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令本刊记者印象深刻的,是AP1000非能动安全系统。一般人眼中,核岛的反应堆厂房或是半球体,或是长方体,或是顶部为拱形的圆柱体,但在三门核电站,看到的核岛模型却有酒瓶状——拱形圆柱体上叠加了一个直径稍小的圆柱体结构。
防止升温,是保护反应堆安全的重中之重。此次日本福岛第一核电站在地震发生时,紧急停堆以保护核发电机组,这时在正常情况下,核电站会用柴油发电机组和外部电网供电对机组进行冷却,但是随后而来的海啸却摧毁了这些设备,核反应堆得不到冷却,造成温度急剧升高,进而引发事故。
而非能动安全专设系统,就是依靠重力、温差和压缩空气等自然力来驱动安全系统,并通过蒸发、冷凝、对流、自然循环来带走热量,因此它无需依赖泵等能动部件和交流电源。
“稍小的圆柱体是重力排水水箱,大约储存有3000立方水,属于AP1000使用的非能动安全壳冷却系统(PCS),它可以利用重力对安全壳外表面进行洒水降温。”钟英强介绍说,AP1000的最大优点就在于其使用了非能动的安全系统来减缓设计工况中预期有可能发生的意外事故,至少保障三天也就是72小时的不干预时间。72小时之后可利用核电厂设置的消防水管线或移动式消防车进行补水来对安全壳进行持续的冷却。
他告诉记者,对于非能动安全专设,除了非能动安全壳冷却系统外,还设置了非能动堆芯冷却系统(PXS)。一旦发生事故,PXS的堆芯补水箱可利用重力提供较长时间较大的注射流;安注箱利用压缩氮气储能在数分钟内提供非常大的注射流;安全壳内置换料水箱则利用重力和温差提供很长时间的较小注射流;以上完成后,堆芯就会处于淹没状态,从而实现冷却。
据了解,我国2003年就开始启动了第三代核电技术的招标工作。2007年7月,三代核电自主化依托项目核岛合同在北京签署。中国购买美国4台先进的AP1000核电机组,美方同时转让AP1000设计技术、设备制造和成套技术、建造技术等先进核电技术。
引进的4台AP1000核电机组中,第一台和第三台落户浙江三门核电站,第二台和第四台落户山东海阳核电站。其中,三门核电站1号机组也是全球首台AP1000核电机组。文/《瞭望》新闻周刊记王健君尚前名