西屋核燃料再次出大事

《国际核工程》2016年12月1日报导,南乌克兰核电站3号机组11月27日紧急关闭,乌克兰能源部门说,电网连接已切断,现要对事件作识别,消除造成反应堆安全间题的原因。又说,排放入环境的放射性物质未超过允许值,没有安全违规行为。雖然紧急停堆的原因没有公布,但俄罗斯专家指出,南乌克兰核电站3号机组,采用西屋公司制造的核燃料,在俄罗斯设计的VVER堆型上使用,发生核安全事件是有前科的,在历史上发生过,是有历史纪录的。

历史回顾

1998年乌克兰与美国政府签署核能合作协议,美国承诺给乌克兰供应核燃料。名义上是为了乌克兰核燃料产业的升级,实际上背后的目的是,为了,要离解和切断俄罗斯与乌克兰关系的政治外交利益。过了一年,美国选定西屋公司,给乌克兰生产供应核燃料,把这个“光荣”任务交给了西屋公司。2000年美国能源部启动给乌克兰供应核燃料项目的资格(UNFQP)工作,目的是让西屋公司的核燃料制造具有用于乌克兰核反应堆的资格。2005年,首次6个西屋试制燃料组件(TVS-W),装入南乌克兰核电厂3号机组,在俄罗斯设计的VVER-1000反应堆的堆芯中,进行模拟运行试验。

运行一段时间后,电厂工作人员,在正常例行检查中,发现试验组件发生了弯曲变形、磨损、擦痕、纹路等缺陷。乌克兰核监管机构(SNRI)确认有发生严重后果的可能,下令停止试验。乌克兰能源公司(Enrgoatom),聘请俄罗斯专家帮助,耗费1.7亿美元,完成了组件的拆除和換装俄罗斯组件运行。

此后,乌克兰能源公司(Enrgoatom)抱怨美国西屋公司产品质量不合格,经过长时间的谈判,要求赔偿损失,西屋公司同意,修改设计和重新制造6个组件再试。西屋公司在条件并不充分时,就要求扩大规模试验,2007年决定扩大生产42个组件,2008年双方签订合同,总共供应630个组件。

2014年4月乌克兰发生政权变动,西屋公司利用有利政治形势,双方修订了2008年的合同。乌克兰核监管机构SNRI进行了人员清洗,开除了包括常务副总经理在内的大批反对使用西屋核燃料的职工。合同期延长到2020年,目标定为要取代25%的俄罗斯核燃料,并扩展到扎巴罗热核电站上使用。

2015年西屋做了设计修改和堆外的测试,再次放入南乌克兰核电站3号机上进行模拟试验,到今年11月底,再次发生重大事件。这次问题的原因,虽尚未公布,但这次比上次更为严重,则是肯定的,因为前次是在正常运行工况,例行检查中发现的,而这次是由检测仪表,检测到放射性物质泄漏量增加的警告信号。对这次更为严重,更应重视。

原因分析

前次事件的原因:直接原因是俄罗斯VVER-1000反应堆燃料组件的结构材料是鋯铌合金,三角形布置,燃料芯块有中孔,结构更加复杂,与西屋公司设计组件有很大差别,西屋公司未引进技术,没有掌握这种组件的设计制造的技术和基础关键数据,自己设计制造。一个反应堆堆芯内,装两种不同的组件,结构材料热膨胀系数不同,运行中组件轴向伸长不同,在堆芯上下栅格板強力约束下,弯曲成弓形,在水力流动冲击下振动,组件间相互碰撞和磨擦,致使组件损伤。其深层原因是西屋制燃料组件,要适应俄罗斯设计反应堆堆芯结构能安装和运行,保持两者长期稳定的相容。但西屋公司不可能对俄罗斯设计完全的掌握,堆芯和组件的相容性要求严格,设计双方的充分合作,设计技术数据的透明交流,和谐的协作配合是必须的。现在设计制造的双方,处于相互封锁、敌对状态,西屋核燃料组件与俄罗斯堆芯的设计制造,相容性很难解决。双方经济利益的冲突,政治外交关系的敌对状态,则是更深一层的原因。

这次事件的原因,有关方面尚未公布。其直接原因可能不同于前次,但前次事件的深层和更深层的原因,至今尚未消除,还在起作用。

分析思考

西屋公司的任务没有完成好。西屋核燃料供应乌克兰核电站,取代俄罗斯供应,要实现离解、切割乌克兰与俄罗斯间的核合作关系,这是美国政府交给西屋公司的政治外交战略任务。两次模拟试验均不成功,核燃料供应离不开俄罗斯,离解切割进展缓慢,任务完成不理想。

西屋公司的技术水平并不如想象中的那么強,对他的迷信应该破除。两次研发设计均未成功。俄罗斯VVER-1000设计,属第二代核电技术,只是上世纪60-70年代的技术。对自称技术水平、开发能力世界“最强”的西屋公司,应该不在话下,但研发了十年多,至今尚未真正成功。

通过忽悠推广尚未成熟的技术产品, 超前跨越,这是西屋公司的惯用手法。新技术产品推广的前提是,必须通过充分的试验验证,排除一切不安全隐患,确保安全、经济。但西屋公司不是这样,往往为了提前获取政治经济利益,把未经充分验证的“先进”技术,忽悠成世界之“最”,让用户承接后,替他完成试验验证,并承担安全、经济全部风险。乌克兰的核燃料是这样,我国建设的AP1000,也是这样。推广应用留有不安全隐患的技术,非但不是先进,更是的禍根,后患无穷。千万不能盲目听信西屋公司的忽悠,贸然决策推广。在俄罗斯VVER堆芯上使用西屋公司核燃料,俄罗斯一批核专家,在2014年切尔诺贝利事故纪念日,发出警告,使用美国西屋核燃料,未经相容性的验证,有可能再次发生切尔诺贝利事故可能,敲起了警钟。

联想AP,建议:

在建的四台AP1000,在安装核燃料核运行之前,应作屏蔽泵的拆御检查。试制的实践过程表明,问题大多是在拆卸之后的检查中才暴露的,不拆问题就会被掩盖、隐藏着,成为威胁安全的长期隐患。

AP1000的推广时间,应在首次換料周期成功之后。经过了全过程的实践,特别第一个运行周期的运行验证问题得到充分的暴露和验证之后,再决策推广,才较有把握。