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福岛事故后对核安全的建议

发布日期:  [2012-03-09]

一. 前言

2011年3月11日,日本东北部太平洋发生9.0级地震,地震和随后的海啸导致福岛第一核电厂发生严重事故。地震和海啸导致福岛第一核电厂长期丧 失交流电源、丧失全部给水、丧失最终热阱,也导致福岛第一核电厂乏燃料水池的冷却受到影响,福岛第一核电厂第一、三和四号机组发生氢气爆炸,大量放射性废 物排放到环境。到目前为止,福岛第一、二和三号机组处于再循环冷却模式,第四号机组乏燃料水池也处于再循环冷却模式(采用空冷塔),第五和六号机组处于冷 停堆,福岛第一核电厂处于可控状态。

福岛事故发生后,世界主要核电国家及机构给予了高度关注。国际原子能机构对福岛事故进行24小时跟踪并每日在网站上更新事故的最新进展,并成立国际 专家组对福岛事故进行了调查[1]。美国核管会先后发布了信息通告[2]、任务纪要[3]、临时检查[4]、缓解策略[5]和“二十一世纪提高反应堆安全 的建议”[6]等。欧盟要求欧洲核电厂营运单位进行自我评估,到目前为止,德国、法国和英国等国家都完成了“压力测试”国家报告。

我国在福岛事故后国家核安全局立即启动了应急机制,要求各省辐射环境监测机构启动辐射应急监测程序并报送监测数据,同时在环保部网站每日公开。在3 月16日的国务院会议决定对我国核设施进行全面的安全检查后,国家核安全局、国家能源局和中国地震局联合对我国民用核设施开展了检查。检查组的初步结论认 为,我国核电厂、民用研究堆和民用核燃料循环设施的安全是有保障的。

二. 福岛事故后对核安全的建议

福岛事故发生后,国际原子能机构在《针对日本东部大地震和海啸引发的福岛第一核电站核事故调查报告》[7]、美国在《二十一世纪提高反应堆安全的建 议》、德国在《德国压力测试国家报告》[8]、法国在《补充性安全评估最终报告》[9]、英国在《英国国家总结报告》[10]中,以及其他核电国家在相关 报告中对于如何进一步提高核安全提出大量的建议,主要集中在如下几个方面。

(1) 法律、法规和标准的进一步完善

美国核管会《二十一世纪提高反应堆安全的建议》第1条建议:建立一个合乎逻辑的,系统的并且连贯的法规体系来提供充分的能够适当地平衡纵深防御和风险因素的保护。

《英国国家总结报告》IR第5条、FR第9条和FR第11条建议中要求结合国际上有关福岛事故的经验和教训,对相关法规和安全文化等进一步完善。德国在“压力测试”报告中计划将在2012年出版“核电厂的安全要求”,计划更新核安全标准(KTA)。

(2) 地震、火灾和水淹等外部事件

美国核管会《二十一世纪提高反应堆安全的建议》第2条和第3条建议:建议NRC要求执照持有者再次评估和升级对每个运行机组抵抗设计基准地震和洪水灾害必要的系统、部件和构筑物;作为长期审查,建议评估针对地震引发的火灾和水淹的预防和缓解能力的潜在措施。

国际原子能机构针对福岛事故的调查报告中第1条教训“需要确保在外部自然灾害”下采取相关措施以确保核电站的安全。法国核安全局在《补充性安全评估 最终报告》中认为参加“压力测试”的核设施达到了无需立即关闭的足够安全水平,但是核电站如要继续运营,有必要在现有安全基础上尽早加强应对极端情况的能 力,以应对类似日本大地震和海啸这样的灾害。

英国在《国家总结报告》中IR第10条建议:依据日本经验,英国核行业应该着手对洪水方面的研究进行审查,包括由海啸引起;通过审查,验证英国核电 厂的洪水设计基准和冗余,以决定是否有必要在今后的新建机组和已建机组安全审查大纲中增加厂址洪水风险评估内容。FR第2条、FR第3条和IR第16条建 议:要求在电站布局、构筑物、系统和部件设计中考虑极端外部事件的影响。

(3) 应急响应、部署、培训和演习

国际原子能机构在调查报告第11、12、13、14和15条教训中对应急相关的工作提出了进一步的要求,包括应急计划,应急人员的培训、撤离区等。 美国核管会《二十一世纪提高反应堆安全的建议》第8、9、10和11条中对应急响应能力、严重事故下应急准备、应急培训和训练、应急准备的主题与决策指定 等提出了相关建议。英国在《国家总结报告》第IR第2条,IR第3条,FR第6条,FR第7条,IR第6条和IR第7条对应急响应部署、培训和严重事故下 应急工作提出了建议。

(4) 严重事故预防和缓解

美国核管会《二十一世纪提高反应堆安全的建议》第5条建议:在沸水堆电厂Mark I型和Mark II型安全壳需要设计从安全壳内进行排气的可靠系统。第8条建议:增强和整合厂内应急响应能力,如应急运行规程(EOPs)、严重事故管理指南 (SAMGs),和大规模破坏缓解指南(EDMGs)。第10条建议:应该继续进行附加的与多机组和长时间的全厂断电有关的应急准备。第12.2条建议: 加强NRC职员在严重事故方面培训,包括对常驻监督员严重事故管理导则的培训。

国际原子能机构调查报告第2条教训:对于严重事故,例如丧失所有电源、热阱和专设安全系统,应该为严重事故管理提供这些功能的简单替代(如移动供 电、压缩空气和供水)。第6条教训:严重事故管理指南和有关程序应考虑仪表、照明、供电都不可用的情况,以及电站状态和厂内高放射性水平等异常工况。第8 条教训:重新审视氢爆的风险和影响,并设置必要的缓解系统。第10条教训:更多考虑提供可靠的监测设备系统和资源来为厂内和厂外响应提供关键信息,尤其是 针对严重事故。第15条教训:福岛的经验教训将有助于厂内工作人员和外部响应人员的演习和训练,以便建立有效的厂内辐射防护,应对严重事故工况。

《英国国家总结报告》IR第17条建议:应该对国家电网开展进一步工作以便建立健全并预防严重灾害条件下厂内电力供应的可靠性。IR第18条建议: 应该考虑在危险条件下丧失厂外电力供应时,提供额外准备以及多种措施提供充足、健全、长期的独立厂内电力供应。IR第21条建议:核设施通风和排放路线可 能有高浓度可燃气体流动或积聚,应该考虑是否需要进一步采取保护措施。IR第25条建议:应该对长期严重事故的事故序列分析进行评价或确定是否需要扩展, 该分析应确定适当的维修和恢复策略以便达到稳定状态,以确定设备储备和后勤支持是否有进一步要求。FR第4条建议:应确保对出现事故可能引起的重大厂外后 果的所有核设施进行2级PSA分析,并利用结论公布关于严重事故管理措施的进一步考虑,PSA分析应考虑外部事件,包括超设计基准事件和延续任务的时间。
德国RSK在国家报告中提出了下一步要开展的工作:包括全厂断电、丧失厂外电、丧失厂用水、事故管理措施、大飞机撞击等。

(5) 乏燃料水池的安全

美国核管会《二十一世纪提高反应堆安全的建议》第7条建议:增强乏燃料水池的补水能力并增加相应的测量仪表。建议执照持有者安装足够的安全相关仪 表;为乏燃料水池补水系统提供安全相关的交流电源;执照持有者修订技术规范,使得无论反应堆处于何种运行模式,当乏燃料水池中存放有乏燃料时,乏燃料水池 补水系统和测量仪表有一列厂内应急电源可用;具备能够把水喷射进乏燃料水池的能力。

《英国国家总结报告》IR第14条建议:应该确保反应堆附近建立的乏燃料水池,要减少易于产生虹吸故障的底部贯穿件和管道,任何相关的设备都应该与燃料水池自身质保等级保持一致。

(6) 核安全相关信息的公开透明

《英国国家总结报告》IR第4条建议:英国核行业和ONR应该考虑加强措施以确保实现更加开放、透明和准确。FR第8条建议:政府应该考虑加强对新 的法定团体的立法,以及要求ONR对他们的决定进行公开、透明,以便使营运单位更加清楚他们是独立于个体或政府之外的独立机构。

(7) 核安全监管机构的调整

根据福岛核事故的经验,韩国和日本将对核安全监管机构进行调整。目前,韩国政府已于2011年10月26日对核安全监管机构进行了调整,成立核安全 和安保委员会,直接向总统负责。日本政府计划于2012年4月对核安全监管机构进行调整,核安全委员会将从经产省独立,并入环境署。

三.福岛事故后相关建议的推荐行动

(一)美国核管会推荐行动

NRC的检查是在日本发生地震和海啸并对福岛第一核电厂造成破坏后的一段时间内进行的,NRC使用反应堆监督程序进一步评价检查结果,确保剩余问题 得到解决。检查发现的问题有:一些设备(主要是泵)在做试验时不能运行,或者试验缺少试验验收准则;一些设备缺失,或者用于其他电厂运行;一些情况下,电 厂的修改提出的策略难以实施;泵的燃料不总是可用;个别情况下,规程和培训存在缺陷;一些缓解火灾和SBO的设备被存放在没有经过抗震鉴定和可能被水淹的 地方。

NRC的工作组于2011年6月12日提交了报告,指出继续运行以及执照活动没有立即的风险,于2011年7月12日发布了短期报告“二十一世纪提 高反应堆安全的建议”。核管会考虑短期和长期行动以确保美国核电站安全。2011年12月15日确定了借鉴福岛事故经验教训所采取建议行动的优先次序。美 国NRC短期工作组提出的推荐行动按照优先级划分为三个层次:

第一层次的推荐行动应立即开始实施,而且实施这些行动应有充分的资源,包括重要的技术能力。一层次的推荐行动包括:地震和洪水灾害的再评估;地震和 洪水防护情况的现场巡视;全厂断电事故的管理行动;对联邦法规10 CFR 50.54(hh)(2)中涉及设备提供适当的保护以避免设计基准外部事件的影响;加强Mark I型和Mark II型安全壳可靠的排放卸压功能;增加乏燃料水池的测量仪表;加强和整合EOPs、SAMGs,和EDMGs;应急准备的管理行动(人员配备和通讯)。

第二层次的推荐行动在近期不能开始实施,主要因为诸如需要进一步技术评估和调整、取决于第一层次问题、或者不具备重要的技术能力等因素的限制。这些 行动不需要长期的研究,在掌握了充足的技术信息和具备了适当的资源时可以实施。第二层次的行动包括:增强乏燃料水池的补水能力;应急准备的管理活动(推荐 行动9.3中的剩余部分,并除去第三层次行动中关注的应急响应数据系统(ERDS)能力)。

第三层次的推荐行动需要开展进一步的研究,这些推荐行动与相对短期的工作有关系,完成这些短期工作之后才清楚更为长期需要开展的工作。第三层次推荐 行动包括:每十年确认一次地震和洪水的灾害;加强预防和缓解地震引起的火灾和洪水的能力;加强其他类型安全壳设计可靠的排放卸压功能;在安全壳内或在其他 厂房内的氢气控制和缓解;加强针对长时间全厂断电和多机组事故的应急准备;应急响应数据系统能力;额外的长时间全厂断电和多机组事故方面应急准备的课题; 决策制定、辐射监测和公众教育方面应急准备的课题;修订反应堆监管大纲以反映所建议的纵深防御体系结构;开展职员在严重事故方面的培训,以及对驻厂监督员 针对严重事故管理导则方面的培训。

(二)法国核安全局(ASN)推荐行动

福岛事故表明,尽管在设计、建造和运行阶段采取了预防和缓解措施,事故仍是不能避免的。ASN负责监督法国民用核设施核安全的持续改进,特别是在定 期评估和经验反馈方面。依据补充评估报告,ASN认为,接受了检查的核设施具备足够的核安全水平,不需要立即停运。同时,ASN认为在后续运营过程中,需 要在合适的时间内提升核安全裕度和多样性,以应对极限工况。

ASN提出对运营商需要采取的强制要求,这些要求主要包括:

1) 设置“核心机制”,核心机制包括设施和组织机构,以保证在极端工况下能够保证核安全的基本功能。运行商在2012年6月30日前提交各自“核心机制”建议报告和技术规格书。

2) 对于核电机组,从今年开始,逐步实施EDF提出的“FARN核快速行动队”。“快速行动队”是一支面向全国的,由专用设备和专家组成的队伍,可以在24小时内接替电厂队伍进行事故后干预。

3) 对核电厂和Hague后处理厂,要求开展如下可行性研究:严重事故下的地质屏蔽手段,以防止对地表和地下水的污染。

社会因素、组织因素、人员因素,是核安全的基本因素,本次核安全补充评估对这些因素给予了特别关注。ASN要求对以下方面给予优先级别,ASN也会保持持续关注:

1) 作为最基本的因素,人员的更新和运行人员的能力培养。

2) 承包商的支援是一个处理难度大和主要的问题,要加强对承包商活动的监督,对于重要的核安全相关活动的监督责任,是不能外委的。ASN将就此要求在稍后出台管理规则。

3) 要求在国家层面和全欧洲层次上开展对于上述专题的研究。

对于现有的核安全法律、法规体系:

1) 运营商应该加强对不符合项的处理,特别是福岛事件后甄别的不符合项;

2) 在附件IV,作为福岛事故的经验反馈,核设施相关法规也需要升版,特别是关于《地震》、《水淹》、《其他工业活动相关的风险》。

3) ASN会同负责核安全的责任部门,正在编写旨在提升核安全水平的核安全相关法规和导则

四.对我国核安全的建议

福岛事故后,我国针对核设施进行了全面的大检查,核安全局也召开了相关的研讨会,包括与日本核安全监管机构举行的有关福岛事故的研讨会。结合国际上相关国家的建议以及推荐的行动计划,针对我国核安全有以下几点的建议。

(1)核安全水平的提高不是一蹴而就的,应该结合国际上有关福岛事故的经验,逐步完善我国的法律、法规和标准,完善我国核安全监管机构,加紧对我国核安全人才的培养,不断提升我国核设备制造水平、设计单位的设计能力、研究机构的研发能力,进一步提高核安全文化。

(2)对我国核设施的抗震水平、防水淹和火灾等外部事件的能力进一步分析和评估,根据评估结果采取相应的预防和缓解措施。

(3)对于严重事故工况,应该结合营运单位自查报告和我国核设施大检查的结果,采取相应的措施。建立和完善严重事故管理指南。对运行和在建核电厂进行全面评估,结合国际上相关经验,采取必要的改进措施,确保核电厂能安全的运行。

(4)进一步改进应急响应机制和应急响应能力。应急响应应该考虑严重事故工况下的可实施性。

(以上仅代表作者个人观点)
 

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