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3 忽悠与糊弄
新世纪之初, “六君子”提出全盘引进的建议,其主要内容是:现在我国已掌握的二代改进型核电技术落后、不安全,在严重事故预防、缓解措施等方面与国际上新的核安全标准还存在差距,不能再建。需要通过国际招标,依靠比以前更彻底的全套引进国外“成熟的先进第三代核电技术”,由外国核电供应商负责为我国建造头两台第三代机组,再在外国供应商的支持下建设后续的另两台机组。在2010年之前开始实行这种引进机型的批量建设,并于2020年达到4000万千瓦的目标。今后中国的核电机组必须全部采用这种技术,从而实现“一步跨越”统一堆型。为了便于实施全盘引进,在组织上依靠行政权力成立一个新公司,通过它(亦即现在的国核技)来干预企业和市场。当这个建议被采纳后,六君子便成为国核技筹备组成员(现在又成了国核技专家委员会专家),在筹备组长和后来的公司董事长以及个别其他人的领导下紧锣密鼓地展开全盘引进。
2006年12月,历时两年有余的中国第三代核电厂核岛供货国际招标终于尘埃落地,美国西屋公司的 AP1000成为最后的赢家。同月,中美两国政府签署了技术转让的谅解备忘录,双方企业签署了项目合作备忘录,并继续就商务合同进行谈判。2007年3 月,国核技(筹)与西屋联合体在北京签署第三代核电自主化依托项目核岛采购及技术转让框架合同,选定在浙江三门和山东海阳建设四台AP1000机组。同年 5月,国核技正式成立。同年7月24日,国核技与西屋在北京签署了技术引进协议,“一步跨越”正式付诸实践。但全盘引进从招标起就不能自圆其说,经不住推敲。下面简单剖析一下全盘引进鼓吹者们的忽悠与糊弄招数,示于世人。
(1)危言耸听、夸大其词:二代改进型技术安全性到底如何?
全盘引进的鼓吹者们指责我国现已掌握的二代改进型压水堆技术落后、不安全,弄不好要出三里岛、切尔诺贝利那样的严重事故,不能再建。事实真是如此吗?
众所周知,世界核电发展50多年共发生过两起严重事故,对美国和全世界的核电发# j5 [%展带来重大影响。一起是1979年发生在美国三里岛核电厂。事故是由于设备故障及操纵员失察、误判断和误操作,导致2/3堆芯熔化或严重损坏,有50%的气态裂变产物从燃料中释放出来进入安全壳。但由于安全壳的良好屏障作用,事故中没有人员伤亡,对公众未造成任何辐射伤害,对环境的影响微不足道。该事故某种程度上反证了压水堆的安全性。另一起1986年发生在前苏联切尔诺贝利核电厂石墨沸水堆4号机组。瞬发超临界事故导致反应堆及其厂房完全被毁,造成重大人员伤亡,大量放射性物质逸散到环境,对当地社会造成巨大的经济损失和极其恶劣的影响。事故的主要原因是这种堆型本身的设计缺陷(主要是:反应性正汽泡系数,控制棒设计下落速度过慢引入正反应性,无安全壳等)与运行人员违章操作共同作用的结果。作为另外一种堆型的压水堆根本不存在这些设计缺陷。事故后苏联采取了多种整改措施,使得同类事故不可能再度发生。然而由于少安全壳这道最后的安全屏障,今后这种石墨沸水堆全世界不会再建。
从上世纪80年代开始,美国核电运行研究院(INPO)牵头,在提高二代核电厂运行安全可靠性方面开展了大量卓有成效的工作。突出表现在:推动核电厂全体员工普遍建立与提高的安全文化意识、质量保证体系的健全与改进、人员培训与再培训条件的改进,有组织、规范化的运行经验反馈、水化学与设备材质的控制、无损检测技术的研发、先进计算机技术、高燃耗燃料组件、PSA技术、新材料 (Incnel690、Zr-4合金等)的运用、一揽子设备可靠性管理等。通过INPO和各电力公司的共同努力,美国投运核电厂的运行安全可靠性有了长足的进步,运行性能指标总体良好。不仅如此,现役核电机组申请延长20年使用寿命在美国蔚然成风,而且已有近半数的机组获得了美国核管会(USNRC)的批准。事实上现在世界上正在运行的二代核电机组通过二十年左右持续不断在停堆换料中安排的整改,可以说都已经进化为二代改进型技术,只是改进程度上有所差别。我国核电起步较晚,国外在设备与系统设计、材料选择等方面的改进均已充分吸纳,所有投运核电机组的运行业绩良好,维持在世界运行中值或以上的水平,没有发生过一起国际2级及以上的核事故,放射性排出物剂量水平远低于国家标准。国际上业内人士的共识是:二代改进型压水堆的安全性是可以接受的。截止到 2008年底,全世界投运核电机组439台,二代轻、重水堆占到80%,三代先进沸水堆才有几台,三代压水堆一台还没有。难不成各国政府和核电界都不重视安全,拿公众生命和社会环境当儿戏吗?答案只能是:这全是全盘引进的鼓吹者们在有意危言耸听、夸大其词地忽悠。“六君子”喋喋不休地宣传第二代改进型核电厂不安全的另一个“理论依据”是概率安全分析(PSA)数据。他们还煞有介事地写文章说,“第二代核电厂的堆芯熔化几率在10ˉ4/堆年左右,如果发展到100个核电反应堆,每年发生堆芯熔化严重事故的几率将达到1%,这是‘百有一失’,而不是‘万无一失’,是不能接受的“。这种说法有很大的误导作用。照此推理,如果达到1万个堆年或1000个反应堆运行10年,就会发生1次堆芯损坏事故。青年学者刘长新看不下去了。他发表了一篇文章,用概率论知识进行计算。他写道:“1万个堆年发生堆芯损坏(至少一次)的概率约为0.63。这个结果至少说明两个问题:第一,此处的堆芯损坏概率是0.63,而不是1或100%;第二,此概率具有先验性质,需要大量重复,或者说要出现n个1万个堆年时,才有规律性可言。这就是说,该值仍是可能性问题,而不是确定性问题”。
(2) 盛名之下,其实难副:AP1000有多成熟?
AP1000采用全非能动安全技术,理念先进、系统简单,应该说是一种基于成熟技术的新堆型设计。我们在工作中也曾推动过类似研发。但是许多实例证明基于成熟技术的新集成未必就肯定成熟,可能在集成改进过程中的耦合匹配上出现这样或那样的问题。例如西屋公司还从来没有制造过AP1000需要的那么大流量、大功率且带惰转飞轮的屏蔽泵,也不知道如何验证其60年设计寿命,首台泵充其量算是工程样机,不是成熟产品。另一个问题是关于三代核电技术最得意的严重事故预防与缓解措施。国核技的一位核安全专家撰文介绍了AP1000采用的“压力容器内滞留”(IVR)技术:当万一反应堆发生堆芯熔化严重事故时,把熔融物滞留在反应堆压力容器内,用水淹没压力容器外的堆腔,从压力容器外提供冷却来避免下封头被过热熔穿。这种情况下发生热熔穿的机理是沸腾危机。它发生在下封头热通量超过该处的临界热通量时,泡核沸腾突然转为膜态沸腾,很低的传热系数造成壁温大大升高造成熔穿。所以容器壁的热通量一定要小于临界热通量。经济合作和发展组织(OECD)于1994年启动了3年的RASPLAV 试验计划,由俄罗斯库尔恰托夫原子能研究院牵头,包括美、法在内的14个国家参加研究。试验使用真正的原型堆芯材料。此外,爱达荷国家工程和环境实验室(INEEL)的J.H.Scobel计算得到金属层的峰值热通量为1720kW/m2,在该处的临界热通量为1890kW/m2,前者与后者之比为 0.91,表明在这种假设的保守极限情况仍有裕度。换种说法,烧毁比(临界热通量与最大热通量之比)为1.1。大学本科生都学过,反应堆热工设计计算规定最小烧毁比不得低于1.3。这里裕度到底够不够,该位核安全专家对此未作评价。但事实是:牵头研究的俄国VVER91(用于我国田湾核电厂)没有采用 IVR,而法国AREVA公司更撰文指出:“围绕IVR设想所涉及的主要物理现象展开的论证仍然有很大的不确定性,这个解决方案在最初是不予考虑的。这个决策的主要理由是在最大热通量和临界热通量之间只有很小的裕量,它涉及反应堆压力容器失效的危险。如果发生这种情况,将需要考虑严重的燃料一冷却剂相互作用(FCI)引起早期安全壳破损的可能性。因此,EPR堆芯熔融物滞留原理是基于在反应堆压力容器外部滞留。通过提供干式的堆腔和干式的扩展隔间防止在压力容器破损期间在压力容器外发生燃料—冷却剂相互作用的危险”。一家公司公开说另一家公司的技术有问题,这是非常罕见的现象。
据知情人士透露,全盘引进的鼓吹者们向国务院领导汇报“成熟的”AP1000技术时,一位副总理问道,你说它成熟,怎么世界上一台都没有呢?弄得鼓吹者无言以对。关于技术成熟性,知名专家温鸿钧总结的技术成熟性“三层次说”很有见地:第一层次是研发设计的成熟,第二层次是首堆工程的成熟,第三层次是市场验证后的成熟。不言而喻, AP1000现有的成熟性仅属第一层次。显然美国同行比我们精明得多,AP1000/AP600在美国推销了这么多年,就是没有一家公司愿意出头吃第一只螃蟹。眼见AP1000首堆工程就将由中国的商用核电项目来承担其技术风险。不但省了美国政府对首堆工程的资助,中国人反而还要支付巨额的技术转让使用费(注意:不是产权转让费)。
还有一个值得中国核安全监管当局特别关注的新情况:2006年1月27日美国NRC发出了AP1000的最终设计认证证书(DCR)。但当2006年3月8日,NuStart公司和西屋联合NRC提交建设贝尔福特两台AP1000的建造和运行许可证申请后,NRC 要求报送AP1000设计资料,再次审查。2007年5月26日西屋公司报送设计资料,NRC计划于2010年3月完成审查。对此NRC解释,2006年 1月批准的最终设计认证是基于基本设计的认证,设计深度不够;新设计又有关于核燃料、核安全和重要设备的重大修改,所以要复审。审查通过后要颁发修正的最终设计认证。一位资深核专家指出,NRC就没有审批上述的IVR设计。当年关于“NRC草草向AP1000发证是为了使AP1000能满足中国要求的投标条件”的传言似乎并不完全是空穴来风。NRC审查中仍有难点:一些重大试验验证、分析论工作尚未完成,验收标准尚未制订。西屋公司向NRC提出,这些资料只有在工程完成以后才能提供,建议将这些条目的审核,变通推迟到工程建成后关闭或按承诺处理。NRC对此尚未决定,因为如果接受西屋的要求,工程建设中一旦出现因与未做试验验证有关的严重问题,NRC将要承担法律责任。
(3) 南辕北辙、自相矛盾:不可能统一的堆型
全盘引进倡导者们确定的主要目标是“统一技术路线”,但国核技与西屋在北京签署第三代核电自主化依托项目核岛采购及技术转让框架合同的次日,国家有关部委的一位副主任就由中广核董事长陪同去了法国,不久,中广核购买法国两台第三代EPR核电机组就被批准了。由国家出面组织、历时两年多的、最后只有两家投标商的正式国际招投标活动,就这样很轻易地被一个“企业行为”所粉碎,“花开两朵,各摘一支 ”,成为国际笑谈。
折腾两年木已成舟后,全盘引进的决策者数指头才发现根本不可能指望在第一批AP1000机组建成并证明能够安全运行后,批量建设AP1000机组来实现到2020年建成4000万千瓦核电机组的规划目标,更不用提其它了。于是不得不临时改变初衷,为国内能设计的二代改进型核电机组发放路条。假如中国没有自主掌握二代改进核电技术,中国第一个核电发展规划刚出台就要泡汤。现在中国核电机型非但未统一,反而又多了两种,技术路线统一到了原本1983年就统一了的压水堆路线上。