内陆核电发展基本问题的浅层分析及其研究

马景琦

（大唐环境产业集团股份有限公司特许经营分公司，南京 211106）

1 核电发电原理

核电站发电与火电站的能量来源有所不同，火电站能量来源于锅炉中多种燃料的燃烧，而核电站的能源来自核反应堆中核燃料的裂变反应，这种特定模式下的“燃烧”所产生的热量将水加热至蒸气状态，蒸气送入汽轮机推动叶片转动而带动发电机发电。目前,在以发电为目的的核能动力领域,主要有压水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、重水堆(PHWR)、高温气冷堆(HTGR)和快中子堆(LMFBR)五种堆型，其中应用较为广泛的是压水堆(PWR)核电站。我国绝大多数现已运行的和正在建设的滨海核电站均采用压水堆技术。压水堆核电站由核反应堆中的铀—235核燃料进行链式核反应加热蒸气推动汽轮机发电。

核电站的系统和设备通常由两大部分组成：核的系统和设备（反应堆装置和一回路系统），又称为核岛，负责将核反应产生的热量生产蒸气送入一回路；常规的系统和设备（汽轮发电机系统），又称为常规岛，负责将一回路的热量传递至二回路，将回路中的水加热至高温高压蒸气送入汽轮机，推动汽轮机发电。

2 我国核电现状

根据“国家2005～2020年核电发展中长期规划”，到2020年，核电运行装机容量争取达到4000万千瓦，同时考虑核电的后续发展，2020年末在建核电容量应保持 1800万千瓦左右，目前国家正在调整规划，2020年投产规模有望大幅调高。

我国目前已有四个电站，共计11台核电站机组建成投产，其总装机容量达到900万kW。其中绝大多事核电站采用水堆核电技术，虽采用的技术略有不同，但都属于水堆核电技术，只是代数不同，例如秦山核电站一期和二期为二代，大亚湾核电站，岭澳核电站和江苏田湾核电站为二代半。只有秦山三期二代半重水堆核电技术。

我国在建的核电机组24台，总装机容量2672万千瓦。其中辽宁红沿河核电站，岭澳二期核电站，广东阳江核电站和方家山核电站等均采用具有自主改进的压水堆核电技术CNP1000。上述核电站站址均处于沿海一带，为滨海核电站。此外，预计将追加8台核电站的建设。

3 我国已选内陆核电厂址的特点

秦山核电站位于浙江省杭州市杭州湾畔，田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾，大亚湾核电站，岭澳核电站均位于广东省深圳市大鹏新区大鹏半岛，可见我国的内陆核电站多选址于江河湖泊两岸，具有水量充足，可同时供应多台核电站，取水便利等特点，此外，这些地区的地质稳定，基岩的承载力高，人口的密度较低，十分适合我国内陆核电站的建设。但江河湖泊存在着洪水期水位与枯水期水位之差过大等问题，对采用直流冷却方式的核电站影响较大，故多采用闭式循环冷却方式。

4 内陆核电站选址的原则

我国对内陆核电站的选址标准采用的是国际原子能机构制定的通用标准，主要有以下几个方面，首先考虑人口密度较低、地区平均人口密度较小的地点；其次满足工程建设的自然条件，靠近大量的水源，便于提供冷源和生活用水；再次，地质稳定和不易受其他自然灾害袭击破坏，例如地震、洪水、极端气象等；最后，工程造价，工程的经济性也是选址考虑的原则之一。这些原则对于内陆核电站与滨海核电站是完全相同的。

5 内陆核电站核废料处理问题

所谓核废料，是指核电站在运行中产生的不再需要的且具有放射性的废料。对核废料处理方式有送入太空，深度钻孔，海床下储存，埋入潜没区，冰冻处理和使用液压笼。目前世界上公认的最安全可行的方法就是深地质处置方法。中国对核废料的处理采取建处置库的方案，核废料首先要被制成玻璃化的固体，然后被装入可屏蔽辐射的金属罐中，放在浅地层的处置库里。此外，核电站在运行之前必须将排放量控制在国家环保总局规定值以内，临海的核电站通常采用海水冷却稀释，内陆核电站通常采用内陆江河湖泊的淡水冷却稀释，后者较前者对环境影响较大[2]。

6 内陆核电建设对水环境的影响分析

目前，从世界内陆核电站的具体发展历史来看，欧美众多内陆核电站已安全运行多年，其对水体环境的影响一直处于严格的监管之下，并未出现水体环境异常，放射性物质超标等现象。此外，欧美发达国家也对低放废液在江河湖泊的迁移和扩散进行大量的数值模拟，其研究结果表明低放废液排放对河道水质影响不大[3]。

内陆核电站正常运行时产生的低放废液经过处理后,达到经过科学论证严格规定的排放标准后进行排放,内陆核电站低放废水的排放标准比滨海核电站严格10倍。与滨海核电站坐拥大海相比，内陆核电站低放废水的受纳水体的容积较小，而受纳水体的容积的大小很大程度上决定了低放废液对水环境影响，只要受纳水体的容积够大，也就具备足够的稀释能力和扩散空间，也就能够确保区域的水质安全[5]，这就给内陆核电站低放废水的排放标准提出了一定要求，经过科学论证严格规定的排放标准后进行排放,内陆核电站低放废水的排放标准比滨海核电站严格10倍[4]。此外我国的人口密度大，且众多河流和水库也是附近城市的水源地。同样,在受纳水体为湖泊(水库)的厂址中,低放射性废水的受纳水体均属于大型水库,库容均在10亿m3以上。综上所述，我国内陆核电的选址应比欧美国家更加慎重。

较滨海核电站，我国内陆核电站的建设才刚刚起步，停留在数值模拟的阶段，目前相关部门已对某拟建核电厂运行期间放射性液态流出物在水域的掺混、稀释规律和相对浓度场的分布及其变化规律进行了数值模拟，包括不同半衰期的放射性核素、余氯、盐等。其计算表明，在设计不利工况（P=97%的流量(131m3/s)）下，也能达到国家规定的标准。但必须指出这种数值模拟的方法是建立在纯水流环境下的，并未考虑江河湖泊中大量悬浮物及水生生物的存在，它们对核素的吸附、累积和转移也存在着一定的影响。

7 结论

通过对内陆核电站面临的选址、核废料处理及水资源安全三个问题进行研究分析，虽然内陆核电站建设一定程度上可以解决内陆对能源的需求，但内陆核电站建设及运行必将对环境造成一定影响，除上述考察的问题外，还存在核电站建造周期较长，运行成本大，后期回收困难等。若要实现我国内陆核电站稳步发展，在充分学习研究欧美国家内陆核电站建设经验的基础上，再根据我国实际的地理环境、人文环境、技术力量、监管制度等具体情况，制定我国内陆核电发展的确切方案，走出一条具有中国特色的内陆核电站建设道路。