浅谈核电厂运行的安全性与经济性

浅谈核电厂运行的安全性与经济性
摘要：文章针对核电厂的运行管理问题，从运行中的常见问题、安全性评价、经济性评价、安全经济运行的改进措施等方面进行探究。

结果证实：只有处理好
安全和经济两者的关系，才能为核电厂的健康长远发展奠定坚实基础。

关键词：核电厂；安全性；经济性；改进措施
在绿色环保的大背景下，我国电力能源生产中，核电厂数量不断增多。

根据《“十四五”规划和2035远景目标纲要》，预计到2025年，我国核电运行装机
容量将达到7000万kW[1]。

核电厂运行过程中，因专业性强、危险较高，在保证
安全生产的前提下，降低成本才能获得经济效益的最大化。

基于此，以下结合笔
者的个人实践，对核电厂运行的安全性和经济性进行分析评价。

1．核电厂运行中的常见问题
核电厂安全高效运行，既是社会发展的内在需求，也是科技发展的现实需求。

然实际运行中，常见问题如下。

1.1 设备故障
核电厂设备故障，是系统中的部分设备出现损坏或功能丧失，例如轴系断裂、蒸汽机超速、给排水管道渗漏等。

设备发生故障，轻则影响系统运行，重则带来
严重的人员伤亡和财产损失。

对于这一问题，必须从细节和小处入手，做好日常
检查和维修保养工作，及时发现故障、消除隐患，以保证系统设备正常运行。

1.2 系统失效
核电机组系统失效，通常会涉及多个环节，是造成反应堆冷却剂失水、核泄
漏污染等问题的主要原因。

系统失效并非一朝一夕出现的，而是多个小问题逐渐
累加起来，最终超过限值而集中爆发。

以冷却剂系统为例，作为核电机组的重要
回路，一旦发生系统失效问题，直接影响整个机组的运行稳定性。

1.3 安全事故
核电厂内安全事故的发生，和技术、管理、环境等多个因素有关。

我们从管理的角度看，政府核能部门的管理存在碎片化，企业缺少完善的监管制度体系，管理人员本身的责任意识不强，均是引发安全事故的一环。

新时代背景下，对于核电厂的安全监管，必须严格执行相关规范标准，大力推广信息技术，建设统一化、实时性、全流程的监管系统，将安全事故扼杀在萌芽状态[2]。

2．核电厂运行安全性评价
2.1 安全性评价理念
核电厂运行安全评价和管理，遵循纵深防御的理念，对各个生产环节进行分析，制定层次性管理体系。

一般分为五个层级：第一层立足于设计，在核电厂建设完成后，看各种硬件、软件是否满足生产要求。

第二层立足于运行，对生产安全进行检测，及时发现安全隐患，避免发生意外事故。

第三层和第四层针对已经发生的事故，前者提出针对性方案，提高核电厂的安全性能；后者采用必要的措施，减轻事故带来的不良影响。

第五层从预防的角度出发，通过制定安全保护方法，避免人员伤亡。

2.2 安全性评价目标
核电厂安全性评价目标主要有三个：反应堆停堆处理，余热处理，放射性物质处理，也称为3C安全准则。

第一，反应堆停堆处理。

反应堆紧急停堆，是发生危及到反应堆安全的事件时，为了消除或减轻危险状态，保护系统自动动作，促使反应堆立即停运。

如下图1，反应堆停堆系统是由停堆信号、停堆执行两个部分组成，旨在防止反应堆状态参数超出安全限值，以减缓事故后果。

图1：反应堆停堆系统工作原理图
第二，余热处理。

核裂变的特点是，即使链式反应中止，已发生的裂变反应
所产生的裂变产物会继续衰变，衰变产生多种射线在燃料棒里释放出热能称为衰
变热，再加上反应堆结构材料、冷却剂等所含的显热，共同组成了反应堆的余热。

在余热处理上，将重点放在了应急堆芯冷却系统上，一旦反应堆发生事故，能向
堆芯紧急注入冷却剂，排出堆芯的衰变热，从而防止堆芯熔化[3]。

结合实践，在
压水堆核电厂中，通常设置高压、中压和低压安注系统，以应对不同事故情景。

第三，放射性物质处理。

为了避免放射性物质泄露污染，过去采取远距离厂
址措施，目前则是在放射性物质和环境之间设置三道屏障：第一道屏障是燃料芯
块和包壳，将核裂变产生的放射性物质滞留在二氧化铀陶瓷芯块中。

第二道屏障
是反应堆冷却剂包容在内的一回路压力边界，放射性物质不会泄漏到反应堆厂房中。

第三道屏障是安全壳，由预应力钢筋混凝土构筑物组成，防止放射性物质进
入环境。

2.3 安全性评价方法
对核电厂运行安全性进行评价，主要采用假设分析法。

通过模拟，对不同参
数设定可能产生的偏差和后果进行分析，然后进行验证，来制定针对性的预防处
理方案，从而保证运行安全。

该评价方法的采用，能随机预判可能出现的人为故障、机械故障，将预警信息发送给工作人员，以便及时采取行动。

3．核电厂运行经济性评价
3.1 经济性评价指标
核电厂经济性分析，主要指标有工程投资分析、核电成本分析、经济效益分析、不确定性分析等，具体到运行环节，以经济效益评价为主。

内部收益率（IRR），是使建设项目在计算期内净现值的累计值等于零时的贴现率，计算公
式是：
（式1）
式中，代表第t年的现金流入量，代表第t年的现金流出量，n代表计算期。

当、是财务分析指标时，如果结果≥行业基准收益率，说明项目在财务上可行；当是国民经济分析指标时，如果结果＞社会贴现率，说明项目对
国民经济是可行的[4]。

3.2 经济性评价模型
目前核电厂内，经济性评价主要采用电力系统发电环保综合规划模型，该模
型中包括技术、电量需求、生态环境等多个约束条件，从中求出最小经济成本、
最大经济效益。

对核电厂的运行经济性进行评价，可见核电投资成本高、运营管
理费用高，但是能源消耗低、生态效益好。

尤其在南方部分城市，核电价格低于
火电，因此经济效益和环保效益高于火电。

4．核电厂安全经济运行的改进措施
针对核电厂运行中的常见问题，改进措施介绍如下。

4.1 加强设备安全管理
核电设备运行稳定性与否，通常和运行时间、操作方法有关。

随着运行时间
延长，设备的安全性能降低，一旦达到运行极限，就可能发生故障和事故。

对此，
应从安全管理入手，做好日常检查和维修养护工作，延长设备的使用寿命。

此外，明确安全操作规范，和个人利益相挂钩，配合适宜的奖惩措施，提高工作人员的
责任心和重视程度。

4.2 构建应急响应体系
应急响应体系的建立，是为了应对核电系统失效，保证机组运行稳定性。

实
际生产中一旦出现紧急情况，能根据系统现状做出响应，执行应急预案，避免问
题进一步恶化。

在这个过程中，重点是细分不同类型的核系统，提高应急响应的
针对性，切实降低风险。

4.3 完善运行监管制度
核电厂运行期间，完善监管制度能对各个生产环节进行监督管理，明确实际
运行和预期之间的差异，从而及时发现安全隐患和不足，采取针对性的应对处理
措施。

监管制度的完善，应结合核电厂的实际情况，将成功的管理经验、新兴的
技术手段相结合，在双管齐下的监管模式下，提高核电厂的运行质量。

5．结语
综上所述，核电厂运行的安全性与经济性，是核电企业关注的重要指标，关
系到未来发展前景。

文章介绍了安全性与经济性评价方法，针对运行问题提出改
进措施，希望为核电厂的运行管理提供参考，实现安全、高效、稳定运行的目标。

参考文献：
[1] 郑文波.核电厂运行安全常见问题及防控措施的探讨[J].科技资
讯,2021,19(26):27-29.
[2] 宋伟.核电厂运行的安全性与经济性评价[J].科技传
播,2016,8(07):187,190.
[3] 刘成运,张国旭,李学法,等.安全性能指标在核安全监管中的应用实践[J].核安全,2021,20(02):1-6.
[4] 宫宇,王宝祥,詹文辉,等.风险指引型安全分级及应用研究[J].核安全,2020,19(05):41-48.。