核電安全嚴(yán)格到苛刻 細(xì)化到極致

　　備受關(guān)注的中國(guó)從美國(guó)引進(jìn)三代核電AP1000全球首堆——三門核電站1號(hào)機(jī)組，目前正在熱試中，計(jì)劃今年上半年并網(wǎng)發(fā)電。這比其原工程節(jié)點(diǎn)，整整延誤了3年多。

　　為了一塊銹跡的“小題大做”

　　針對(duì)公眾疑慮的這一延誤，國(guó)家電投董事長(zhǎng)王炳華透露，反應(yīng)堆冷卻劑屏蔽主泵研制，是“影響工期的最大難題”。

　　2012年5月，主泵的工程與耐久性試驗(yàn)在美國(guó)EMD工廠內(nèi)完成后，有兩臺(tái)發(fā)往三門，用于電站調(diào)試；2013年7月，后續(xù)產(chǎn)品出廠試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一些銹蝕，EMD按規(guī)定第一時(shí)間上報(bào)給中國(guó)國(guó)家核安全局駐廠站。本來，這點(diǎn)小問題對(duì)主泵的穩(wěn)態(tài)工況毫無影響，完全可支持電站調(diào)試（畢竟只是調(diào)試）；時(shí)任國(guó)家核電技術(shù)公司董事長(zhǎng)王炳華卻表示，“小問題也不能容忍”，果斷要求作根本原因分析，并再做一次整機(jī)的工程與耐久性試驗(yàn)。

　　這意味著主泵在核電站各種運(yùn)行工況下成功運(yùn)行1600多個(gè)小時(shí)，包括600多個(gè)啟停循環(huán)，均需推倒重來，工期、成本以及來自社會(huì)各界的壓力巨大。但為了一個(gè)“完美的主泵”，這樣的“小題大做”是必須、必行和必然。

　　這不是一個(gè)特例。

　　現(xiàn)實(shí)中，在核電設(shè)備制造環(huán)節(jié)，除了這些數(shù)不清的測(cè)試、試驗(yàn)、驗(yàn)證，還有一套被稱為“合格性文件”的全過程制造記錄：大到反應(yīng)堆壓力容器、穩(wěn)壓器、主泵，小到一個(gè)封頭、一支螺栓、一顆螺絲釘，在它們成為產(chǎn)品的每一節(jié)點(diǎn)，都有詳盡的記錄，以保證其制造全過程都可追溯。常常是，廠家發(fā)出的貨本身只裝了一小箱，而跟隨它的“合格性文件”卻得用汽車才能運(yùn)走。

　　核安全為什么被稱為工業(yè)領(lǐng)域最高級(jí)別的安全？這，是答案的一部分。

　　“從頭到尾暴露在陽光下”

　　事實(shí)上，如此高級(jí)別的安全，是由一個(gè)事無巨細(xì)、無所不包的完整體系保證，它包括：“蠻不講理”的監(jiān)管、“不惜代價(jià)”的安全設(shè)計(jì)|無孔不入的核安全文化、“無條件順從”的安全程序、“嚴(yán)格到苛刻、細(xì)化到極致”的安全質(zhì)量管控，等等。這些，業(yè)界天天在做，習(xí)以為常；常人知之甚少，甚至一無所知。公眾“疑核”，根亦在此。

　　“核能從頭腦里的一個(gè)想法變成現(xiàn)實(shí)”，其間要經(jīng)過多少道安全審查，每一道審查都意味著什么，“這么多年都是被審查對(duì)象”的清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院院長(zhǎng)張作義“深知它的厲害”。

　　用他的話來講：“搞核能的特別辛苦，因?yàn)楸仨殢念^到尾暴露在陽光之下。”“陽光”指的就是核安全局監(jiān)管。

　　“對(duì)核安全局而言，我不管你反應(yīng)堆建成建不成，什么時(shí)候建成，我的責(zé)任是保護(hù)公眾。”所以在業(yè)界看來，“跟核安全局沒有道理可講，因?yàn)樗鍪潞芎?jiǎn)單，他所做的每一件事，都有一本厚厚的法規(guī)作依據(jù)，而這些法規(guī)是從美國(guó)、從全世界吸納過來的”。我們國(guó)家在管理上完全跟國(guó)際接軌，最早是核安全監(jiān)管。整個(gè)系統(tǒng)，從法規(guī)，到標(biāo)準(zhǔn)、審查步驟，全部向美國(guó)核管會(huì)（NRC）看齊。

　　張作義舉例說，高溫堆安全許可證審查時(shí)，核安全局一共提了2000多個(gè)問題。而且，“問題沒有任何邊界，他可以隨便亂問，但你回答就不能隨便亂說了”——必須書面作答，而且得有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。“回答他一個(gè)問題，比我們寫篇論文發(fā)表在國(guó)際刊物上還要費(fèi)勁。”

　　“沒有最安全，只有更安全”

　　國(guó)核技專家委員會(huì)委員林誠(chéng)格談到，業(yè)界面對(duì)“反核”人士時(shí)，對(duì)方說得最多的就是“萬一”，反映出一種對(duì)極端事故及其后果的擔(dān)憂。

　　其實(shí)，業(yè)界考慮的極端狀況，是常人所說“萬一”的“萬一”。

　　對(duì)應(yīng)美國(guó)核管會(huì)要求，概言之，二代核電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為，反應(yīng)堆堆芯熔化事故概率小于10的負(fù)4次方／堆·年，大規(guī)模放射性釋放概率小于10的負(fù)5次方／堆·年，意味著前者10萬年一遇，后者100萬年一遇；三代核電，則在此基礎(chǔ)上各提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，意味著大規(guī)模放射性釋放概率小于千萬年一遇，“跟隕石砸中腦袋差不多”。

　　體現(xiàn)的設(shè)計(jì)理念是，既然100%的安全是不存在的，那么，剩下能做的只有一件事——盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)。從被稱為原型堆的第一代核電，到具有系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化、批量化的第二代或二代+（即二代改進(jìn)型）核電，再到在二代基礎(chǔ)上總結(jié)提高的第三代核電，實(shí)質(zhì)就是在做這件事：“沒有最安全，只有更安全”。

　　核電站安全控制千頭萬緒，張作義歸結(jié)為“三大關(guān)鍵問題”：防止功率失控增長(zhǎng)、載出剩余發(fā)熱、放射性物質(zhì)的包容。說白了就是，盡可能防止極端事故堆芯熔化的發(fā)生（溫度控制是關(guān)鍵）；即使發(fā)生，也不讓放射性外泄。

　　國(guó)家電投中央研究院副院長(zhǎng)、國(guó)家科技重大專項(xiàng)大型先進(jìn)壓水堆“核電關(guān)鍵設(shè)計(jì)軟件自主化技術(shù)研究”首席科學(xué)家楊燕華則簡(jiǎn)化為兩點(diǎn)：廠房?jī)?nèi)，事故條件下反應(yīng)堆堆芯熔化的可能性；廠房外，大規(guī)模放射性釋放的可能性。

　　能不能根本不讓事故發(fā)生？

　　具有第四代特征的“球床模塊式高溫氣冷堆”技術(shù)，在張作義看來，其設(shè)計(jì)圓滿解決了核安全的三大關(guān)鍵問題。采用低的功率密度，不需要輔助的安全系統(tǒng)；這種系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)依賴物理過程，可以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，是一種固有的安全特性，不會(huì)發(fā)生堆芯融化事故或大量放射性釋放事故。楊燕華把它總結(jié)為“以往核電站安全設(shè)計(jì)是盡可能降低事故發(fā)生的概率，而高溫氣冷堆做到了根本不讓它發(fā)生”。這已經(jīng)無限接近絕對(duì)安全的幻想了。

　　驗(yàn)證這樣一套安全理念和標(biāo)準(zhǔn)是否真能成立，需要專門的安全分析軟件。楊燕華介紹，國(guó)家電投去年發(fā)布首個(gè)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核電軟件COSINE，即核反應(yīng)堆堆芯物理、熱工和系統(tǒng)安全分析一體化軟件包，它最終指向一點(diǎn)：核電站所有部件在多大的功率、壓力、溫度下是能承受住的。

　　現(xiàn)實(shí)中，核電站不可能真的嘗試功率、壓力、溫度達(dá)到極值下的承受力，只能通過工具（模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)臺(tái)架數(shù)據(jù)）來驗(yàn)證。以概率安全分析（PSA）程序?yàn)槔核押穗娬舅邢到y(tǒng)分成最小部件，按“3C黃金守則”（即功率可控、熱量可降、放射性可包容）計(jì)算它們每一個(gè)的失效概率，最后得出“頂層結(jié)論”：反應(yīng)堆會(huì)否熔穿，放射性會(huì)否跑出壓力容器，等等，以及建立在此基礎(chǔ)上的60年壽期預(yù)期。

　　無所不用其極的安全細(xì)節(jié)

　　在建造施工環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)以上安全理念、標(biāo)準(zhǔn)的手段，可謂無所不用其極。

　　以具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的華龍一號(hào)全球首堆福清核電站5號(hào)機(jī)組為例。記者曾在現(xiàn)場(chǎng)看到，跟毗鄰的采用二代改進(jìn)堆型（M310）的1至4號(hào)機(jī)組相比，5號(hào)機(jī)組的核島廠房明顯大了一號(hào)，這緣于成倍數(shù)高出的工料、工時(shí)投入，主要用在了“多重冗余的安全系統(tǒng)”，目的只有一個(gè)：讓華龍一號(hào)更安全。

　　記者還注意到5號(hào)機(jī)組這樣一個(gè)細(xì)節(jié)：燃料廠房最外層防護(hù)結(jié)構(gòu)每一根鋼筋的接頭處，都多出一圈普通鋼筋所沒有的套筒。施工方解釋，這一小小的進(jìn)口套筒，使得采用APC売的防護(hù)結(jié)構(gòu)，能承受商用大飛機(jī)加載應(yīng)變率1.0／秒的瞬間沖擊，在受損后還可修復(fù)完善；電氣廠房、反應(yīng)堆廠房也采用相同配置。

　　而高溫氣冷堆對(duì)包覆顆粒燃料的絕妙設(shè)計(jì)，是其“本質(zhì)安全”的另一基石。張作義表示，這種“無論如何不會(huì)被燒壞”的燃料顆粒，決定了高溫氣冷堆“在任何情況下”都不會(huì)有放射性泄漏的可能。

　　2012年，中國(guó)完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料元件由國(guó)際權(quán)威的荷蘭核研究咨詢機(jī)構(gòu)PETTEN進(jìn)行輻照檢測(cè)試驗(yàn)，結(jié)果裂變氣體釋放率維持在10的負(fù)9次方水平，遠(yuǎn)優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也明顯優(yōu)于其他國(guó)家同類元件。據(jù)悉，該燃料元件即將應(yīng)用于石島灣200兆瓦高溫氣冷堆示范電站。（記者 瞿 劍）