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太贵?不安全? 地下核电站和常规核电站相比有哪些特点

北极星电力网新闻中心  来源:核电周刊    2018/4/16 8:40:27  我要投稿  
所属频道: 核电   关键词: 地下核电站 核电站 核能发电

北极星核电网讯:地下核电站是将若干座核反应堆及其控制系统、乏燃料贮存设施与处置库共同置于地下或部分掩埋于地下的核能联合体。

(来源:核电周刊)

它在世界范围来看,并不是什么新鲜的玩法。

自上世纪50年代第一座地面核电站由苏联建成以来,随着国际冷战日趋紧张,为提高核电设施的安全性,世界上大多数拥核国家都开展过地下核电站研究,其中包括苏联、美国、西德、法国、瑞士、日本、加拿大、挪威和瑞典等。

1958年前苏联在西伯利亚地区克拉斯诺雅尔斯克(Krasnoyarsk)附近的“K-26设施”一一现称作热列兹诺戈尔斯克(Zheleznogorsk)一一中建造了三座地下钚生产堆中的第一座,标志着人类建成了第一座地下核电站。

20世纪70年代,美国、加拿大、日本及其他国家研究了地下核电厂概念,研究以己有的1000MWe轻水堆或加拿大的850MWe坎杜堆(CANDU)设计为基础,涵盖了技术可行性、成本和安全性分析。有些研究曾将反应堆或透平发电机及其他发电部件安装在挖好的岩洞中。

上世纪50~80年代全世界范围内曾系统开展过地下核电站研究机构至少有以下几个:

一、苏联原子能科学院、全苏热工研究所

二、美国加利福尼亚州能源委员会、加州理工学院

三、西德内政部、西德于希利核研究中心

四、日本贸易与工业省、国立电力工业中心研究所

五、瑞士联邦核反应堆研究所

六、加拿大安大略水电公司

在国内,在地下建设核电站,这看上去有些异想天开。但对国内支持者来说,这种做法“能为中国未来的核电发展和拓展内陆核电厂址资源开辟一条新途径”。

早在两年前,“核电站反应堆及带放射性的辅助厂房置于地下的可行性研究”已经通过中国工程院组织的结题验收。

甚至有建议,下一步可以申请国家立项,针对具体厂址深入开展地下核电站示范工程实验研究和前期工作。

但一些资深的核电专家在接受本报采访时表示,在地下建设核电站是一项极其复杂和困难的工程,这在“根本上是行不通的”。

过去几年,核动力院与长江设计院提出了具有自主知识产权的中国60万千瓦级地下核电站总体技术方案,并针对该方案完成了厂址选择、厂房布局、地下洞室群稳定性、生态环境影响、全寿期安全性分析评价和经济性分析等可行性研究工作。

作为项目的主要发起人之一,中国工程院院士、原能源部副部长陆佑楣曾公开表示,地下核电站的构想可谓前卫,但并不是异想天开。

陆佑楣在之前接受专访时说,可以“考虑改变核电站的布置形式,把反应堆置于地下(山体内),岩体可以增加一道抗辐射泄漏的屏障,我国有很多崇山峻岭,把核电站选在远离居民区的大山里,可增加内陆核电站的站址资源,这一设想正在积极的研究和可行性论证中”。

他表示,世界上拥有核电站的国家,之所以目前还没有地下核电站,是因为这些国家地广人稀。但在中国则不同,中国大约七成的领土都是山。

按照“核电站反应堆及带放射性的辅助厂房置于地下的可行性研究”的设想,可以把核电站的安全壳及其相伴的安全厂房放入山体内部,汽轮发电机放在地面。如果山体地质的条件足够好,甚至连汽轮发电机也能一齐放入山中。

这个假设的灵感源于水电。陆佑楣曾说:“现在水电站的厂房大部分置于地下,水电的单机容量很大,尺寸完全可以容纳第三代核电机组。”

他向本报表示,中国煤炭过度燃烧,必然要排放大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等有害废气和可吸入颗粒物,严重地影响了环境保护,对人类健康生存造成危害。在各种电力能源的结构中,应更多开发可再生能源及清洁的核电,增加这一部分电力的比重,把煤炭的消耗降下来。

基于这种考虑,他认为中国应该多利用清洁的核电。陆佑楣说,核能是高密度的能源,但中国核能的利用率太低了,而加快核电建设则具有改善国内电力结构、保护环境的重要意义。

项目的另一个主要发起人,中国工程院院士、核反应堆及核电工程专家叶奇蓁此前对媒体说,地下也是一种资源,所以有了水核共建的想法。

他表示,水核共建优势是水电站有水有电,并且可以省去修路等基础设施建设,同时可以把核电作为基本负荷,水电作为调节负荷,从而实现优势互补。

太贵?不安全?

但和常规的地面核电站相比,地下核电站需要增加一定的成本。叶奇蓁说,“这也是专家们的分歧所在”。

陆佑楣表示,开建地下厂房必然会增加土建施工投入,值不值得把反应堆置于地下,关键要看投入会增加多少,所产生的综合效益能否弥补额外投入。他说,大量类似工程计算出的综合数据显示,地下洞室每立方米土建工程造价约在600元至1500元,仅占整体建设成本的3.6%。

不过,一位不愿透露姓名的资深核电专家表示,在地下建设核电站,其价格将是天价。“这是不可能的事情。”他说,“地下核电站太复杂了,这和常规的大型水电站有很大的区别。”经济性被视为建设核电站时遇到的首要杀手。

和常规的核电站一样,地下核电站亦将面临地震、岩石结构、地下水等诸多难题。

针对2012年9月长江勘测规划设计研究有限责任公司和核动力院编制的《大型地下核电厂建设可行性报告》,专家评审称,这是国内首次对大型地下核电厂建设进行的系统研究,现有的地下工程实践和技术水平完全可以满足地下核电建设的要求,地下核电因将核岛置于山体岩洞内,增加了山体岩洞屏障,提高了电厂抵御飞射物、恐怖袭击、台风、海啸等外部事件的能力,同时也增强了放射性的辐射防护能力。

“从核电站的特点和安全性来说,我认为,(在地下建设核电站)很难得到国家核电主管部门的同意。”另一位受访的资深核电专家说,“地下核电站现在还没有拿到正式的议程上来讨论呢。”

这两名不愿透露姓名的核电专家均表示,目前,世界上其他拥有核电站的国家都没有做地下核电站的打算。“原因很简单,在地下建核电站不仅没有经济性,而且在安全性上很难得到保障。”一位核电专家表示,“美国曾经有过这样的打算,但最后还是放弃了。”

支持在地下建设核电站的人士认为,中国可以把高温气冷堆用以地下核电站的建设。高温气冷堆被视为一种具有良好安全特性的堆型。

2013年年初报道说,中国首座地下核电站预计2017年发电。报道称,由中核与清华大学共同出资组建的中核能源科技有限公司已启动了装机容量较小的(60万千瓦)高温气冷堆建设。该项目曾计划于2014年开工。

但现在看来这已经不可能了。一位核电知情者表示,由于地下核电站的工程太过复杂,最后必定导致造价太高和存在各种安全隐患,使得在地下建设核电站的做法变得异常困难。

原标题:还有地下核电站?

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