徐 續(xù),趙 鋒,張啟明,譚承軍
(蘇州熱工研究院有限公司,江蘇 蘇州 215004)
核電廠廠址選擇作為核電建設(shè)的第一步,是保障核電安全的基礎(chǔ),是需要重點關(guān)注的一環(huán)。核電廠廠址選擇中涉及多學科、多專業(yè)的知識,需要對各種候選廠址從社會、政治、經(jīng)濟、技術(shù)等諸多方面予以綜合考慮。同時,核電廠廠址比選需要以科學決策原理為基礎(chǔ),運用工程技術(shù)知識,通過調(diào)查研究和分析評價,進行選擇和決策。
我國已有30多年的核電廠選址工作經(jīng)驗,積累了較多的廠址資料和數(shù)據(jù)。對這些已經(jīng)開展過的廠址特征數(shù)據(jù)進行適當?shù)恼恚梢钥偨Y(jié)形成一套可供量化參考的廠址指標體系,為核電廠選址決策提供一個有效的輔助工具,一定程度上為廠址的優(yōu)劣劃定一個相對客觀的等級[1]。本文主要目的在于嘗試把核電廠前期的選址工作進行數(shù)據(jù)化和程序化,從而為我國核電廠的選址決策提供輔助。
核電廠前期選址工作的關(guān)鍵是要把握好廠址查勘階段容易獲得的、具有顛覆廠址適宜性的相關(guān)廠址特征。
廠址選擇是在指定的選址區(qū)域范圍內(nèi),通過多次篩選和方案比較而選定廠址的,最終選定的廠址,必須符合現(xiàn)行有關(guān)法律法規(guī)的廠址選擇準則的全部要求。
核電廠前期的廠址選擇,必須考慮包括安全(核安全和非核安全)和非安全(經(jīng)濟、技術(shù)、社會、環(huán)境等)兩方面的因素,所選定的廠址必須同時具備技術(shù)可行、安全可靠、環(huán)境相容和經(jīng)濟合理等四大基本條件。
從核安全的觀點考慮,核電站的廠址選擇必須是保護公眾和環(huán)境免受放射性事故所引起的過量輻射影響,同時要對于可能發(fā)生的外部自然事件或人為事件對核電站的影響、與實施應急措施及有關(guān)外圍地帶的人口密度、分布及其他特征、核電站正常的放射性物質(zhì)釋放等問題重點加以研究。
法國核電廠選址遵循技術(shù)經(jīng)濟、安全、環(huán)境和社會經(jīng)濟性準則;美國規(guī)定了地質(zhì)和抗震、水文、氣象、突發(fā)事件、人口密度、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟、安全計劃等項核電站選址的一般準則[2-4]。
我國現(xiàn)行法規(guī)標準是采用國際原子能機構(gòu)制定的通用標準,在地震、防洪、極端氣象、工程地質(zhì)等方面提高了選址的條件。除了在選址時要充分考慮社會、經(jīng)濟等因素外,在評價核電廠廠址適宜性方面,外部自然事件對設(shè)施安全影響評價如地震、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、洪水和極端氣象條件、水體交換、大氣擴散、外部人為事件、人口分布以及應急計劃等方面都應滿足核安全法規(guī)確定的標準和原則[5-12]。另外,降低工程造價,提高工程的經(jīng)濟性也是在選址時要重點考慮的原則。
核電廠廠址選擇工作是一個多目標的決策問題,涉及各個學科的專業(yè)技術(shù),同時考慮政治、經(jīng)濟、文化、自然等各種復雜因素,牽涉大量的資料收集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與計算。這個多目標決策問題,一般需要通過富有經(jīng)驗專家的詳細研究和論證。
為了在核電廠廠址選擇中給專家決策提供有效的輔助,需要在一定程度上為廠址的優(yōu)劣劃定一個相對客觀的等級,形成一個可供量化參考的廠址指標體系。建立廠址特征體系的目的是判斷一個核電廠廠址的優(yōu)劣,而廠址的優(yōu)劣也需要體現(xiàn)在技術(shù)可行性、安全可靠性、環(huán)境相容性和建設(shè)經(jīng)濟性4個方面。因而,廠址的特征體系“歸一化”時也從這4個方面著手。
圖1給出了應考慮的廠址特征示意圖。
如圖1所示,廠址特征可以大致作出如下分類:
建設(shè)經(jīng)濟性:如建設(shè)交通設(shè)施、地基處理、抗震處理、取排水工程、搬遷移民、輸電設(shè)施等;
技術(shù)可行性:如用地條件、建筑材料來源、三廢處理、交通運輸條件等;
安全可靠性:如地質(zhì)條件、自然災害、外部人為事件等;
環(huán)境相容性:大氣彌散、地表水彌散、地下水彌散、人文經(jīng)濟條件等。
擬建核電廠所選定的廠址必須同時具備技術(shù)可行、安全可靠、環(huán)境相容和建設(shè)經(jīng)濟等4大基本條件,選址準則因而也具體落實到這4類基本廠址特征中。
廠址特征量化需要解決的是兩個問題:
(1)輔助評定候選廠址是否及格(顛覆性的因素)。
(2)輔助評定各個候選廠址的適宜性,以便從中找出更適宜的廠址。
對于第1個問題,判定廠址“是否合格”是相對簡單的,實際上是一個定性的問題。如果每一項廠址特征(量)都能滿足法規(guī)或工程要求,那么這個廠址就“及格”了;只要有一項廠址特征不能滿足,那可能這個廠址的適宜性就需要大量工作詳細論證。
對于第2個問題,要比較、評判多個候選廠址的優(yōu)劣,更多的時候則是一個定量的問題。不僅要對每一項廠址特征(量)給出其量化、可比較的指標值,更要提供一種可以把各項廠址特征進行綜合的方法,并以某種可行的方式給出,以便作為判斷廠址特征優(yōu)劣的參考。但由于核電廠廠址的各項特征涉及不同的專業(yè)區(qū)域(地震、水文、氣象等),相互之間有很大的區(qū)別,如果要將各項特征綜合起來,必須要找到一些共同特征,將各項特征統(tǒng)一起來“歸一化”,才能進行相應的比較。
對于一些以文字描述形式給出的指標,或者評價時仍難以得到確切數(shù)據(jù)的指標。只能直接給出對應指標實際值的評價值,評價值有優(yōu)、良、中、差和顛覆5個等級,對應于4~0的分值來表示等級數(shù)。
對于其他的特征指標,也可以按照以上指標量化的方法進行量化分析。
以紅沿河核電廠為例,廠址共有特征指標43項,其中廠址安全性指標16項,廠址環(huán)境影響指標9項,廠址經(jīng)濟與政策性指標12項,廠址應急可行性指標6項,未出現(xiàn)顛覆性因素。
在廠址安全性的16項指標中,有8項得4分,5項得3分,2項得2分,1項得1分,廠址安全性方面得分為52分。
在廠址環(huán)境影響9項指標中,有6項得4分,2項得3分,1項得2分,廠址環(huán)境影響方面得分為32分。
在廠址經(jīng)濟與政策性的12項指標中,有8項得4分,4項得3分,廠址經(jīng)濟與政策性方面得分為44分。
在廠址應急可行性的6項指標中,有5項得4分,1項得3分,廠址應急可行性方面得分為23分。
由此可知,紅沿河核電廠涉及廠址安全、環(huán)境、社會經(jīng)濟和應急的43項特征指標量化得分為151分,占總評分的87.8%,為優(yōu)良的核電廠廠址。
此外,本文研究的廠址比選特征量化方法對于同一地區(qū)的多個廠址優(yōu)劣比較具有較強的針對性,可以把核電廠廠址前期容易獲得的相關(guān)廠址特征數(shù)據(jù)化和程序化,為政府和專家的決策提供高效的輔助。
本文從建設(shè)經(jīng)濟性、技術(shù)可行性、安全可靠性和環(huán)境相容性4個方面分析了核電廠前期選址的主要特征指標,以核電廠的洪水指標為例,分析了核電廠廠址特征指標的量化,并給出了國內(nèi)部分核電廠廠址的洪水特征指標的量化評分。同時,以紅沿河核電廠為例,詳細分析了核電廠安全、環(huán)境、社會經(jīng)濟和應急4個方面的特征指標以及量化評分情況。通過這種廠址特征指標選取和量化比較的分析思路,可以為核電廠前期的廠址比選提供依據(jù),為核電廠選址時政府和專家的決策提供有效的輔助。
[1]中國廣東核電集團公司研究課題.核電廠備選廠址特征量化及評價體系的研究[R],2008.11.(Study Subject of China Guangdong Nuclear Power Corp., Ltd.Study on Candidate Nuclear Power Plant Site Characterization and Evaluation System[R],2008.11.)
[2]U.S.NRC.10 CFR PART 50(NRC Regulations Title 10, Code of Federal Regulations).
[3]U.S.NRC.Regulatory Guide 4.7: General Site Suitability Criteria For Nuclear Power Stations(Revision 2), April 1998.
[4]U.S.NRC.Generic Environmental Impact Statement for cense Renewal of Nuclear Plants.NUREG-1437.
[5]國家核安全局.核電廠廠址選擇安全規(guī)定(HAF101)[S],1996.(NNSA.Provisions on Nuclear Power Plant Siting Safety (HAF101) [S], 1996.)
[6]國家核安全局.核電廠廠址選擇中的地震問題(HAD101/01) [S],1994.(NNSA.Seismological Issues in Nuclear Power Plant Siting (HAD101/01)[S], 1994.)
[7]國家核安全局.核電廠廠址選擇的大氣彌散問題(HAD101/02) [S],1987.(NNSA.Atmospheric Diffusion Issues in Nuclear Power Plant Siting(HAD101/02) [S], 1987.)
[8]國家核安全局.核電廠廠址選擇及評價的人口分布問題(HAD101/03) [S],1987.(NNSA.Population Distribution Issues in Nuclear Power Plant Siting and Evaluation (HAD101/03) [S], 1987.)
[9]國家核安全局.核電廠廠址選擇外部人為事件問題(HAD101/04) [S],1989.(NNSA.External Man Induced Events in Nuclear Power Plant Siting(HAD101/04) [S], 1989.)
[10]國家核安全局.核電廠廠址選擇中的放射性物質(zhì)水力彌散問題(HAD101/05) [S],1991.(NNSA.Hydraulic Diffusion of Radioactive Substance in Nuclear Power Plant Siting (HAD101/05) [S],1991.)
[11]國家核安全局.核電廠廠址選擇與水文地質(zhì)的關(guān)系(HAD101/06) [S],1991.(NNSA.Relations between Nuclear Power Plant Siting and Hydrogeology (HAD101/06) [S], 1991.)
[12]國家核安全局.核電廠廠址選擇的極端氣象現(xiàn)象(HAD101/10) [S],1991.(NNSA.Extreme Meteorological Phenomena in Nuclear Power Plant Siting (HAD101/10) [S], 1991.)