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上世纪50年代,世界各国开始发展核电,到2011年,全世界已建成投入运行的核电机组440多台,在建67台。极大地缓解了世界能源紧张问题,也大大降低了二氧化碳排放。法国核电占总发电量78%,部分出口到欧洲;韩国核电占40%;美国、日本占近30%;世界核电约占总发电量16%。这么多的核电,有的已经运行了40多年,只要按操作规程严格管理,都能做到安全发电。
我国的核电,包括我们用自主技术设计和制造的30万千瓦机组,也已运行了20多年,做到了不出事故,安全运行。所以说,核电是安全的,我国已运行和在建的核电安全是有保证的。
几十年来,世界核电出过3次大事故,他们是美国的三里岛、前苏联的切尔诺贝利及日本的福岛。前两次都是因为管理不当,操作严重失误造成的;第三次的日本福岛事故,是因为9级地震引发的大海啸,14米高的海浪破坏了应急电源,再加上处理不当而造成的。
三里岛在美国的宾夕法尼亚州,事故的原因是二回路给水泵发生故障而停运,造成了一个失去主给水运行事件,失去主给水后,一回路压力升高,迫使反应堆自动停堆,自动启动了应急给水泵,但因前些时候检修时,误关了全部应急给水管道的阀门,进而形成失去全部给水事件。这种情况下,堆芯压力继续升高,造成稳压器泄压阀开启,但当压力降到整定值后,泄压阀却因故障卡在开启位置,导致一回路出现小破口,并演变成为堆芯裸露,堆芯上部三分之一严重损坏,放射性物质外泄。但由于电站设计了密封性良好的安全壳,封住了放射性物质向大气中的扩散,没有造成大的人员伤亡和环境破坏。事故发生后,核电发展受挫,核电界深刻反思,提出了进一步提高设计安全标准,包括防止人因事故,即操作失误等人为因素导致的事故。欧美各国为此致力于开发第三代更安全的核电技术。
切尔诺贝利核电站在前苏联的乌克兰地区,设计容量为100万千瓦。按计划停堆进行检修之前,汽轮发电机组进行甩负荷试验,试验规定应在反应堆热功率700~1000兆瓦时进行,而实际堆功率只有200兆瓦就强行进行,这时反应堆实际上已进入不稳定和不可控状态。在试验时并解除了堆芯应急备用系统,最终发生了堆芯熔化和爆炸。由于该核电站没有建安全壳,放射性物质扩散到大气,造成了最严重的事故。在事后进行的详细分析中,发现这类石墨沸水反应堆存在先天的缺陷,现已逐步退出运行。
日本福岛第一核电站,2011年3月11日遭遇9级大地震,震后电厂基本功能都还存在:自动关闭核电站运行,自动启动应急电源。但随后由大地震引发的大海啸破坏了电厂的应急电源,从这时算起,两天的时间,电厂没有及时采取措施向需要冷却的反应堆供水,这样造成反应堆熔毁,放射性物质外泄,造成全世界第二大核污染事故。福岛核电站事故是天灾加人祸。
距离福岛第一核电站8千米处,建有第二核电站。由于该核电站防波堤高,在这次自然灾难中没有受到大的损坏。其实在地震发生前,专家们已提出增高第一核电站的防波堤,有关方面也同意了,但还没有做就发生了大地震和海啸。福岛核电站的这次事故,也反证了核电站的抗震能力。第三代核电站,我国正在用引进技术建设4台AP1000。它的安全系数比第二代核电技术高100倍,它有新的设计思想,巧妙利用各种自然力,如重力、蒸发、循环、对流、膨胀等,可在核岛系统万一出现异常的情况下,利用相应的自然力实现非能动安全停堆和系统冷却,能实现在72小时内不需要操作人员干预,自行维护核电站的安全。
1989年,我在加拿大参加世界能源大会时,美国西屋公司专门派一位副总裁,带着模型和几位专家来向我介绍第三代核电站,我很用心地听了一上午,中间也提出一些问题,听完后,那位副总裁问我有什么看法,当时我说了3句话:“我对此技术非常感兴趣;没有看到什么高新技术,堆芯是成熟技术;确实有许多新思想。”如把机械通风改为自然通风,大大简化了系统,这不能说是什么高新技术,只能说是新思想。在安全壳上面建一个水池,当反应堆缺水和温度升高时水自动流下来,这个想法非常好,但也算不了什么新技术。还有把循环泵直接安装在蒸汽发生器上,节约了管道和阀门等。诸如此类的巧妙思想,使核电站大大简化,减少了50%的阀门、35%的水泵、80%的管道、45%的抗震构筑物和70%的电缆。第三代比第二代确实有很大的改进,国家决定不再建造第二代,只建第三代,而且要成批生产,这是非常正确的。
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