中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:中國(guó)工程院院士、能源部原副部長(zhǎng)、中國(guó)長(zhǎng)江三峽工程開(kāi)發(fā)總公司原總經(jīng)理陸佑楣日前表示,中國(guó)工程院正在進(jìn)行一個(gè)地下核電站的課題,預(yù)計(jì)明年上半年結(jié)題。地下核電站的構(gòu)想可謂前衛(wèi),但并不是異想天開(kāi)。本報(bào)記者采訪陸佑楣院士,了解了這個(gè)設(shè)想的來(lái)龍去脈和一段曾經(jīng)隱秘已久的歷史。
地下核電站課題的全稱為《核電站反應(yīng)堆及帶放射性的輔助廠房置于地下的可行性研究》。其基本構(gòu)想是,核島部分(安全殼及其相伴的安全廠房)置于地下(山體內(nèi)),常規(guī)島(汽輪發(fā)電機(jī))置于地面,核島產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽可通過(guò)布置在隧道內(nèi)的管道輸向常規(guī)島(屬分體布置形式)。如果山體地質(zhì)條件允許,也可把常規(guī)島部分一并置于地下。
該課題的發(fā)起人有兩位,一位是陸佑楣,另一位是中國(guó)工程院院士、核反應(yīng)堆及核電工程專家葉奇蓁。項(xiàng)目依托單位也是水電、核電各一家:具有豐富水利水電地下工程經(jīng)驗(yàn)的長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司和有“中國(guó)核動(dòng)力工程”搖籃之稱的中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院。
靈感:來(lái)源于水電
作為老水電人,陸佑楣的這個(gè)設(shè)想正是來(lái)源于水電。
“現(xiàn)在水電站的廠房大部分置于地下,水電的單機(jī)容量很大,尺寸完全可以容納第三代核電機(jī)組。別的國(guó)家沒(méi)有地下核電站,是因?yàn)榈貜V人稀,不需要放在地下。在我國(guó),內(nèi)陸核電站的選址相對(duì)困難,中國(guó)70%領(lǐng)土都是山,到離人群遠(yuǎn)的山里面建設(shè)核電站,避免破壞地表,可節(jié)約農(nóng)耕用地,減少對(duì)居民生活的影響,為選址提供了廣闊的空間。”陸佑楣對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
資料顯示,長(zhǎng)江三峽水電站有6臺(tái)70萬(wàn)千瓦總計(jì)420萬(wàn)千瓦的發(fā)電廠置于大壩右岸的地下(山體內(nèi)),廠房跨度32.6米,長(zhǎng)度311.3米,開(kāi)挖高度87.24米,現(xiàn)已有3臺(tái)投入運(yùn)行。金沙江向家壩水電站有4臺(tái)80萬(wàn)千瓦總計(jì)320萬(wàn)千瓦的發(fā)電廠置于右岸山體內(nèi),廠房跨度33.4米,長(zhǎng)度255.4米,開(kāi)挖高度88.2米,現(xiàn)已開(kāi)始機(jī)組安裝。類(lèi)似的例子還有金沙江溪洛渡水電站、瀾滄江小灣水電站等等。水電站廠房置于地下是國(guó)內(nèi)(特別是西部山區(qū))大部分水電站基本的設(shè)計(jì)模式,是安全經(jīng)濟(jì)的選擇。地下發(fā)電廠房在長(zhǎng)期的建設(shè)實(shí)踐中積累了豐富的地下工程施工經(jīng)驗(yàn),在技術(shù)上已十分成熟。
分歧:造價(jià)、地下水污染
葉奇蓁在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示,“地下也是一種資源,所以有了水核共建的想法。其優(yōu)勢(shì)是,水電站有水,有電,省去了修路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。另外,可以把核電作為基本負(fù)荷,水電作為調(diào)節(jié)負(fù)荷,資源共建,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。劣勢(shì)是核電站建在山里,和地面相比,要增加一定的成本。這也是專家們的分歧所在?!?
根據(jù)陸佑楣提供的資料,在水電站項(xiàng)目中,地下廠房造價(jià)在總投資(含大壩主體工程、移民等)中所占比重較小,溪洛渡水電站為23.68%;小灣水電站為8.7%;二灘水電站為16%(以上3個(gè)水電站的發(fā)電廠房均為地下廠房)。測(cè)算顯示,地下洞室每立方米土建工程造價(jià)約在600元-1500元之間,約占整體建設(shè)成本的3.6%。
除了造價(jià),在地下建設(shè)核電站這樣的工程,還有諸多因素需要考慮:比如地震、巖石結(jié)構(gòu)、地下水等。
在一篇名為《將核電站反應(yīng)堆置于地下的設(shè)想》的文章中,陸佑楣簡(jiǎn)單表述了他對(duì)以上的幾個(gè)問(wèn)題的看法。
抗(地)震性能方面:地下建筑物的抗震性能遠(yuǎn)優(yōu)于地面建筑物,已建和在建水電站的地下廠房抗震設(shè)計(jì)烈度均在7-8度左右。
巖體結(jié)構(gòu)安全性方面:通過(guò)詳細(xì)的地質(zhì)勘探,選擇良好的巖體,避開(kāi)巖體內(nèi)較大的斷層、裂隙和軟弱帶,并設(shè)計(jì)良好的廠房體形,地下洞室的圍巖應(yīng)力是很小的。同時(shí),核電站的核島安全殼無(wú)論是二代還是三代EPR或AP1000都是直徑40米左右的圓筒型結(jié)構(gòu),對(duì)降低圍巖應(yīng)力極為有利。
而大家最關(guān)心的地下水污染問(wèn)題,文章中如此表述:若將核反應(yīng)堆置于地下,存在污染地下水的可能性。根據(jù)地下水電站的施工經(jīng)驗(yàn),地下廠房四周及周邊巖體內(nèi)均可通過(guò)固結(jié)灌漿和帷幕灌漿來(lái)阻隔地下水,形成封閉的、獨(dú)立的空間,以確保放射性物質(zhì)處于全封閉的狀態(tài)。
此外,核電站的地下安全殼及相伴的輔屬?gòu)S房與地面設(shè)施之間將設(shè)有各種連通通道(交通洞、壓力管道、電纜管道、信息儀表通道、通風(fēng)豎/斜井等),為確保地下廠房的密閉性,可在上述通道口設(shè)計(jì)密閉閘門(mén),緊急情況下予以關(guān)閉。核反應(yīng)堆的乏燃料和低放射性排放物都可在地下設(shè)計(jì)專門(mén)的儲(chǔ)存室予以保存。
2012年9月,長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司聯(lián)合中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院編制了《大型地下核電廠建設(shè)可行性報(bào)告》,專家評(píng)審認(rèn)為:這是國(guó)內(nèi)首次對(duì)大型地下核電廠建設(shè)進(jìn)行的系統(tǒng)研究,現(xiàn)有的地下工程實(shí)踐和技術(shù)水平完全可以滿足地下核電建設(shè)的要求,地下核電因?qū)⒑藣u置于山體巖洞內(nèi),增加了山體巖洞屏障,提高了電廠抵御飛射物、恐怖襲擊、臺(tái)風(fēng)、海嘯等外部事件的能力,同時(shí)也增強(qiáng)了放射性的輻射防護(hù)能力。開(kāi)展研究和示范建設(shè),對(duì)加快核電發(fā)展和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是非常必要的。
前景:國(guó)內(nèi)外看好
長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)本報(bào)記者介紹,以美國(guó)為代表的部分西方國(guó)家正在研究地下核電廠。美國(guó)著名的洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前一直在對(duì)地下核能聯(lián)合體進(jìn)行研究,目前已完成地下核能聯(lián)合體的概念設(shè)計(jì)已提交美國(guó)核管會(huì)審查,并表明地下核能聯(lián)合體在經(jīng)濟(jì)上具有一定優(yōu)勢(shì),隨著第三代、四代核電技術(shù)的發(fā)展,更利于地下核能聯(lián)合體的發(fā)展?!皬膰?guó)內(nèi)外調(diào)研情況來(lái)看,地下核電廠具有非常好的開(kāi)發(fā)前景?!?
接受本報(bào)記者采訪時(shí),葉奇蓁一再?gòu)?qiáng)調(diào),“不是說(shuō)內(nèi)陸核電一定都要建在地下,而是多一種選擇,核電站不建設(shè)在地下也是安全的?!?
采訪進(jìn)行到尾聲時(shí),陸佑楣提起了一段往事?!暗叵潞穗娬具@個(gè)想法不是今天才提出的,上世紀(jì)60年代,因?yàn)楫?dāng)時(shí)緊張的國(guó)際局勢(shì),我國(guó)曾想把核電站建在地下,洞都打好了。后來(lái)環(huán)境發(fā)生變化,建設(shè)被叫停了?!?
記者搜索資料顯示,這個(gè)曾經(jīng)的地下核電工程名為816廠,816是一個(gè)代號(hào),在重慶涪陵的大山中。廠房進(jìn)洞深度400米左右,頂部覆蓋層最厚達(dá)200米,核心部位廠房的覆蓋層厚度均在150米以上。1984年,由于國(guó)際環(huán)境變化,國(guó)防戰(zhàn)略調(diào)整,尚未最后完工的816核工廠停建,2010年4月底,閑置近30年的軍工洞體正式對(duì)游客開(kāi)放。
這篇報(bào)道很難寫(xiě)。采訪很順利,難的是標(biāo)題。記者一連提了幾個(gè)題目,都被否決了。這在以往的工作中是沒(méi)有過(guò)的。
嚴(yán)格說(shuō)來(lái),地下核電現(xiàn)在只存在于紙面上——處于概念性設(shè)計(jì)階段?;蛟S因?yàn)楝F(xiàn)在是呼吁啟動(dòng)內(nèi)陸核電的敏感時(shí)期,受訪者再三強(qiáng)調(diào),一定要把內(nèi)陸核電和地下核電站的關(guān)系表述清楚,不要引起歧義和誤解——這在某種程度上反映了業(yè)內(nèi)對(duì)地下核電這個(gè)課題的謹(jǐn)慎態(tài)度。“對(duì)新生事物,懷疑是正常的?!标懹娱乖诓稍L中說(shuō)的這句話給記者留下了深刻印象。另一句是:不能因?yàn)榭謶中睦矶狈茖W(xué)信念。
起初記者很好奇,作為一位年滿八旬的老水電人,陸佑楣為什么如此關(guān)注核電,截稿時(shí),似乎找到了答案,這源于一個(gè)老科學(xué)家對(duì)國(guó)家能源安全的責(zé)任感、使命感,也源于他的科學(xué)精神和科學(xué)信念。
有了堅(jiān)持科學(xué)追求真理的信念,地下核電站的設(shè)想無(wú)論能否如愿變成現(xiàn)實(shí),相信正在為這個(gè)課題努力工作的科研人員都會(huì)交出一份令大家滿意的答卷。




