在今年全國兩會上，為安全、高效地推進小型反應堆(以下簡稱“小堆”)發(fā)展，錢天林、萬鋼等多位政協(xié)委員向大會聯(lián)名提交了提案，針對如何在未來科學、合理地確定小堆應急計劃區(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
小型反應堆逐步走進人們視野
核能作為一種安全、清潔的能源，利用其為區(qū)域供熱在我國已有成功實踐。以低溫供熱堆為代表的小型反應堆，正逐步走進人們的視野。
2017年11月28日，位于北京郊區(qū)的中國原子能研究院院內(nèi)，中核集團的一場發(fā)布會正在舉辦，現(xiàn)場人聲鼎沸。此次發(fā)布會的主角就是可用來實現(xiàn)區(qū)域供熱的“燕龍”低溫供熱堆。同日，供熱演示項目在中國原子能科學研究院啟動，實現(xiàn)了安全供熱滿168小時，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)、功能演示及實操培訓等能力。
據(jù)了解，“燕龍”低溫供熱堆是一座游泳池式反應堆，堆芯上方的覆蓋水層可以很好地屏蔽放射性物質，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)測算，一座400MW(1MW=1000KW)的“燕龍”低溫供熱堆，供暖建筑面積可達約2000萬平方米。
“燕龍”低溫供熱堆正是小堆的一種。在我國，小堆的設計研發(fā)近年來得到推進。全國政協(xié)委員錢天林、萬鋼等在提案中指出，我國各大核電集團、高校和科研院所設計了多種小堆方案。中國實驗快堆已實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，石島灣高溫氣冷堆示范工程期望在2018年實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，多用途模塊化小型壓水堆ACP100設計通過IAEA通用安全審查，示范工程預計在2020年建成投產(chǎn)，行波堆TWR-300、浮動堆等相關工作也在穩(wěn)步推進。
據(jù)錢天林介紹，與大型反應堆(以下簡稱“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)濟性和應用的靈活性，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用的需求。
“從技術上來講，小堆體積小、放射源項總量小，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《核安全法》
適時出臺配套法律法規(guī)和標準體系
隨著國內(nèi)小堆設計研發(fā)的推進，相應的安全要求的建立受到業(yè)內(nèi)關注。一些專家表示，《核安全法》對核設施的選址、設計、建造、運行，核材料以及相關放射性廢物實行全過程、全鏈條的監(jiān)管和風險防控，對保障我國核能行業(yè)的安全、高效發(fā)展具有重要意義?！逗税踩ā反_立了“安全第一、預防為主、責任明確、嚴格管理、縱深防御、獨立監(jiān)管、全面保障”的核安全工作原則和完備的核安全審評、許可、監(jiān)督、執(zhí)法等制度。隨著小堆設計研發(fā)的推進，未來應在全面貫徹落實《核安全法》的同時，逐步適時出臺配套的與小堆安全要求相關的法規(guī)以及標準體系。
據(jù)了解，大型壓水堆核動力廠和小堆的發(fā)展對人員防護的安全目標是相同的，但具體的要求可能會有些差異，因為小堆更加貼近用戶的特點，會提出更高的安全要求。例如，國標GB6249-2011《核動力廠環(huán)境輻射防護規(guī)定》中具體規(guī)定，核電廠周圍應設置非居住區(qū)和規(guī)劃限制區(qū)，以反應堆為中心，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。這一標準適用于陸上固定式輕水或重水核電廠，其他堆型的核動力廠參照執(zhí)行。記者了解到，大型核電機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)人口的增長和重大建設工程項目的發(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，如果仍然按照5000m的要求劃定限制發(fā)展區(qū)就很不合理。
清華大學核研院反應堆安全室主任童節(jié)娟認為，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)勢完全展現(xiàn)不出來。拿小堆供熱舉例，大量熱量將浪費在不必要的長距離傳送過程中。
類似地，以大型核電機組為目標提出的場外應急要求，對于小堆來說也不宜套用。
“從技術上來說，相比于大堆，小堆事故源項要顯著低，安全性更高，甚至不需要外電源和操作干預也能夠實現(xiàn)自主停堆和余熱導出。這可實際消除放射性釋放甚至消除堆芯熔化，因此簡化乃至最終取消場外應急在技術上是可行的。”上述業(yè)內(nèi)專家告訴記者。
錢天林建議，未來應形成可具體實施的技術準則。通過多方合作，進一步深入開展小堆事故序列分析與事故源項計算工作，提出針對小堆的機理性源項;建立針對小堆嚴重事故評價的風險目標和事故截斷概率，以采用風險指引方法對小堆應急計劃區(qū)進行劃分。
建議科學設置小堆應急計劃區(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，合理確定小型反應堆應急計劃區(qū)大小，協(xié)調(diào)確定規(guī)劃限制區(qū)，同時滿足應急和安全審評的要求。
建議研究推進小堆廠區(qū)、應急計劃區(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，在簡化乃至最終取消場外應急的情況下實現(xiàn)三區(qū)合一的可行性。
相關探索仍將繼續(xù)
不可能在短時間內(nèi)一蹴而就
我國小堆的設計研發(fā)工作在近幾年得到加速推進，國家核安全監(jiān)管機構也針對小堆的發(fā)展及時提出了相應的審評和監(jiān)管意見。國家核安全局于2016年發(fā)布《小型壓水堆核動力廠安全審評原則(試行)》(以下簡稱《審評原則》)，為小堆的安全設計和應急計劃提出了方向。
《審評原則》中指出：“在小型壓水堆核動力廠中建立并保持對放射性危害的有效防御，以保護人員、社會和環(huán)境免受危害”仍然是小型壓水堆核動力廠總的核安全目標。小型壓水堆核動力廠的應急計劃可“參照國際原子能機構在“核電廠設計安全規(guī)定(NoSSR-2/1“SAFETY OF NUCLEAR POWER PLANTS： DESIGN)”中的觀點以及法國和德國等對下一代壓水堆的安全要求”。
“在這方面，國際上的情況其實和我國的類似，以小型堆參照大型核電廠作為初步的探索，還沒有針對小型堆的法規(guī)標準。”童節(jié)娟告訴記者。
值得注意的是，目前國際上已有一些積極探索。據(jù)報道，美國核管會近期同意NuScale小型模塊化反應堆不需要1E類備用電源。美國核管會確信，NuScale電力公司的小型模塊化反應堆(SMR)設計可以無需使用與安全相關的電力系統(tǒng)而確保安全運行。
相關專家表示，小堆屬于新領域，其相關法規(guī)、標準以及審批和監(jiān)管體系涉及部門較多，相關探索仍將繼續(xù)，不可能在短時間內(nèi)一蹴而就。
國家核安全局在《審評原則》中也明確指出，“應該充分認識到，小型壓水堆核動力廠安全要求的建立，必須經(jīng)過一個實踐、認識、再實踐、再認識的反復過程。對本審評原則的應用，也應持有這樣的態(tài)度。”
小堆的推進同樣面臨“談核色變”的現(xiàn)象。小堆項目一般建于人口密集的城市周邊，與建設在相對偏遠地方的大型核電機組相比，公眾的“恐核”心理更為明顯。對此，錢天林認為，可以通過示范工程，來讓公眾逐漸理解、接受和認可核能供熱，消除不安情緒，最大程度地降低公眾對核能的抵觸、排斥情緒。
因此，必須建立完善《核安全法》配套的針對小堆的法規(guī)標準體系，從高從嚴進行核安全監(jiān)管，在確保安全的前提下高效推進小堆發(fā)展。
相關鏈接
國際原子能機構本世紀初提出積極鼓勵研發(fā)中小型堆倡議，將電功率不超過300MW的核電機組定義為中小型反應堆，國際原子能機構在2004年6月啟動中小型堆開發(fā)計劃，參與成員國現(xiàn)已超過30個。
目前，小堆在全球范圍內(nèi)總體上已完成研究開發(fā)，進入建造階段。美國、俄羅斯、中國、韓國等十多個國家正在研發(fā)設計約四十多種小型堆，積極推進設計評審和商業(yè)部署并取得實質性進展。
我國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”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》和《國家能源科技“十二五”規(guī)劃(2011-2015)》，均提出要加大小型堆研發(fā)投入，適時開展示范工程建設。近期發(fā)布的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》再次強調(diào)要“適時啟動智能小型堆、商業(yè)快堆、60萬千瓦級高溫氣冷堆等自主創(chuàng)新示范項目，推進核能綜合利用”，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)新重點任務之中。
