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福岛核事故后各国核事故应急救援队伍建设进展研究

2015-01-05陈莹莹卢媛媛

核安全 2015年3期
关键词:核事故救援队福岛

陈莹莹,陈 鹏,李 冰,李 雳,卢媛媛

(环境保护部核与辐射安全中心,北京 100082)

福岛核事故后各国核事故应急救援队伍建设进展研究

陈莹莹,陈 鹏*,李 冰,李 雳,卢媛媛

(环境保护部核与辐射安全中心,北京 100082)

在日本福岛核事故发生后,世界各国的核应急特别是核电厂核事故应急工作面临着新的挑战。世界各国从国家层面和核设施自身方面都提升了事故应对的措施,加强了核事故应急准备和响应的能力建设。本文在调研法国、美国、德国针对核事故应急救援能力的基础上,总结了中国核电集团公司层面的快速救援力量在福岛核事故后从无到有的建设过程。

核事故;应急;救援队

2011年3月11日,日本福岛第一核电厂发生了严重的核事故,导致设备损毁、堆芯熔毁,大量的放射性物质释放到环境中,达到了国际分级表INES7级[1]。由于地震、海啸使福岛第一核电厂的应急响应设施和设备几乎全部处于瘫痪状态。东京电力公司面对着灾难性的和前所未有的应急情况,失去电力、失去反应堆控制、几乎丧失全部的仪表显示,而且通讯系统受到严重影响,失去了最佳的救援时期。日本福岛核事故的经验和教训对世界各国的核应急特别是核电厂核事故应急准备和响应工作提出了新的要求,各国为此实施了一系列的改进行动[2]。

日本福岛核事故后,国家核安全局、国家发展改革委、国家能源局和中国地震局对全国核电厂开展综合安全检查,并根据检查结果,结合福岛经验反馈,提出了16项整改要求。同时,各核电厂也在所属集团公司的组织下,开展了自查工作[3]。根据整改要求和自查结果,核电厂制定了多项改进行动,增加了多项应对超设计基准事故的应急设备,如移动应急柴油发电机、严重事故下氢气浓度监测装置、非能动氢复合器、移动泵等。除了核电厂本身,另一个重大改进就是国家和核电集团公司也分别规划建设了国家层面的核应急救援队与核电集团公司层面的核电厂核事故应急场内快速救援队伍。国家层面的核应急救援队的救援范围主要是针对场外应急,其以支援核电厂有效遏制缓解事故、封控污染源头、减轻危害后果及场内人员搜救为主要目标,为核电厂营运单位和涉核集团公司的救援力量提供强有力的支援,并可参与国际核应急救援行动。核电集团公司层面核电厂核事故应急场内快速救援队伍的救援范围则主要是针对核电厂的应急响应行动,以进一步提高核电厂应对严重事故的响应能力。本文将针对后者,即集团层面的核事故支援能力建设进行介绍和讨论。

此外,本文跟踪了国际上不同国家的救援体系,比如法国和美国也展开了相应的改进行动。法国电力公司(EDF)针对每个核电厂开展了补充安全评价(也称压力测试),按照法国核安全局(ASN)的要求,针对6个领域开展了评价工作并提出了行动建议,其中包括了建立核快速响应队伍(FARN)的建议[4]。美国为提高核工业应对任何严峻挑战的能力,美国核电营运商批准在田纳西州孟菲斯(Memphis)和亚利桑那州凤凰城(Phoenix)建设两座核应急中心。下文中也将对此做详细介绍。

1 法国

1.1 法国核电厂概况

目前法国全境有19个核电厂共58个反应堆,这些核电站承担了法国超过80%的电力供应[5]。法国电力公司是法国唯一的核电运行商,有健全的应急体制,公司总部有应急指挥中心、技术支持中心等。所属各核电厂也都有应急机构,负责应急预警、预案制定、场内应急救援等工作。

1.2 核快速救援队(FARN)

1.2.1 建设背景

日本福岛核事故给法国电力公司敲响了警钟,如果多座核反应堆同时受损,法国电力公司将无力应对,所以核快速救援队在这种背景下应运而生。2011年4月29日,法国电力公司发布了法国快速救援队实施的官方声明,拟通过快速救援队的实施,为面临较大困难的核电厂提供人力和设备等方面支持的快速救援[6]。图1为法国福岛前的核应急组织框架,快速救援队的实施将使得法国原有的核应急组织框架中增加其位置,根据快速救援队的定位,增加了总部顾问和区域行动队,如图2所示。

图1 福岛事故前法国核事故应急组织框架示意图Fig.1 Currentemergency response organization in France

图2 福岛后法国核事故应急组织变化示意图Fig.2 PostFukushimaemergency responseorganization in France

法国核安全局于2012年6月26日发文,要求法国电力公司于2012年年底开始快速救援队的建设、2015年完成快速救援队的建设,并要求快速救援队应配备专业的队伍及设备,能够24小时内援助事故核电厂(事故核电厂所在地的区域快速救援队能够12小时内提供援助)[7]。

1.2.2 快速救援队的组织

快速救援队完整地包含在法国电力公司的核事故应急组织中,可分为总部和区域两个层面,包括支援队伍和物资储备中心。由一个国家级快速救援队总部、一个国家级设备基地和4个区域性快速救援队基地组成。总部在巴黎法国电力公司总部内,4个区域快速救援队分布在Civaux,Dampierre,Paluel和Bugey核电厂。图3给出了快速救援队分布示意图。在应急状态下,快速救援队可以在24小时内响应任一个核电厂,核电厂和快速救援队将共同确保核电厂在72小时内自主救援,并在72小时后维持在安全状态。

图3 法国核电厂分布和快速救援队分布示意图Fig.3 Distribution of French nuclear power plantand FARN

快速救援队总部和4个区域快速救援队的救援人员共计310名。其主要部门机构如下。

(1)快速救援队总部,管理整个快速救援队组织,包括方法、能力、人力资源、采购等各方面,共30人的调查队伍,分为每队6人的5支待命队伍(含指挥),每5周轮流值班,可全面干预。

(2)国家储备中心,储存大型应急设备,可提供事故72小时后使用的长期设备供全国范围内调用,并与IntraGroup公司等互相共享。

(3)4个快速救援队区域中心,分别位于Civaux、Dampierre、Paluel和Bugey核电厂附近/厂内,包含了相应的人员和区域设备基地,每个中心70人,含14人的5支待命救援队伍,包括5个经理和/队长,每5周值班,主要为1名经理+6名运行人员+5名维修人员+2名后勤人员。在事故情况下,区域中心派出一支队伍使用自己的人员和设备支援两台机组。

各区域快速救援队基地的工作人员大约有一半人员来自于所在地的核电厂,他们一年中大约有一半时间在各自核电厂工作,一半时间在快速救援队基地接受培训、训练、演练和定期运行维护仪器设备。4个基地共配备280人。

1.2.3 快速救援队的设备

目前,只有位于Civaux核电厂的区域快速救援队基地已建成。下面以Civaux快速救援队区域中心为例简要描述其配备的主要设备。

(1)运输设备:四驱车、高机动性卡车、清障车、卡车运输平底船[8];

(2)再供应设备:应急给水箱、乏燃料池、反应堆水箱、移动泵、移动柴油发电机,移动空气压缩机、自动照明手段、自备燃油供应[8];

(3)辅助设备:通讯设备、软管、压缩气体、接头等[8]。

1.2.4 快速救援队的启动

快速救援队成立的依据是事故超出了核电厂的应急处置能力,必须依靠外部力量进行救援,具体为:

(1)19座核电站中的一座核电站发生事故,并且只有一座发生事故;

(2)事故处理所需的资源超出场内应急计划所给出的人力和应急物资储备;

(3)事故所造成的影响超出了事故的预期;

(4)事故造成基础设施大面积毁坏,包括道路无法畅通;

(5)核电厂On-Call人员无法及时到位;

(6)放射性风险不断增大。

1.2.5 响应过程

快速救援队接到救援行动的指令后,会利用一切可能的运输方式安排人员和物资向事故核电厂输运,包括动用军方的运输机等方式,快速救援队总部和4个区域快速救援队的救援人员共计有310名,分2个批次抵达事故现场,响应后12小时第一批次抵达,响应后24小时第二批次抵达。应急救援工作分为3个阶段[9]:

(1)第一阶段从响应行动开始到24小时(T<24小时);

(2)第二阶段从24小时到72小时(24<T<72小时);

(3)第三阶段为72小时后(T>72小时)的救援,此阶段救援工作进入长期恢复阶段。

2 德国

2.1 德国核应急救援力量

德国KHG公司作为德国唯一的专业核应急公司,负责为德国所有核电厂提供应急救援技术支持,并具备了辐射防护与监测、遥控操作、去污洗消和后勤保障的综合应急救援力量。

德国KHG公司原隶属于卡尔斯鲁厄研究中心,为加强德国的核应急救援力量,专门组建了KHG公司。KHG公司独立运行,并和联邦政府、州政府、核电厂建立数据通讯和联络接口,同时也依托研究中心的科研力量。

德国把所有的核应急救援力量集中在KHG公司,便于集中管理、资源优化配置和合理调度。KHG公司的人员配备采用专职和兼职结合的方式,在总部保持20多人的固定队伍,开展日常的机构管理、设备维护和应急演练等,另外有40多人分配在核电厂内部,在应急情况下,可作为KHG救援力量的一部分。

2.2 KHG配备的应急救援资源

KHG包括四个组:辐射防护组、遥控操作组、去污洗消组和设备保障组。各组所配备的应急救援设备如下:

(1)辐射防护组:应急监测车、移动实验室和内照射监测车;

(2)遥控操作组:多种型号的遥控操作装置,包括小型的室内探查装置和低空飞行探查装置,重污染区域的中型遥控操作装置,和推土机、挖掘机等大型遥控作业设备;

(3)去污洗消组:移动去污系统、人员洗消系统、移动过滤系统、去污帐篷等;

(4)设备保障组:20多台小型发电机、三台大型发电车。

3 美国

日本福岛核事故后,美国为提高核工业应对任何严峻挑战的能力,美国核电营运商批准在田纳西州孟菲斯和亚利桑那州凤凰城建设两座核应急中心,核应急中心将由共同设备仓储公司管理[10]。根据2012年2月公布的一项倡议,美国64家核电设施均购置了场内便携式设备,如今,两座中心提供的材料和设备将成为场内便携式设备的补充。有了这些设备,核电厂将有能力应对包括电力或冷却水缺失在内的紧急状况。

核应急中心计划于2014年8月开始运行。中心的启动费用约为4 000万美元,投入运行后的年平均支出约为400万美元,这些费用将由美国核设施运营公司承担。共同设备仓储公司拥有30多年为美国核电行业提供共同存储服务的经验。同时,该公司已与法国阿海珐集团建立起合作关系,以加强其在紧急响应计划、采购和断电等方面提供服务的能力。

极端事件发生后,响应中心可在24小时内向受影响的现场提供一整套的便携式安全设备、辐射防护设备、发电机、泵及其他应急响应设备,帮助核电厂应对丧失电力供应或冷却水或两者同时丧失的情景。中心的选址也很有考究,既能保证设备通过空运或陆运在24小时内运抵事故地点,同时也不至于离得太近而受事故影响。大型柴油发电机不能空运,因此会储存在该国其他的仓库内,以确保及时陆路至事故现场。

这两个中心的建设是美国核工业界在汲取2011年3月发生的日本福岛第一核电站事故经验教训的基础上采取的措施,强化了美国针对严重核事故所开展的应急准备工作。

4 中国

4.1 中国核电厂概况

我国现在在建和建成的机组总共50台,建成并投入运行的23台,2台开始首次装料前调试,25台在建设和安装调试阶段。堆型有M 310、CPR1000、CANDU6、CNP300、CNP650、AES-91、AP1000、EPR、华龙一号,隶属于中核集团、中广核集团、国电投集团各不同的集团公司。

4.2 集团救援的必要性

福岛核事故的一个重要的经验反馈就是在发生严重事故时,靠核电厂自身的力量不足以解决问题,需要场外力量的支援,这种支援事先一定要有相应的制度安排和相应的条件保障。而集团公司承担了指导、协调和统筹的责任,是应急支援的主体。

2011年日本福岛核事故后,国务院立即做出重要部署,开展核设施综合安全检查和制定核安全规划。2011年5月,国家核安全局、国家能源局、中国地震局等单位联合对以核电厂为主的全国民用核设施进行了综合检查,基于日本福岛核电站事故的教训,专家们指出我国正在运行的核电机组抵御多重极端自然灾害叠加事故的能力不足。根据综合安全检查结果并汲取国外福岛核事故后改进行动的新做法和新措施,首次提出将核电集团层面的核电厂核事故场内应急救援队伍的建设列入《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》[11]。

核电集团公司核电厂核事故应急场内快速救援队伍的建设,是福岛后改进行动的重要措施之一,是场内应急措施的补充和加强,是核安全方面的实质性改进和提升。在《国家核应急预案》[12]中,明确提出核电集团应急救援力量是国家核事故应急响应体系的重要组成部分。

2012年10月18日环境保护部李干杰副部长在江苏核电检查讲话中特别强调:“切实加大中核集团、中广核集团核事故快速救援队伍的研究和建立,提高我国综合应急快速响应能力和水平。”

4.3 核快速救援队建设技术要求

为确保国内几家核电集团的核应急支援队伍的建设标准在同一水平上看齐,支援能力在同一轨道上前进,国家核安全局主要会同国家能源局出台了两个规范性、指导性文件。一个是2013年4月颁布的《核电集团公司核电厂核事故应急场内快速救援队伍建设总体要求》[13],另一个是2014年5月印发的《核电集团公司核电厂核事故应急场内快速救援队伍建设技术要求》[14],统筹加强了对核电集团核事故应急支援力量建设的政策指导。

4.3.1 技术要求编制中的主要考虑

综合福岛后各国的改进实践,以法国最具代表性。法国电力公司在2012年初正式开始组建第一支核快速响应小组,并且参加了模拟演习,演习非常成功[15]。法国在组建核快速救援力量上先行一步,通过对法国快速救援队的建设特点进行分析和调研,对我国来说具有重要的借鉴作用,但是在编制技术要求时还需考虑到两国在如下方面的差异:

(1)运营机制:中国核电厂运营商众多,而法国只有一个运营商“法国电力公司”;

(2)堆型:我国核电厂机组类型多样,而法国机组堆型单一;

(3)管理模式:我国实行国家、地方、电厂三级核事故应急管理模式,各核电厂又隶属于不同的各大核电集团公司,集团公司层面对核电厂主要是领导功能,尚未真正实现对核电厂应急工作的支援,各核电厂业主承担安全责任,而法国的核事故应急组织分为国家、地方、营运单位层面,营运单位层面包括法国电力公司总部和核电厂。

4.3.2 技术要求的主要内容

技术要求的主要内容涉及建设内容、建设原则、队伍定位、救援能力、支援内容、支援方式、组织管理及人员配备、应急设备、工作场所、能力维持等多个方面的内容。

其中对建设内容,包括了队伍的组建和队伍日常工作场所各设施的建设,在工作场所中应建设核电培训中心、物资储备中心及技术支持中心,技术要求还明确了队伍应具备的能力。

技术要求规定要紧紧围绕“保堆芯、防止放射性大量释放、在24小时内为电厂提供人力、设备物资”三个目标建设救援队。同时,对启动原则和支援内容也作出了规定。

技术要求中还规定了救援队伍的组织机构和人员配备(要求救援队伍的人员包括调度协调、运行、维修、辐射监测与防护、技术支持、机器人操作等专业技术人员,这些救援人员由核电集团从其成员单位抽调,定期轮换,总人数在200~250人左右)和救援队应急设备配备标准,包括运输车辆、信息通信设备、运行维修设备、远程遥控设备、辐射监测与防护设备以及后勤保障设备,具体的设备配备标准见表1。

表1 核快速救援队应急设备配备标准Table 1 The standard of emergency equipment for nuclear rapid response force

此外,技术要求规定救援队日常工作场所的选址应考虑核电厂分布情况,便于救援队的及时到位,但应避免极端自然灾害导致的共因失效。

4.4 建设现状

技术要求发布后,各集团都按照要求开始了核快速救援队伍的建设工作。为了又稳又快的开展核快速救援队伍的建设工作,国家核安全局提出了分“两步走”的工作思路。第一步走快走实,依托大型核电基地尽快组建核应急支援队,抓紧形成实战应对和支援能力。第二步走稳走强,推动建立独立实体型的核电集团核应急支援基地和支援队伍,构建专业化、标准化应急支援力量。

2014年5月,中广核集团、中核集团分别依托大亚湾核电基地和秦山核电基地现有培训和应急资源,组建了集团层面核电厂核事故应急支援队伍,配备了应急工程抢险设备,建立了集团支援组织体系和应急支援机制。在中广核、中核集团核电厂核事故应急场内快速支援队伍成立一周年后,中电投集团于2015年5月在烟台举办“中电投集团核电厂核事故应急场内支援基地和支援队伍”揭牌活动,标志着核电集团应急支援工作从依托大型核电基地向建设实体基地又迈出了坚实的一步。目前,中核、中广核、中电投集团分别选定了华东区域的浙江海盐基地,华南区域的广东阳江-大亚湾双基地,华北区域的山东烟台基地作为实体支援基地备选场址,基本满足经济发达、交通方便、资源充足、投放快速的支援基地选址要求。各基地距离救援范围内的电厂可确保核快速救援队在24小时内将人员、物资送达事故核电厂,表2~表4给出了各集团基地距各核电厂的公路里程和时间。

表2 中广核基地与各核电厂的公路里程和时间(公路和空路)Table2 Distanceand tim e from CGN base to the nuclear power p lant(road and air routes)

表3 中核基地与各核电厂的公路里程和时间(公路和空路)Table3 Distance and time from CNNC base to the nuclear power p lant(road and air routes)

表4 国电投基地与各核电厂的公路里程和时间(公路和空路)Table4 Distanceand time from SPIC base to the nuclear power plant(road and air routes)

三大基地建成后,可为我国核电厂应急支援行动提供长期稳定可靠保障,便于实施对各核电厂的应急支援准备与响应工作。

5 小结

福岛事故后,美国、德国、法国都积极开展了核事故应急救援队的建设工作,中国也积极跟踪国际上各个国家在核事故应急救援工作实施方面的进展和经验,编制了技术要求,使得救援队的建设有据可依,结合我国目前核事故应急工作和核电厂的现状,建议:

(1)我国核电厂分布广,而且隶属于不同的核电集团公司,应进一步加强核电集团公司之间的相互支援;

(2)应加快大型设备通用接口改造工作,紧紧围绕救援队“防止反应堆堆芯严重损坏,防止放射性物质向场外大规模释放”的目标,重点研究水、电、气等移动应急救援装备接口通用需求;

(3)应加快完成各集团的应急物资资源信息管理系统建设工作,早日实现集团间资源的快速查询和调配;

(4)参与到运行核电厂的综合演习中,常态化地配合核电厂开展应急演习,以维持救援队的能力;

(5)持续跟踪国外救援队建设进展,积极进行经验反馈。

[1]日本経済産業省原子力安全·保安院(NISA).東北地方太平洋沖地震による福島第一原子力発電所の事故·トラブルに対するINES(国際原子力·放射線事象評価尺度)の適用について[R/OL](2011-04-12)[2012-10-16].http://www. meti.go.jp/press/2011/04/20110412001/20110412001-1.pdf.

[2]AFNI.Implication of Fukushima accident forOperator,Regulatory Body and Government[C].Evaluation Methodology of the Status of National Nuclear Infrastructure Development and Integrated Nuclear InfrastructureReview.Vienna:AFNI,2012:2-22.

[3]环境保护部(国家核安全局)国家能源局,中国地震局.关于全国民用核设施综合安全检查情况的报告[R].北京:环境保护部,2012.

[4]ASN.Comp lementary safety assessments of the French nuclear plants[R].France:ASN,2011.

[5]EDF.EDF experience feedback from Fukushima accident[C].MNTK Conference.Moscow:EDF,2012:3-6.

[6]Jacques Sacreste.Nuclearnew build post Fukushima A strong owner/operator isessential[C].IAEA TM/WSon Topical Issues on Infrastructure Development.Vienna:IAEA,2012:2-29.

[7]ENSREG.Stress tests performed on European nuclear power plants[R].France:EDF,2011.

[8]Giovanni FERRARO.Emergency response organization including FARN[R].France:EDF,2013.

[9]EDF.Nuclear Rapid Response Force[R].France:EDF,2013.

[10]WNN.Industry plans nuclear response centres[R/OL].(2012-10-29)[2013-01-12].http://www.world-nuclear-new s. org/RS_Industry_plans_nuclear_response_centres_2910121. htm l.

[11]环境保护部(国家核安全局),国家发展改革委,财政部,等.核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标[R].北京:环境保护部,2012.

[12]中华人民共和国国务院.国家核应急预案[S].北京:中华人民共和国国务院,2013.

[13]国家核安全局.核电集团公司核电厂核事故应急场内快速救援队伍建设总体要求[S].北京:国家核安全局,2013.

[14]国家核安全局,国家能源局.核电集团公司核电厂核事故应急场内快速救援队伍建设技术要求[S].北京:国家核安全局,2014.

[15]杜蕙.法国核电事故快速反应小组首次参加模拟事故演习[R/OL].新华网(2011-10-19)[2012-02-21].http://www. caea.gov.cn/n16/n1100/n1313/405591.htm l.

The Study on theConstruction Progressof Rescue Team for Nuclear Accidentsallover theW orld after Fukushima Nuclear Accident

CHENYingying,CHENPeng,LIBing,LILi,LUYuanyuan
(Nuclearand Radiation Safety Center,M inistryofEnvironmentalProtection,Beijing100082,China)

A fter Fukushima nuclear accident,the world’s nuclear emergency,especially nuclear power plantnuclearaccidentemergencywork is facing new challenges.Countriesaround theworld have improved the accident responsemeasures from the national level and the nuclear facilities,to strengthen the nuclear accidentemergency preparednessand response capacitybuilding.Based on the research of the construction of nuclearaccidentemergency rescue capabilitiesof France,the United States,Germany,the constructionof nuclear fast rescue forces fornuclearaccidentsemergency atnuclearpowerplantsofChina’sNuclear Power Corporation-levelafter Fukushima issummarized.

nuclearaccident;nuclearemergency;rescue team

TL73

:A

:1672-5360(2015)03-0048-07

2015-04-16

2015-05-17

环保公益项目“福岛事故后二代改进型核电厂改进措施技术要求研究”,课题编号201309054

陈莹莹(1980—),女,浙江义乌人,硕士,高级工程师,现主要从事核设施应急审评与研究工作

*通讯作者:陈鹏,E-mail:chenpengnsc@163.com

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