如何安全建設(shè)一座現(xiàn)代化核電站?

——廉江核電實現(xiàn)冷卻水可循環(huán)利用,打造“智慧工地”大數(shù)據(jù)安全質(zhì)量態(tài)勢感知平臺

今日，中國環(huán)境報刊登《如何安全建設(shè)一座現(xiàn)代化核電站?——廉江核電實現(xiàn)冷卻水可循環(huán)利用,打造“智慧工地”大數(shù)據(jù)安全質(zhì)量態(tài)勢感知平臺》一文，全文如下：

在廣東省湛江市廉江核電的建設(shè)場地，建設(shè)中的超大型冷卻塔已初見雛形。施工現(xiàn)場大大小小的車輛平穩(wěn)穿梭，現(xiàn)場人員正有序進(jìn)行施工作業(yè)，這是記者近日在現(xiàn)場看到的景象。

我國在《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中提出， 要安全穩(wěn)妥推動沿海核電建設(shè)，核電運行裝機(jī)容量達(dá)到7000萬千瓦。那么，如何安全、有序地建設(shè)一座現(xiàn)代化核電站?有哪些要素需要考慮?在技術(shù)上又有哪些突破?記者近日走進(jìn)國家電投集團(tuán)廣東廉江核電項目一期工程的建設(shè)場地一探究竟。

科學(xué)選址，始終把安全放在第一位

要建一座核電站，科學(xué)選址是保障安全的關(guān)鍵。“核電站的選址有一套嚴(yán)格的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系，需要考慮區(qū)域能源需求、安全可靠性、環(huán)境相容性和經(jīng)濟(jì)合理性等綜合因素，包括地震地質(zhì)、氣象、水文等多方面情況。具體來說，需滿足穩(wěn)定的地震地質(zhì)結(jié)構(gòu)、適宜的氣象環(huán)境、適合的水文條件、與危險源保持安全距離、遠(yuǎn)離人口聚集中心等基本條件。”國家電投湛江核電黨委書記、董事長張震告訴記者。

▲圖為正在建設(shè)的廉江核電項目一期工程。湛江核電供圖

從廠址普選到納入規(guī)劃、從論證評審到獲得核準(zhǔn)，廣東廉江核電經(jīng)過了11 年的漫長進(jìn)階之路。2022年4月，生態(tài)環(huán)境部(國家核安全局)發(fā)布了《關(guān)于頒發(fā)〈廣東廉江核電項目一期工程場址選擇審查意見書〉的通知》，在氣象、水文、地震地質(zhì)和巖土工程等多項參數(shù)上通過了嚴(yán)格的核安全技術(shù)審查。同年9 月，廣東廉江核電一期1 號、2 號機(jī)組獲得國家核準(zhǔn)。

“為安全有序推進(jìn)核電建設(shè)，積極與公眾溝通是開工建設(shè)前的另一項重要工作。”張震說。為了讓周邊居民更好地了解核電、認(rèn)識核電、支持核電，湛江核電對核電站附近5公里內(nèi)的居民進(jìn)行了挨家挨戶的科普宣傳。同時，在開工建設(shè)之前，每年邀請居民參觀秦山核電站、海陽核電站，讓大家親身感受核電技術(shù)的清潔安全可靠，以及為當(dāng)?shù)匕l(fā)展帶來的利好。

隨著廣東廉江核電一期1號、2 號機(jī)組的開工建設(shè)，廣東省湛江市廉江市車板鎮(zhèn)有越來越多的居民選擇在家門口參與核電建設(shè)。小鎮(zhèn)也因此興旺起來，路邊一家家飯店陸續(xù)開業(yè)，一盞盞路燈照亮了新修的柏油路。

創(chuàng)新應(yīng)用，實現(xiàn)冷卻水可循環(huán)利用

“利用自然對流原理，空氣自冷卻塔下部進(jìn)入，循環(huán)水自配水系統(tǒng)向下噴淋，通過水與氣對流換熱、蒸發(fā)散熱對循環(huán)水進(jìn)行冷卻，空氣被循環(huán)水加熱，形成水蒸氣從而帶走熱量，同時水蒸氣在塔頂遇冷凝結(jié)成水滴，回到冷卻塔內(nèi)。”湛江核電副總經(jīng)理李強(qiáng)介紹道。

廉江核電與以往核電站的不同之處在于，首次將國內(nèi)火電行業(yè)的冷卻塔應(yīng)用到核電站，通過冷卻塔將余熱傳導(dǎo)至大氣，以大氣作為最終熱阱。

只交換熱量，不交換物質(zhì)，通過冷卻塔冷卻將對環(huán)境更加友好。他繼續(xù)向記者介紹，將大氣作為最終熱阱有兩個優(yōu)勢，一是取水量小，對區(qū)域洋流無影響。由于海水取水僅用于補(bǔ)充冷卻塔的蒸發(fā)損失及排水損失，取水量大大減少，僅為同等規(guī)模直流循環(huán)核電站的1/20，對區(qū)域洋流無影響，可有效避免海生物卷吸效應(yīng)，有利于海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，保障核電廠取水安全。另一個優(yōu)勢是通過冷卻塔排水可有效避免排水溫升的影響，經(jīng)過冷卻塔冷卻后與海水自然水體的溫度相近，對海洋環(huán)境友好。

除了從設(shè)計上創(chuàng)新，廉江核電在建設(shè)過程中還在應(yīng)用上實現(xiàn)了創(chuàng)新。核島在施工時采用“模塊化”拼接建造方式，將整個建筑分成多個模塊，在工廠制造或拼裝完成后，再轉(zhuǎn)移到施工現(xiàn)場組裝。

“面對重達(dá)1000噸建筑模塊的吊裝和轉(zhuǎn)運難題，我們還首創(chuàng)利用橫跨反應(yīng)堆廠房的大型龍門吊作為工程建設(shè)的主吊機(jī)，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型履帶吊。相較于履帶吊，大型龍門吊安全性更好，抗風(fēng)能力強(qiáng)，駐留狀態(tài)抗風(fēng)能力可達(dá)17級。吊機(jī)為門式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)場方便快捷，從駐留場地移動至吊裝位置不超過30分鐘，工作穩(wěn)定性和安全性更好。”李強(qiáng)說。

科技賦能，“智慧工地”助力安全管理

兩座作業(yè)中的塔吊如何避免碰撞?在廉江核電的“智慧工地”中控室，大屏幕上，幾十座施工作業(yè)中塔吊的可活動范圍清晰可見。

“我們在每座塔吊上安裝了傳感器，智慧管理平臺利用AI算法，根據(jù)每座塔吊的移動速度、方向和角度來識別和預(yù)測各自的行動軌跡，并提前預(yù)警避免發(fā)生碰撞。”李強(qiáng)向記者介紹。

為落實全鏈條安全責(zé)任，廉江核電還將建設(shè)工地分成若干個區(qū)域。“通過5G專網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在廉江核電建設(shè)工地實現(xiàn)了‘人、機(jī)、料、法、環(huán)’等關(guān)鍵要素的實時、智能監(jiān)控和管理，全面提升風(fēng)險管控能力和精細(xì)化安全管理水平。”李強(qiáng)說。

2023年，憑借廉江核電各功能模塊與工程管理信息系統(tǒng)融合、積極探索打造“智慧工地”大數(shù)據(jù)安全質(zhì)量態(tài)勢感知平臺等做法，廣東廉江核電項目一期工程“智慧工地”建設(shè)獲中國電力建設(shè)智慧工程年度五星典型案例、全國電力行業(yè)工程建設(shè)管理創(chuàng)新二等獎，為業(yè)內(nèi)提供了可復(fù)制、可推廣的標(biāo)準(zhǔn)化“智慧工地”建設(shè)經(jīng)驗。

“我們還將進(jìn)一步加強(qiáng)科技創(chuàng)新，積極探索人工智能應(yīng)用等前沿技術(shù)在安全質(zhì)量、環(huán)保管理方面的創(chuàng)新應(yīng)用，提升本質(zhì)安全水平，提高防范化解重大風(fēng)險能力，打造大型清潔能源基地，進(jìn)一步促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和能源系統(tǒng)綠色低碳轉(zhuǎn)型，保障區(qū)域能源供應(yīng)安全，助力我國‘雙碳’目標(biāo)早日實現(xiàn)。”張震說。