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三门核电站探秘:“核三代”的“加减法”

导读: 三门核电站,建造在三门县健跳镇的三门湾边上。进入厂区工地前,我们换上特制的防砸皮鞋,穿上反光背心,戴上能显示准入区域的安全帽,到工程现场参观。

  1千克铀-235的原子核,在中子撞击下全部分裂成碎片,可以释放出的能量有多少?如果用烧煤产生的能量去衡量,相当于2700吨标准煤完全燃烧所放出的能量!

  自前苏联1954年建成第一座核电厂,核能和平利用50余年来,科学家不懈努力,探究核能安全利用的方法,核电技术也因此经历了第一、二、三、四代。

  2月3日,由浙江省科协、浙报集团主办,浙江日报、省科技馆、果壳网承办的第23期“[科学]在现场”活动,走进全球首座AP1000核电站——三门核电站,实地了解第三代压水堆核电技术AP1000——目前世界上能够工程化的最先进的核电技术之一。

“核三代”的“加减法”

  三门核电站,建造在三门县健跳镇的三门湾边上。进入厂区工地前,我们换上特制的防砸皮鞋,穿上反光背心,戴上能显示准入区域的安全帽,到工程现场参观。

  观光车穿过隧道,在海边停下。眼前的工地上,矗立着一个巨型的钢制安全壳,壳体被巨大的塔吊包围着,壳体外遍布脚手架——这是核电站的1号机组。几天前,这个钢制安全壳顺利封顶,意味着1号机组核岛厂房内所有大型模块和设备全部就位。

  “建成以后,这就是世界上第一台采用先进的压水堆技术AP1000建造的核电机组。”为我们讲解的核电站工作人员说,AP1000正是第三代核电技术的主要代表之一。

  1986年切尔诺贝利核事故以后,核电曾进入发展停滞的“冰河时代”。尽管如此,科学界仍孜孜不倦地寻求着更安全、更先进的核电应用方式,第三代核电由此诞生。美国西屋公司的AP1000、法国阿海珐的EPR,是主要代表。

  AP1000 相对于EPR“加法”的设计思路,采用的是“减法”——简化安全系统配置,减少设备和部件,进而提高安全性。让“减法”变成可能的,是“非能动技术”:利用物质的重力,流体的自然对流、扩散、蒸发、冷凝等原理,在事故应急时冷却反应堆厂房,并带走堆芯余热。简化安全系统配置后,安全级设备(如核级电动阀、泵和电缆)、材料和厂房也相应减少。

  相比其他“加法”设计的三代核电技术,AP1000的“减法”设计下,安全电缆的长度缩短了85%,构筑物混凝土浇筑量从20万立方米减为约5万立方米。

  在发生设计基准事故时,72小时内,仅仅通过非能动安全系统设置而无需操纵员干预,AP1000就能够维持堆芯完整性和乏燃料池的冷却。专设安全系统非能动运行的简单化,减少了对能动部件的依赖,降低了对操纵员的事故响应要求,从而大大降低设备故障或人因错误造成事故扩大的可能性,最终使AP1000的安全性得到显著的提高。

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