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
联合签名入口摘要: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。
识别腕带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]热轧卷
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。
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图1:反应堆停堆系统工作原理图红外线烘干
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翻转气缸
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。

本文发布于:2024-09-24 00:24:37,感谢您对本站的认可!

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