在今年全國(guó)兩會(huì)上，為安全、高效地推進(jìn)小型反應(yīng)堆(以下簡(jiǎn)稱“小堆”)發(fā)展，錢天林、萬鋼等多位政協(xié)委員向大會(huì)聯(lián)名提交了提案，針對(duì)如何在未來科學(xué)、合理地確定小堆應(yīng)急計(jì)劃區(qū)和規(guī)劃限制區(qū)等，提出了看法和建議。
核能供熱環(huán)境效益顯著
小型反應(yīng)堆逐步走進(jìn)人們視野
核能作為一種安全、清潔的能源，利用其為區(qū)域供熱在我國(guó)已有成功實(shí)踐。以低溫供熱堆為代表的小型反應(yīng)堆，正逐步走進(jìn)人們的視野。
2017年11月28日，位于北京郊區(qū)的中國(guó)原子能研究院院內(nèi)，中核集團(tuán)的一場(chǎng)發(fā)布會(huì)正在舉辦，現(xiàn)場(chǎng)人聲鼎沸。此次發(fā)布會(huì)的主角就是可用來實(shí)現(xiàn)區(qū)域供熱的“燕龍”低溫供熱堆。同日，供熱演示項(xiàng)目在中國(guó)原子能科學(xué)研究院?jiǎn)?dòng)，實(shí)現(xiàn)了安全供熱滿168小時(shí)，具備為原子能院部分辦公樓供熱(原子能院區(qū)兩座辦公樓和一座49-2堆廠房，總體供熱面積約1萬平方米)、功能演示及實(shí)操培訓(xùn)等能力。
據(jù)了解，“燕龍”低溫供熱堆是一座游泳池式反應(yīng)堆，堆芯上方的覆蓋水層可以很好地屏蔽放射性物質(zhì)，其提供的靜壓力又可以提高堆芯出口水溫以滿足供熱要求。熱量通過兩級(jí)熱交換傳遞給供熱回路，再通過熱網(wǎng)將熱量輸送給千家萬戶。經(jīng)測(cè)算，一座400MW(1MW=1000KW)的“燕龍”低溫供熱堆，供暖建筑面積可達(dá)約2000萬平方米。
“燕龍”低溫供熱堆正是小堆的一種。在我國(guó)，小堆的設(shè)計(jì)研發(fā)近年來得到推進(jìn)。全國(guó)政協(xié)委員錢天林、萬鋼等在提案中指出，我國(guó)各大核電集團(tuán)、高校和科研院所設(shè)計(jì)了多種小堆方案。中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆已實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，石島灣高溫氣冷堆示范工程期望在2018年實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，多用途模塊化小型壓水堆ACP100設(shè)計(jì)通過IAEA通用安全審查，示范工程預(yù)計(jì)在2020年建成投產(chǎn)，行波堆TWR-300、浮動(dòng)堆等相關(guān)工作也在穩(wěn)步推進(jìn)。
據(jù)錢天林介紹，與大型反應(yīng)堆(以下簡(jiǎn)稱“大堆”)相比，小堆有更高的安全性、更短的建造周期、良好的經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用的靈活性，能更好地滿足中小型電網(wǎng)分布式電源布置、城市供熱和制冷、工業(yè)工藝供熱、海水淡化等多元化應(yīng)用的需求。
“從技術(shù)上來講，小堆體積小、放射源項(xiàng)總量小，安全性更高;與傳統(tǒng)熱源相比，核能供熱幾乎不排放溫室氣體和傳統(tǒng)意義上的污染物，環(huán)境效益顯著。”一位業(yè)內(nèi)專家告訴記者。
貫徹落實(shí)《核安全法》
適時(shí)出臺(tái)配套法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系
隨著國(guó)內(nèi)小堆設(shè)計(jì)研發(fā)的推進(jìn)，相應(yīng)的安全要求的建立受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。一些專家表示，《核安全法》對(duì)核設(shè)施的選址、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行，核材料以及相關(guān)放射性廢物實(shí)行全過程、全鏈條的監(jiān)管和風(fēng)險(xiǎn)防控，對(duì)保障我國(guó)核能行業(yè)的安全、高效發(fā)展具有重要意義。《核安全法》確立了“安全第一、預(yù)防為主、責(zé)任明確、嚴(yán)格管理、縱深防御、獨(dú)立監(jiān)管、全面保障”的核安全工作原則和完備的核安全審評(píng)、許可、監(jiān)督、執(zhí)法等制度。隨著小堆設(shè)計(jì)研發(fā)的推進(jìn)，未來應(yīng)在全面貫徹落實(shí)《核安全法》的同時(shí)，逐步適時(shí)出臺(tái)配套的與小堆安全要求相關(guān)的法規(guī)以及標(biāo)準(zhǔn)體系。
據(jù)了解，大型壓水堆核動(dòng)力廠和小堆的發(fā)展對(duì)人員防護(hù)的安全目標(biāo)是相同的，但具體的要求可能會(huì)有些差異，因?yàn)樾《迅淤N近用戶的特點(diǎn)，會(huì)提出更高的安全要求。例如，國(guó)標(biāo)GB6249-2011《核動(dòng)力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定》中具體規(guī)定，核電廠周圍應(yīng)設(shè)置非居住區(qū)和規(guī)劃限制區(qū)，以反應(yīng)堆為中心，非居住區(qū)半徑不小于500m，規(guī)劃限制區(qū)半徑一般不小于5000m。這一標(biāo)準(zhǔn)適用于陸上固定式輕水或重水核電廠，其他堆型的核動(dòng)力廠參照?qǐng)?zhí)行。記者了解到，大型核電機(jī)組要求在廠址周圍劃定5000m的限制發(fā)展區(qū)，用于限制其內(nèi)人口的增長(zhǎng)和重大建設(shè)工程項(xiàng)目的發(fā)展。但小堆一般建于人口較為密集的城市周邊地區(qū)，小堆具有更好的安全性和更小的源項(xiàng)，如果仍然按照5000m的要求劃定限制發(fā)展區(qū)就很不合理。
清華大學(xué)核研院反應(yīng)堆安全室主任童節(jié)娟認(rèn)為，小堆的研發(fā)用途決定了它需要更貼近用戶。如果參照大堆5000m限制發(fā)展區(qū)，小堆的優(yōu)勢(shì)完全展現(xiàn)不出來。拿小堆供熱舉例，大量熱量將浪費(fèi)在不必要的長(zhǎng)距離傳送過程中。
類似地，以大型核電機(jī)組為目標(biāo)提出的場(chǎng)外應(yīng)急要求，對(duì)于小堆來說也不宜套用。
“從技術(shù)上來說，相比于大堆，小堆事故源項(xiàng)要顯著低，安全性更高，甚至不需要外電源和操作干預(yù)也能夠?qū)崿F(xiàn)自主停堆和余熱導(dǎo)出。這可實(shí)際消除放射性釋放甚至消除堆芯熔化，因此簡(jiǎn)化乃至最終取消場(chǎng)外應(yīng)急在技術(shù)上是可行的。”上述業(yè)內(nèi)專家告訴記者。
錢天林建議，未來應(yīng)形成可具體實(shí)施的技術(shù)準(zhǔn)則。通過多方合作，進(jìn)一步深入開展小堆事故序列分析與事故源項(xiàng)計(jì)算工作，提出針對(duì)小堆的機(jī)理性源項(xiàng);建立針對(duì)小堆嚴(yán)重事故評(píng)價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)和事故截?cái)喔怕?，以采用風(fēng)險(xiǎn)指引方法對(duì)小堆應(yīng)急計(jì)劃區(qū)進(jìn)行劃分。
建議科學(xué)設(shè)置小堆應(yīng)急計(jì)劃區(qū)和規(guī)劃限制區(qū)。根據(jù)小堆類型、廠址特征和事故可能的輻射后果，合理確定小型反應(yīng)堆應(yīng)急計(jì)劃區(qū)大小，協(xié)調(diào)確定規(guī)劃限制區(qū)，同時(shí)滿足應(yīng)急和安全審評(píng)的要求。
建議研究推進(jìn)小堆廠區(qū)、應(yīng)急計(jì)劃區(qū)和規(guī)劃限制區(qū)三區(qū)合一工作。小堆安全性好，使得實(shí)際消除大規(guī)模放射性釋放甚至消除堆芯熔化成為可能，在簡(jiǎn)化乃至最終取消場(chǎng)外應(yīng)急的情況下實(shí)現(xiàn)三區(qū)合一的可行性。
相關(guān)探索仍將繼續(xù)
不可能在短時(shí)間內(nèi)一蹴而就
我國(guó)小堆的設(shè)計(jì)研發(fā)工作在近幾年得到加速推進(jìn)，國(guó)家核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)也針對(duì)小堆的發(fā)展及時(shí)提出了相應(yīng)的審評(píng)和監(jiān)管意見。國(guó)家核安全局于2016年發(fā)布《小型壓水堆核動(dòng)力廠安全審評(píng)原則(試行)》(以下簡(jiǎn)稱《審評(píng)原則》)，為小堆的安全設(shè)計(jì)和應(yīng)急計(jì)劃提出了方向。
《審評(píng)原則》中指出：“在小型壓水堆核動(dòng)力廠中建立并保持對(duì)放射性危害的有效防御，以保護(hù)人員、社會(huì)和環(huán)境免受危害”仍然是小型壓水堆核動(dòng)力廠總的核安全目標(biāo)。小型壓水堆核動(dòng)力廠的應(yīng)急計(jì)劃可“參照國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)在“核電廠設(shè)計(jì)安全規(guī)定(NoSSR-2/1“SAFETY OF NUCLEAR POWER PLANTS： DESIGN)”中的觀點(diǎn)以及法國(guó)和德國(guó)等對(duì)下一代壓水堆的安全要求”。
“在這方面，國(guó)際上的情況其實(shí)和我國(guó)的類似，以小型堆參照大型核電廠作為初步的探索，還沒有針對(duì)小型堆的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。”童節(jié)娟告訴記者。
值得注意的是，目前國(guó)際上已有一些積極探索。據(jù)報(bào)道，美國(guó)核管會(huì)近期同意NuScale小型模塊化反應(yīng)堆不需要1E類備用電源。美國(guó)核管會(huì)確信，NuScale電力公司的小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)設(shè)計(jì)可以無需使用與安全相關(guān)的電力系統(tǒng)而確保安全運(yùn)行。
相關(guān)專家表示，小堆屬于新領(lǐng)域，其相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)以及審批和監(jiān)管體系涉及部門較多，相關(guān)探索仍將繼續(xù)，不可能在短時(shí)間內(nèi)一蹴而就。
國(guó)家核安全局在《審評(píng)原則》中也明確指出，“應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到，小型壓水堆核動(dòng)力廠安全要求的建立，必須經(jīng)過一個(gè)實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)的反復(fù)過程。對(duì)本審評(píng)原則的應(yīng)用，也應(yīng)持有這樣的態(tài)度。”
小堆的推進(jìn)同樣面臨“談核色變”的現(xiàn)象。小堆項(xiàng)目一般建于人口密集的城市周邊，與建設(shè)在相對(duì)偏遠(yuǎn)地方的大型核電機(jī)組相比，公眾的“恐核”心理更為明顯。對(duì)此，錢天林認(rèn)為，可以通過示范工程，來讓公眾逐漸理解、接受和認(rèn)可核能供熱，消除不安情緒，最大程度地降低公眾對(duì)核能的抵觸、排斥情緒。
因此，必須建立完善《核安全法》配套的針對(duì)小堆的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，從高從嚴(yán)進(jìn)行核安全監(jiān)管，在確保安全的前提下高效推進(jìn)小堆發(fā)展。
相關(guān)鏈接
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)本世紀(jì)初提出積極鼓勵(lì)研發(fā)中小型堆倡議，將電功率不超過300MW的核電機(jī)組定義為中小型反應(yīng)堆，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)在2004年6月啟動(dòng)中小型堆開發(fā)計(jì)劃，參與成員國(guó)現(xiàn)已超過30個(gè)。
目前，小堆在全球范圍內(nèi)總體上已完成研究開發(fā)，進(jìn)入建造階段。美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、韓國(guó)等十多個(gè)國(guó)家正在研發(fā)設(shè)計(jì)約四十多種小型堆，積極推進(jìn)設(shè)計(jì)評(píng)審和商業(yè)部署并取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
我國(guó)政府高度重視小堆研發(fā)工作?！赌茉窗l(fā)展“十二五”規(guī)劃》《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》和《國(guó)家能源科技“十二五”規(guī)劃(2011-2015)》，均提出要加大小型堆研發(fā)投入，適時(shí)開展示范工程建設(shè)。近期發(fā)布的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》再次強(qiáng)調(diào)要“適時(shí)啟動(dòng)智能小型堆、商業(yè)快堆、60萬千瓦級(jí)高溫氣冷堆等自主創(chuàng)新示范項(xiàng)目，推進(jìn)核能綜合利用”，并將模塊化小型堆作為重大示范工程之一，納入能源科技創(chuàng)新重點(diǎn)任務(wù)之中。
