这是我国研发计划的存在完整自立常识产权的第三代核电技巧的华龙一号核电站。它采取了我国领有自立常识产权的第三代压水堆核电站技巧，每个机组占地都超越了 3 万平方米，有 4.2 个尺度足球场年夜，二十层楼高。平日一个核电站有六到八个机组，一天大略能够收回 2700 万到 2800 万度电，对核电，信任差友们多几多少都有懂得。但谈到 “ 核 ”，总难免有人想到保险成绩。这么多核燃料堆在这个各人伙里真的保险吗？咱们又是怎样保证核电站保险的呢？为了弄明白这些成绩，咱们离开了位于福建云霄的漳州核电，来实地解答一下咱们心中的疑难。核电站是怎样运转的 核反映堆的道理 要弄清核电站怎样保障保险，咱们起首要晓得，核电站是怎样发电的。家喻户晓，固然带 “ 核 ” 看起来比拟矮小上，但现实上，核电站实质上仍是换了种燃料烧开水。在华龙一号中，一共有三条回路彼此共同，烧两次 “ 开水 ”。起首是停止核反映的一回路，也是核电站第一次 “ 烧水 ” 的处所。在这里，跟着燃料棒拔出反映堆，铀235 在接收中子后产生裂变一分为二，同时放出大批的热量，加热与反映堆直接打仗的硼酸水。不外，此次水并不会 “ 烧开 ”。咱们晓得，压力越年夜，水的沸点也会越高。而核反映堆地点的压力容器，是一个压力可能到达 150 个年夜气压的 “ 超等高压锅 ”。在这个压力下，即便加热到 320 摄氏度，水也不会沸腾。在这条回路上，衔接着一个叫做 “ 蒸汽产生器 ” 的密封容器。在这里，被密封在 U 形管中的一回路水，起到了相似烧水壶中热管的感化，将热量通报给二回路，停止第二次 “ 烧水 ”。此次，在常压情况下，二回路的水会被畸形 “ 烧开 ”，构成饱跟水蒸气，驱动汽轮机发电。最后，三回路会抽出海水，在冷凝器中将二回路中经由汽轮机的蒸汽从新冷凝成水持续轮回。这种构造将 “ 有核 ” 与 “ 无核 ” 的回路完整断绝开来，将核电厂分红了停止核反映 “ 核岛 ” 与不打仗核资料的 “ 惯例岛 ”。各人当初看到的，就是核岛中的中心组件，反映堆，在它的外部，装载着给核电站的动力心脏，由 177 组 “ 燃料组件 ” 依照核燃料浓度编组排布而成的燃料堆芯。在每组燃料组件中，都有一捆如许的锆合金管燃料棒，他们傍边包裹的，是一节节被加工成短圆柱体，长得像玄色粉笔的二氧化铀燃料芯快。除了燃料棒，另有一组叫做把持棒的组件。在反映堆运转时，能够依据操纵职员的指令拔出或许抽出核反映堆。此中比拟特别的，是含有铍9 跟锎252 的 “ 启动 ” 把持棒。当它们被拔出核燃料后，会向四周八方开释中子。这些中子与核燃料联合后，铀原子会变得不稳固，并决裂成两个较小的原子核，放出大批能量。这时间，反映堆会收回幽幽的蓝光（ 切伦科夫辐射 ），并天生更多的中子，激发下一级的核裂变，而后将这种反映一级一级的通报下去。也就是咱们常常听到的 “ 链式反映 ”。但核电站的 “ 链式反映 ”，实在是一条保险的 “ 单链 ”。在年夜少数情形下，铀235 产生裂变时会开释 2 ～ 3 其中子。假如这些中子全体激发次级核裂变，那么核裂变的次数将会以多少何级数的方法一直增添，构成一传十，十传百，核反映会越来越激烈的 “ 超临界状况 ”。假如在某一级，中子全体逸散，不中子进入下一级，则会进入核反映逐步结束的 “ 负临界状况 ”，让核电站供电不稳固。以是，为了稳固地转化电力，核电反映堆中的铀燃料浓度就不克不及太高，才干便利把持。经由过程拔出或许抽出把持棒，就能调控反映堆的中子浓度，让核反映一直处于一个铀235 核的裂变刚好激发另一个铀235 核的裂变的 “ 临界状况 ”。以是，在畸形的运行状况下，核电站中停止的核反映一直的保险的。核电站构造上怎样防护然而，作为 “ 国之重器 ”，在核电站的建筑进程中，不克不及只斟酌畸形的运转状况，还要斟酌突发情形下的应答办法。而包裹着核反映堆跟一回路水的核岛，则是极限状态下相对的设防重点。 第一、二道屏蔽（ 燃料棒 ）为了维护极限情形下核岛的完全性，华龙一号在从燃推测厂房的各个环节设置了的四道保险屏蔽。前两道屏蔽就是咱们后面提到过长得像玄色粉笔的核燃料芯块跟包裹它的金属包壳管。核裂变发生的喷射性物资中，98% 以上都市滞留在陶瓷芯块中，不会被开释出来。而陶瓷芯块则被被压紧 “ 封印 ” 在两头密封焊接的锆合金管内。这种资料可能蒙受 1200℃ 的低温，而且可能接收中子，避免喷射性物资进入一回路的水中。 压力容器 在反映堆的外围，则是第三道屏蔽 —— 压力容器。这是一个壁厚高达 20cm，可能耐低温、高压跟强辐射的 “ 铁罐子 ”，紧紧包裹住了全部核反映堆。即便燃料棒产生破坏，它也可能禁止反映堆的辐射泄露到核岛的厂房中，把异样辐射把持在反映堆内。 保险壳 在压力容器外，华龙一号另有双层混凝土保险壳作为最后，也是最主要的一道屏蔽。也就是各人当初看到的这个宏大的半球形水泥盖子。华龙一号的保险壳分红两层，外壁厚 1.5 米，内壁 1.3 米，内壳的名义还加有六毫米厚的钢材。现场的任务职员告知咱们，就连两层保险壳之间在模子上看上去很窄的缝，外面都能站团体。保险壳的建立进程中，全部资料都遵守最高的强度请求，采取了标号最高的 C60 混凝土四级钢筋。可能有差友对这些标号没什么观点。恰好，在差评君去华龙一号观赏的那天，还去看望了一下工地。核岛邻近的施工现场，差评君也是真逼真切的感触了一把跟手段差未几粗的钢筋。因为咱们所处的是核岛绝对比拟外围的设备，这里的钢筋用的还只是三级，真正架在保险壳上的钢筋，比咱们看到的还要粗上不少。依据统计，单单在在华龙一号机组的建立进程中，就应用了 27.28 万方混凝土跟 9.21 万吨钢筋，差未几够盖两个鸟巢。不外，对核电站来说，在极其情形下 “ 牢固 ” 还远远不敷。核岛的保险构造怎样保障这种危急时辰的保险：为了保障在对反映堆的把持生效，以致遭受地动、海啸等极其情形，核电站自身的供水供电遭到影响的情形下的保险。华龙一号还装备了一四套冷却反映堆的保险体系作为核电站的 “ 应急预案 ”。能动 + 非能动的应急堆芯冷却能动 + 非能动的二次侧余热排挤能动 + 非能动的保险壳热量导出能动 + 非能动的堆腔灌水冷却 一直电的时间 起首，在反映堆压力容器跟蒸汽产生器上，都有一条紧迫情形下备用的灌水管道。在保险壳的顶部，还设有喷淋安装。一旦发明反映堆冷却缺乏或许蒸汽产生器呈现管道决裂掉水，任务职员就能激活这套应急体系，从放置在核岛底部的换料水箱中抽水并注入到堆芯跟蒸汽产生器地点的回路中，并启动喷淋安装给核岛降温。然而，不论是紧迫灌水仍是喷淋，也仍是须要把持体系的驱动。 断电的时间 以是，针对可能停水停电的极其情形，华龙一号还给这个须要电力的 “ 能动 ” 备份计划，计划了一套能够完整离开电力运转的 “ 非能动 ” 计划，作为 “ 备份的备份 ”。在一回路、蒸汽产生器上，各有一个悬在高处的水箱，当检测到反映堆过热时熔断阀门主动启动。在重力的感化下，将冷却水灌入反映堆跟蒸汽产生器中。保障在工场全厂完整断电的情形下，也能核岛也能实现主动散热。而且，混凝土外壳的 “ 穹顶 ” 表面这一圈凸出来的 “ 帽子 ” 里，也有一个存满了冷却水的宏大环形水箱。经由过程热管，水箱链接着保险壳内的换热器。当反映堆过热时，外部的温度会加热换热器，把保险壳 “ 帽子 ” 里的水烧开，经由过程水蒸气把热量带出去。 冷却生效，堆芯融毁 即便这些办法全体生效，堆芯真的产生了熔毁，也同样有能动与非能动两套计划停止堆腔灌水，封逝世压力容器的底部，将熔化的喷射性物资把持在核岛内。 全体生效，保险壳破坏 最后的最后，即便真的产生了最坏的情形，堆芯产生爆炸，保险壳两层之间还采用的负压计划也能保障环形地区的压力低于年夜气压。即便产生破坏，也是吸入外部氛围，不会将核岛内的氛围往外排，最年夜水平的下降辐射物资的外溢。华龙一号的人控保险保证 人控工程 ( 为了避免事变产生 )固然，以上咱们聊到的，都是安装自身的防护，但再完善的安装，毕竟也是要靠人来运转的。操纵核电站，实在是一项既复杂，又须要时辰正确与专一的任务。 三组人控备份 咱们离开一个模仿的主控室，这里跟实在的主控室会截然不同，全部的学生要在这里接收培训。个别来说，这里正式运转的时间会有三位任务职员在这里任务。分辨是在这个地位的值长，他担任监视全部核电站的运转。第二位是 ROA，他担任全部有核的局部的把持。第三位是 ROB，他担任无核的局部，也就是汽轮机谁人局部的运转。这两套体系有很年夜的保险冗余，比方说，ROA 或许 ROB 宕失落的时间、呆板坏失落了，另有一片电脑 —— ROC。它能够来做 ROA 跟 ROB 截然不同的操纵。即使 ROC 也宕失落了，另有一片纯机器的把持台，能够做到跟上边说的截然不同的事件。 “ 黄金人 ” 的培育 华龙一号的任务职员向咱们先容，从一个结业生到成为一个能上岗的核电站把持员，至少要经由上百次年夜巨细小的测验。在这个进程中，参加培训的 “ 准备役 ” 操纵员要进修 14 门实践课程培训，还得获得辐射防护、产业保险、消防、抢救跟应急各种受权。还要来咱们这个模仿机组停止实战测验，模仿机组突发应急变乱。并且就算全体经由过程了这些测验，也并不代表就高枕无忧了。每五年，考取了执照的把持员还得停止一次换照测验，从新回炉一趟。 三向交换法 除了专业常识之外，在核电站的高压情况下，即便是一个最简略的按钮操纵，万一把持员懂得错了指令，或许按错了纽，也都可能会激发重大的成果。为了防止这种把前门楼子听成胯骨轴子的误操纵，核电站里的任务职员会应用一种叫做 “ 三向交换法 ” 的特别方法相同。当一个小组的成员收到指令当初要在电脑上点击一个 “ A ” 按钮，他必需先跟事先值班的组长报告：“ 我当初恳求点击这个按钮 A。” 组长在收到恳求后，要反复这个恳求的完全内容而且反诘：“ 你能否确认你要点击的是按钮 ‘ A ’。” 而后，提出操纵恳求的成员须要再反复确认一次完全内容：“ 我确认我要按下的是按钮‘ A ’。” 最后，组长才干下达下令：“ 我批准你按下按钮 ‘ A ’。” 这时间，组员才干在组长的凝视下停止操纵。在这个进程中，下令的发动者跟确认者，要重复确认三次完全的下令，最年夜水平确保了不指令上的曲解，保障人控的保险。就在咱们这趟看望后未几，漳州核电的一号机组曾经实现了并网发电，别的天下另有 43 台机组也在建立中。在完整建成之后，6 台华龙一号机组它可能满意 600 万生齿的用电需要。年发电考量超 600 亿度。差评君感到，一个浅易的现实是，咱们须要核电，也须要保险。化石动力只是人类的老手年夜礼包。但人类无奈永久躺在摇篮里。总有一天，人类须要分开摇篮。而核能，则是现在看起来最有可能辅助咱们分开摇篮的计划。怎样打造完整保险的核电，兴许是一个永久的命题。但剖腹藏珠相对不是谜底。