探秘海阳核电站

李俊+陈少智

首批AP1000示范项目有望成为中国核电全球化的安全“跳板”。

山东海阳，三面环海的岬角东端矗立着一组巨型白色建筑。荷枪实弹的警卫守卫着这个禁区——山东海阳核电站。

总投资超千亿元的海阳核电站，与位于浙江的三门核电站同為中国自主核电技术AP1000三代核电技术引进消化吸收的标志性项目，承担中国核电自主化的重任。

海阳核电站的AP1000技术是在总结美国三哩岛、苏联切尔诺贝利、日本福岛事故基础上设计的最新一代核电技术。白色、糖罐式的核岛，能承受大型飞机的撞击。

尤其是核电站的非能动安全相关系统，取消了安全系统对电源的依赖，大大降低了失去场外电源、全厂断电事故导致的堆芯熔化的可能性。在丧失全部厂外和厂内交流电源后的72小时内，仅需操纵员简要操作就能自动建立和维持机组的安全停堆状态，显著提高了安全系统的可靠性和电厂的整体安全，是核电站设计的最大亮点。

“非能动”保障

海阳核电站的业主单位是山东核电有限公司，隶属于国家电力投资集团（下称国家电投，由中电股和国核技合并重组）。

海阳核电站规划建设6台百万千瓦级核电机组，其中一期工程建设2台从美国西屋电气公司引进的AP1000百万千瓦级压水堆核电机组，作为核电自主化依托项目。

2009年9月，海阳1号机组正式开工建设，目前已进入主系统调试阶段，预计于今年并网发电。

山东核电安全质保部副经理李宁向《财经国家周刊》记者介绍，海阳的2号机组与1号机组保持10个月的间隔工期，3号机组已完成前期准备工作。三大结构模块准备就绪，现场已具备浇注第一罐混凝土（FCD）条件，待国家核准后即可正式开工。

核岛是核电站的核心建筑，高70余米，直径44米，核岛外层有近1米厚的钢筋混凝土屏蔽墙和内置钢制安全壳。钢制安全壳由260块平均厚度约44毫米的弧形钢板焊接而成，总高66米，直径约40米，顶和底为椭圆形的封头，中间柱形筒体高约43米，全部组装完成后的重量达3468吨。

李宁表示，如果将安全壳入口重约10吨的设备闸门与旁边的人员闸门关闭后，安全壳内将形成一个全封闭空间，可将事故发生后的影响有效控制在安全壳内。

在安全壳上方、屏蔽墙顶部，设置了一个2800多吨的储水箱。一旦发生事故，堆芯热量传递给钢制安全壳，这个大水箱则通过重力喷淋，加上与外界大气的自然对流，扩散，蒸发，冷凝，不断冷却安全壳，从而确保核电站第三道安全屏障的安全。

“这个水箱就是AP1000非能动安全系统的一个组成部分。”李宁介绍，与其他核电站相比，AP1000非能动理念使专设安全设施简化，安全支持系统以及安全级设备和抗震厂房减少，核电站常见的1E级应急柴油发电机系统和很多能动设备被取消。大宗材料需求明显降低，阀门数量减少了50%、泵减少36%、管道减少83%、电缆减少87%。

日本福岛核事故中，最大的教训是海啸破坏了应急柴油发电机，导致核反应堆失去冷却。而“非能动”理念引发了核电站安全系统设计的革命性变化，由于采用非能动设计及先进的全数字化仪控系统，人机界面更加友善，大大降低了人为错误。

AP1000在其他设备设计方面也有很大改进。比如，主泵采用屏蔽泵，从根本上防止了传统主泵的轴封泄漏问题;压力容器底封头无贯穿件，不存在底部泄漏问题;经过独特设计的爆破阀在事故状态下能够百分之百可靠打开，核岛内的6英寸及以上高能反应堆冷却剂系统管道和部分主蒸汽管道按破前先漏（LBB）设计技术，可有效探测防止管道突然断裂导致的较大事故等等。

根据概率安全分析结果，AP1000核电站堆芯熔化概率和大规模放射性释放概率远优于二代核电机组和核安全法规要求。

杜绝人因失误

山东核电工程部核岛施工二处处长李斌向《财经国家周刊》记者介绍，海阳核电站在施工高峰期有近万人，几十家单位同时作业，每个螺丝钉、每个人都要做到有章可循、有据可查，有源可溯。“不夸张地说，我们的各种规程能堆满整间屋子。”

核岛钢制安全壳全部组装完成后的重量达3468吨。

人员进出管理就大有学问。海阳核电站工作现场出入的人员都身穿各种颜色的马甲，每种颜色代表一个单位或一个工种，只能在相对应的规定区域作业，类似航空母舰甲板上的地勤人员分类。

每块区域又分设不同机构的不同检查人员进行现场监督管理，确保核电站建造的安全性。新进场人员须经过严格培训并取得相应授权，且有专人关注、指导并二次检查其工作质量。这是防止失误的具体举措。

从全球核电站运行的经验看，人因失误一直是影响核电站安全的重要因素之一。山东核电为此专门设置了防人因实操培训教室，开发了防失误理论及实操培训课程，对员工开展专项培训。“该项培训在山东核电是一项全员培训，每人还要定期进行复训，从项目正式启动至今，已完成培训3000多人次。”李斌说。

海阳核电站的各项标准都是取国内、国际规定标准的上限，保证一次就把事情做好。此外，为了能够最大限度管控安全风险而进行了大量管理成本投入。

尤其是像AP1000主管道采用高品质不锈钢整体锻造而成，可以最大限度地提高核电站的安全性和可靠性。

在AP1000技术转让合同中，主管道是唯一没有技术转让和技术支持的关键设备。与其他堆型的主管道相比，其锻造制造技术也为世界首次尝试，由国内厂家首次制造成功。以往，像压力容器、蒸汽发生器等这些可谓“高精尖”的三代核电设备基本都要进口，如今大多实现了国产化。

核电站探索建立了集工程建设、调试、生产运营等于一体的标准化数据库，形成若干标准化成果，将先进经验向后续项目传递，为AP1000的批量化建设奠定了基础。2012年，國家核电技术公司与美国绍尔集团公司签署了《美国VOGTLE项目技术支持服务合同》，在同年派出了首批6名工程技术支持人员赴美参加VOGTLE核电项目建设。

安全“黄金人”

核电机组的“最强大脑”是中央控制室，大小二三十块荧屏，监控着核电机组的每台设备。

山东核电运行部高级操纵员温冠峰对《财经国家周刊》记者介绍说，核电站运行操作的每一个指令都是从主控室里发出，决定着核电机组的每一个零部件运行状态，等于核电站运营的大脑，“操纵员就是管理这个最强大脑的‘黄金人。”

核电操纵员因其培训费用高达上百万元，被业界称为“黄金人”。在正常运行的核电机组里，主控室一般会有5名持照操纵员，其中包括三名操纵员和分别担任值长和副值长的两名高级操纵员。

在核电机组运行期间，担任值长的高级操纵员拥有现场最高决策权，可调动一切资源保证核电机组安全运行。一旦需要对任何异常情况下达指令时，值长须凭借长期积累形成的专业素养和经验，迅速做出判断并提出处理方法，保证核反应堆始终处于安全状态。

要成为一名“黄金人”并非易事。首先操纵员必须具有理工科大学本科及以上文化程度，毕业后需要完成100多门课程的学习，并经过考核合格，在全范围模拟机上完成机组启停、事故处理等场景的培训考核，层层过关之后，要通过国家核安全局的现场考试、模拟机考试、笔试、口试四个环节的考核，全部考试合格后才能发给操纵员执照，才具备操作控制核反应堆的资格。

“至少需要4-5年才能培养一个合格操纵员，7年左右才能培养一名高级操纵员。”山东核电培训部模拟机处副处长郑剑告诉《财经国家周刊》记者，粗略测算，核电站主控室的首批高级操纵员除了参加各种严格的培训，在正式上岗前还需要3000小时的等效运行经历。但取照考试结束并不是终结，持照人员还要定期进行模拟机复训，每两年需重新通过国家核安全局的换照考试，才能继续上岗。

操纵员的责权及流程设置非常明晰，其操作权限在机组设计时就已经限制在正常范围内，且每一步处置并不能完全依据经验，而是有严谨的规程可查、可依、可控且做到有预案。严谨的规程来自10多个部门、几百人的团队对工作提供的技术支持。

温冠峰表示，操纵员下达的每个指令，都是经过反复论证总结出的运行规程，运行规程还会根据实际运行中发现的情况不断改进，以确保其安全有效性。

“就像外科医生在手术前不能有任何思想压力和情绪波动一样，才能确保安全工作。”温冠峰表示，核电操纵员工作中担负着核安全的重要职责，承受着巨大的压力，在岗的每一分钟始终都要保持遵守程序的工作习惯和质疑的工作态度，遇到安全问题保守决策并时刻保持对核安全的敬畏之心。此外，还必须遵守严格的异常报告制度，这是核安全文化的透明体现。

在距离反应堆不远的地方，有一幢两层楼高且没有窗户的白色建筑，那是核应急响应体系的最后一道屏障——核应急指挥中心。

山东核电保健物理部副经理张鹏飞向《财经国家周刊》记者介绍，如果发生意外，核应急指挥中心能在完全隔离的情况下，至少保证7天时间的自给自足。应急人员来自各个部门一线的工作骨干，这些人员会定期接受应急培训、参加各类应急演习，并24小时处于待命状态，确保在应急状态下能够随时启动和响应。

“在核电站，必须严格执行程序、规程和各项规章制度，这是确保核电站安全的基本保障。”张鹏飞说。