瓦级压水堆、从加拿大引进的70万千瓦级CANDU-6重水堆型、从法国引进以及在其基础上实现我国自主化设计建造运行的百万千瓦级压水堆(M310及其改进型)、从俄罗斯引进的百万千瓦级VVER-1000压水堆、从美国引进的百万千瓦级非能动先进压水堆(AP1000)、 从法国引进的170万千瓦级压水堆(EPR)。此外,我国已设计完成了模块化球床高温气冷堆HTR-200,这属于第四代核电技术,目前我国在高温气冷堆技术开发方面处于国际领先位置,待建的山东石岛湾核电厂是高温气冷堆核电厂的示范工程项目。总之,我国核电具有多种堆型、多种技术、多类标准并存的特点。

《综合安全检查报告》表明,我国核电事业起步较晚,在核电厂设计、建造和运行方面较好地吸收了国际成熟经验,具备一定的后发优势。运行核电厂基本满足我国现行核安全法规和国际原子能机构最新标准的要求,具备完备的应对设计基准事故的能力,也具备一定的严重事故预防和缓解能力,安全风险处于受控状态,运行核电厂的安全是有保障的。

我国在建核电厂中的自主设计核电机组在引进、消化、吸收国外成熟技术的基础上,通过汲取国内外30 多年的运行经验和安全研究成果,持续进行改进和优化,相比国际同类机组,具有较高的安全水平。AP1000 和EPR型等核电机组是20世纪90年代以后国际上开发的新一代核电机组,从设计阶段就比较充分地考虑了严重事故的预防和缓解,设计安全水平进一步提高。我国在建核电厂基本满足我国现行核安全法规和国际原子能机构最新标准的要求,在选址、设计、制造、建设、安装和调试等各环节均实施了有效管理,质量保证体系运转正常,工程建造满足设计要求,总体质量受控。

我国核电厂在选址中对地震、洪水等外部事件进行了充分论证,发生类似福岛核事故的极端自然事件的可能性极小。核设施流出物监测和辐射环境监测结果表明,各核设施的流出物排放远低于国家规定的标准限值,核设施周边的辐射环境水平没有因为核电厂运行而改变。

《综合安全检查报告》表明,虽然我国运行核电厂和在建核电厂的安全是有保障的,但为进一步提高我国核电的安全水平,国家核安全局提出了14条改进要求,主要是对核电厂预防和缓解由极端外部事件引发的严重事故方面进行改进,包括做好核电厂防水封堵、配置移动电源移动泵、编制严重事故管理指南等,要求运行核电厂在2012年底前完成、在建核电厂在首次装料前完成。国家核安全局的14条改进要求得到了我国所有核电企业积极快速的响应,目前我国核电厂已按要求完成了改进行动,这在国际上动作算是最快的。

我国核安全管理水平

我国法律规定核设施营运单位承担全面安全责任,要求在核设施的选址、设计、建造、运行和退役必须贯彻安全第一的方针,营运单位有足够的措施保证质量,保证安全运行,预防核事故,限制可能产生的有害影响。营运单位应建立完善的质量保证体系并有效运转。质量保证的基本内容包括:质量保证大纲、组织机构、各种控制(包括文件控制、设计控制、采购控制、物项控制、工艺控制、检查和试验控制、不符合项控制、纠正措施)、检查和监察等。

我国核电行业有两句至理名言,“核安全是核能发展的生命线”“核电建设的质量就是核电运行的效益”,这体现了我国核电业者对核安全和质量重要性的认识。中国核电厂始终坚持“安全第一、质量第一”的方针,按照《核电厂质量保证安全规定》的要求,制定并实施核电厂各阶段的质量保证大纲,对核电厂各项质量相关工作的管理作出规定,并为完成所有对质量有影响的活动提供适当的控制条件。核电厂最高管理者对质量保证大纲的有效实施承担全面责任。有从事与核电厂安全、质量有关工作的人员都要遵守质保大纲的各项要求,同时也有责任和义务报告所发现的质量问题。设立独立的质量保证部门负责质保大纲的制定和管理,并通过检查、监督和监查来验证大纲实施的有效性。质量保证部门有权在处理质量问题时,不受进度和经费的约束,直至质量问题得到有效的处理和解决。

为了进一步强化营运单位对安全的重视,确保营运单位对安全责任的落实,国家设立了独立于核能发展部门的核安全监管机构——国家核安全局,参照国际原子能机构的有关安全标准,制订了比较完备的、与国际接轨的核安全法规标准体系,对民用核设施实施了独立的安全审评和监督。根据《中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例》,国家核安全局具体的监管手段包括核设施安全许可证制度、核安全监督制度和核安全报告制度。

国家核安全局在选址、设计、建造、运行和退役等各阶段对核设施实施独立的核安全监管,包括了技术审评、行政许可、监督检查等环节。国家核安全局在全国设立了6个地区核与辐射安全监督站,向各核电厂派驻现场监督人员,对核电厂的活动进行24小时现场监督。我国核安全监管采用了与国际实践一致的方法,主要有如下特点:

一是以国际原子能机构发布的安全标准为基础,建立了系统、完善的核安全法规标准,并保持与国际先进安全标准同步。

二是国家核安全局对核电厂实行分阶段的行政许可制度。对厂址选择、建造、装料、运行和退役等各阶段,核电厂只有在得到相关许可后,才能开展下一阶段工作。

三是开展严格的核安全技术审查。核电厂安全重要构筑物、系统、设备的设计必须经过国家核安全局的技术审评及独立计算校核。只有确认满足相关法规标准要求后,国家核安全局才颁发相应行政许可。

四是国家核安全局对核电厂的设计、制造、建设、调试、运行直至退役等活动进行全过程的监督。

五是对核设施营运单位执行严格的核安全报告制度,包括建造阶段和运行阶段的定期报告、事件报告和重要活动通告等。

此外,为确保核电厂建造的质量,对民用核安全设备设计、制造、安装或者无损检验等活动实行监管,国家核安全局还根据中国国情,建立了核安全设备活动许可证制度,对民用核安全设备及相关活动实行许可制度,包括境内活动单位许可证制度、境外活动单位注册证制度、特种人员(无损检验、焊接)资格管理制度以及进口设备安全检验制度。

为进一步加强对民用核安全设备监督管理,国家核安全局及其派出机构参照国内核设施现场监督经验,并结合民用核安全设备监督特点,逐步建立了民用核安全设备驻厂监督制度。对于核安全设备设计、制造、安装或无损检验中出现的重大质量问题,环境保护部(国家核安全局)及时组织技术评审组进行技术评审,并形成最终的重大质量问题审评意见。

近20年的核安全监管实践证明,国家核安全局所实施的核安全设备行政许可管理制度是行之有效的。这种管理方式不仅对保证国内民用核设施的安全运行起到了保驾护航的作用,同时也促进了国内民用核安全设备设计、制造、安装和无损检验单位管理水平的提高和技术改进步伐的加快。

国家核安全监管的有效性

我国核电厂在其各个阶段始终处于国家核安全局的严格监管之下,包括:

(1)核电厂前期准备

核电厂营运单位完成厂址普选和初步可行性研究报告,开展预选厂址的地形测量、水文勘测、地质地震、岩土工程、人口分布、气象海域、水土保持等专题研究并确定优选厂址之后,由核电企业和地方政府向国家有关部门上报申请开展前期工作的文件。经国家有关部门审查同意后,开展前期工作。

对于正在进行前期工作的拟建核电厂预选厂址,国家核安全局通过遥感卫星实时监控、定期现场巡查等多种手段进行监督,防止未经批准开展厂地平整或超范围施工。

(2)核电厂厂址选择

国家核安全局对核电厂营运单位提交的《核电厂厂址安全分析报告》和《核电厂环境影响报告书(选址阶段)》进行技术审评,从安全和环境影响方面审查确认所选厂址满足有关的法规和标准规范要求。在获得国家核安全局发放的《核电厂厂址选择审查意见书》后,核电厂营运单位方可进行厂址平整和建造施工准备工作。在此期间,国家核安全局还要对厂址地基状况等进行监督检查。

(3)核电厂建造

核电厂主体厂房施工,即开展核岛基础混凝土浇注,标志着核电厂开始建造。在此之前,核电厂必须向国家核安全局提交《核电厂初步安全分析报告》及《核电厂环境影响报告书(建造阶段)》等技术文件,国家核安全局对核电厂安全重要构筑物、系统、设备等设计进行审评,以确认核电厂的设计符合核安全和环境保护的要求。

国家核安全局根据技术审评意见以及国务院项目核准意见,颁发《核电厂建造许可证》。核电厂取得建造许可证后,方可浇注核岛基础的第一罐混凝土。

建造期间,国家核安全局现场监督人员对土建施工、系统与设备安装、冷态和热态调试、装料前准备等活动进行全过程监督,并对核电厂出现的各类安全质量问题进行技术审评,提出要求。通过建造阶段的审评和监督,确保核电厂的建造质量。

(4)核电厂首次装料

首次装料指核电厂第一次装载核燃料,此后核电厂才具有真正的核风险。首次装料是运行的开始。

国家核安全局在核电厂首次装料前对营运单位提交的《核电厂环境影响报告书(运行阶段)》《核电厂最终安全分析报告》、调试结果等进行技术审评,内容包括安全分析、环境影响、调试、役前检查、操纵员执照、应急计划等方面。经确认满足安全要求后,国家核安全局颁发《核电厂首次装料批准书》,核电厂才可装载核燃料。

国家核安全局及其派出机构对调试和装料活动实施全过程监督,包括核电厂各系统、设备的调试活动、调试运行规章程序准备情况、人员准备情况等,并选择部分调试试验进行专项见证。只有在按计划完成必需的全部调试试验并经审评监督认可后,核电厂才可以实施反应堆临界活动和提升功率。

(5)核电厂运行

核电厂经过至少一年的试运行后,营运单位向国家核安全局提出运行许可证申请。国家核安全局对核电厂试运行情况开展技术审评,经确认满足安全要求后,向核电厂营运单位颁发《核电厂运行许可证》,核电厂方可正式运行。在核电厂几十年的运行寿期内,国家核安全局地区监督站派遣监督员常驻核电厂现场,对核电厂的运行状况、运行活动等实施24小时的监督,对监督中发现的核电厂异常状况和违反运行规程的情况,提出核安全要求或必要时采取执法行动,保证核电厂运行安全。

《综合安全检查报告》指出,核电厂的建设和运行是时间跨度长、活动复杂的系统工程,核电厂的核安全监管是制度严密、程序严格的行政管理工作。多年来的实践表明,我国核安全监管是有效的,核安全得到了保障。

我国核电安全业绩

截至目前,我国大陆地区已经投入运行的15台核电机组安全业绩良好,迄今未发生国际核事件分级表2 级及以上事件和事故,也未发生过对人员或环境造成污染和危害的事件。多年的监测结果表明,核电厂气态和液态流出物排放远低于国家标准限值,核电厂周围辐射环境没有因为核电厂运行而改变。根据世界核运营者组织(WANO)主要性能指标,我国运行核电机组普遍处于国际较好水平,部分机组达到国际先进水平,有些机组名列前茅。

相对于国际上大量正在运行的核电机组,我国的核电厂从设计、建造和管理汲取了世界各国几十年的经验,其安全水平是比较高的。这是因为:

一是我国的核安全法规标准建立之时,国际上已积累了相当丰富的经验,国际原子能机构已制定了系统成熟的安全标准可供参考。我国的法规正是参考国际原子能机构的安全标准体系建立的,其安全要求与国际先进标准一致。

二是我国核工业起步于上世纪50年代初期,经过多年的积累,到上世纪80年代中期核电事业起步之时,已经具备了较为完整的核工业体系,形成了比较齐全的技术和人才储备。

三是我国核电厂在设计、建造和管理过程中比较全面地汲取了国外几十年积累的经验,核电厂的设计更加先进,成熟,设备制造执行了更严格的核工业标准和质量保证要求,设备质量更高。

四是我国核电厂在运行管理中始终贯彻“安全第一”的原则,建立了有效的质量保证体系;全行业积极倡导和培育核安全文化,从业者从思想和行动上将安全置于优先地位。同时,在核电厂运行过程中,不断汲取国内外的经验教训,对发现的问题实施改进,持续提高。

五是国家核安全局对核电厂实施着严格的技术审评和全过程的现场监督,对重要核活动实施严格的许可证管理制度。

(一)我国未来核安全何去何从?

人类生活中处处有风险,比如交通事故、医疗事故、食品中毒、谋杀、火灾等,所有的这些事情构成了人在社会上的总风险。核电安全要求是建立核电安全风险与社会总风险比较基础上的。目前世界上比较容易理解且普遍接受的核电厂的安全目标是“两个千分之一”:

1)反应堆事故对核电厂附近的个人或居民群体可能产生的急性死亡风险,不应超过由于其他事故而普遍受到的急性死亡风险的0.1%;

2)反应堆事故对核电厂附近的个人或居民群体可能产生的晚期(癌症)死亡风险,不应超过由于其他原因产生的癌症风险的0.1%。

由此可以看出,同时也有大量的科学数据表明,在能源领域中,核电的风险应该是最低,或者是最低之一。实际上福岛核事故也证明了这一点,至今没有人员由于福岛核事故引起的辐射而导致死亡,仅有6名工作人员所受辐射剂量超过了规定限值,但预计也不会对身体健康造成严重伤害。虽然福岛核事故证明了核电厂仍满足“两个千分之一”的安全目标,但是,福岛核事故形成了社会的心理恐慌,带来了环境的放射性污染,造成了严重的经济损失,严重影响了公众的日常生活,这样的灾难发生,是任何一个社会所不能接受的。

人们意识到需要从国家核电发展战略、核安全监管、核事故应急和环境辐射监测等多方面深入总结经验和教训并开展经验反馈,建立健全安全保障措施,以确保核安全。

我国未来核安全的走向是人们最为关心的。《核安全规划》中指出,坚持“安全第一、质量第一”的根本方针,以法规标准为准绳,以科技进步为先导,以基础能力为支撑,进一步明确责任,优化机制,严格管理,持续改进,消除隐患,不断提高我国核安全与放射性污染防治水平,确保核安全、环境安全和公众健康,推动核能与核技术利用事业安全、健康、可持续发展。

《核安全规划》在核电安全水平、事故防御及安全监督方面提出了具体目标:(一)运行核电机组安全性能指标保持在良好状态,避免发生2级事件,确保不发生3级及以上事件和事故;新建核电机组具备较完善的严重事故预防和缓解措施,每堆年发生严重堆芯损坏事件的概率低于十万分之一,每堆年发生大量放射性物质释放事件的概率低于百万分之一。(二)在事故防御方面,完成运行和在建核电厂的安全改造,提高核电厂抵御外部事件、预防和缓解严重事故的能力。(三)基本建成国家核与辐射安全监管技术研发基地,构建监管技术支撑平台,初步具备相对独立、较为完整的安全分析评价、校核计算和实验验证能力。

同时,《核安全规划》提出了核安全的2020年远景目标:运行和在建核设施安全水平持续提高,“十三五”及以后新建核电机组力争实现从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性。全面建成国家核与辐射安全监管技术研发基地和全国辐射环境监测体系。形成功能齐全、反应灵敏、运转高效的核与辐射事故应急响应体系。到2020年,核电安全保持国际先进水平,核安全与放射性污染防治水平全面提升,辐射环境质量保持良好。

所谓的“从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性”,就是说,即使由于极端事件导致核电厂发生了堆芯熔化的严重事故,放射性不会大量释放到环境,事故影响范围不会超出核电厂厂区范围。虽然“实际消除大量放射性释放”这一观点以前也有,但其内涵和目的发生了实质性变化,这是中国政府在吸取福岛经验教训、深刻认识核安全特性(即核能行业相比其他行业特别突出的技术的复杂性、事故的突发性、处理的艰难性、后果的严重性、社会的敏感性)的基础上、在探索核安全发展新道路方面作出的创新之举,目的在于进一步提高核电安全水平,重塑公众对核电安全的信心。我们正在为此开展相关的研究工作,为编制相关的核安全要求奠定基础。

《核安全规划》同时规定了8条保障措施,即健全法规标准,夯实安全基础;优化管理机制,提升管控效率;完善政策制度,弥补薄弱环节;培育安全文化,提高责任意识;加快人才培养,促进均衡流动;加强国际合作,借鉴先进经验;深化公众参与,增强社会信心;加大经费投入,落实资金保障。

我们认为,核电厂安全水平的进一步提升,是社会发展的必然要求。随着社会文明的进步,公众对安全的要求愈发提高,社会总风险逐步降低,对核能和核技术利用的安全要求将有所提高。核能本身的发展,也为进一步提高安全性创造了条件,随着各类实验和计算手段的逐步完善以及反应堆运行经验的积累,为提高安全性奠定了认识基础。

我国未来的核能,可以考虑在确保经济性的条件下,采用“合理可行尽量高”的安全目标原则。可以将目前所提到的安全目标作为最低要求,将“合理可行尽量高”的原则作为核安全持续改进的基础。

如何理解核电“绝对安全”

福岛核事故的发生,冲击了人们原有的核安全观念,促使人们重新思考一些古老的核安全命题,也促使人们重新衡量核电设计安全标准,进一步思考极低概率外部事件及其叠加对安全的影响。可以说,在充分汲取福岛核事故经验教训的基础上,未来核电安全水平将更上一层楼。

但我们必须认识到,人类生活中处处有风险。人类必须与风险共存,这是个世界观问题。从科学的角度讲,不可能消除风险,只能控制风险,把它控制在一个可以接受的水平。对于安全,它实际上是利益和代价之间的平衡。就是它带给人的意义足够大,同时带给你的代价可承受。前文已经阐述过,核电是中国发展中必然的一个选择。大量的科学数据表明,在能源领域中,核电的风险应该是最低,或者是最低之一。所以,从利益与风险比较的角度看,核电应该是一个较好的选择。

《核安全规划》提出了核安全的2020年远景目标:运行和在建核设施安全水平持续提高,“十三五”及以后新建核电机组力争实现从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性。所谓的“从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性”,就是说,即使由于极端事件导致核电厂发生了堆芯熔化的严重事故,放射性不会大量释放到环境,事故影响范围不会超出核电厂厂区范围。这也就意味着核电事故不可能完全消除,但即使发生导致堆芯熔化的核电厂严重事故,主要造成的是核电厂经济损失,而不会对周围环境和居民生活造成影响,这是我们对核电“绝对安全”的一种理解和解决途径。

福岛核事故已经过去一年多了,它在人类核能史上留下了重重的一笔,但它并不能阻碍人类和平开发和利用核能的脚步。我国将在确保安全的基础上高效、可持续发展核电。