南阳核电站事件真相 南阳核电站最新消息

南阳核电站事件真相 南阳核电站最新消息

质量控制计划-心残

核电站与地震

伍浩松（译）;张焰（校）

【摘要】【世界核协会网站2011年3月报道】在核设施的设计过程中，如何确

保地震及其他外部事件不会对设施的安全构成威胁是设计人员需要考虑的重要问题

之一。以法国为例，法国的核电站均被要求能够承受每个厂址历史上千年一遇地震

2倍强度的地震。目前，全球有约20％的核电机组位于地震活动频繁的地区。

【期刊名称】《国外核新闻》

【年(卷),期】2011(000)003

【总页数】5页(P9-13)

【关键词】核电站;地震;世界核协会;设计过程;设计人员;外部事件;核电机组;核设施

【作者】伍浩松（译）;张焰（校）

【作者单位】不详

【正文语种】中文

【中图分类】TM623

【世界核协会网站2011年3月报道】在核设施的设计过程中，如何确保地震及其

他外部事件不会对设施的安全构成威胁是设计人员需要考虑的重要问题之一。以法

国为例，法国的核电站均被要求能够承受每个厂址历史上千年一遇地震2倍强度

的地震。目前，全球有约20%的核电机组位于地震活动频繁的地区。国际原子能

机构（IAEA）已针对核电站面临的地震风险发布了一份专门的安全导则，即《核

电厂地震危害评价》。在开展核设施的规划工作时，目前有多种工具可用于评估地

震风险，其中地震危险性概率分析（PSHA）是目前最广泛应用于地震灾害与风险

性评估的方法。

鉴于日本是一个地震频发的国家，日本在核设施的选址、设计和建设过程中对地震

问题给予了额外的关注，并对核设施提出了比非核设施更高的抗震要求。为了能最

大限度地减少地震的影响，目前日本的核设施均建立在硬岩地基（非沉积物）上。

在日本核设施的设计过程中，曾经需要考虑两种水平的地震，即S1和S2。

S1是设计基准地震动或峰值地动加速度（PGA），是指由预想厂址可能发生的最

强地震引发的地震动，其中最强地震为下述二者中的较强地震：历史纪录中对厂址

及其周边地区产生影响的最强地震或活动性较高的活断层在不久的将来可能引发的

最强地震。在发生S1水平的地震时，核电机组应能继续安全运行，尽管实际上核

电机组在发生更低水平的地震时就应实现自动停堆。如果机组实现了停堆，那么该

机组在发生S1水平的地震后应能很快重新启动。

考虑到大地构造以及其他因素，核设施所在地区可能会发生比预期中的最强地震还

要强的地震，尽管发生的可能性很低。因此，在核设施的设计过程中还需考虑极限

地震动S2，即一般假设在反应堆下直接发生6.5级地震。在发生S2水平的地震时，

核电机组的安全系统应能确保安全停堆，并且不会向外界释放放射性物质。在经历

了S2水平的地震后，需要对核电机组进行广泛的检查后才能允许机组重新启动。

尤其是应对反应堆压力容器、控制棒及其驱动系统和反应堆安全壳进行安全检查，

以确保它们未在地震中受损。

在1995年1月的7.2级神户（Kobe）地震之后，日本相关机构在对核设施的设

计导则进行评审的同时，也对核设施的安全标准进行了评审。日本核安全委员会

（NSC）此后核准了新的标准。在这次评审过程中，对厂房和道路的建设标准也

进行了详细评审。在重新计算了核电站承受其附近发生的大型地震所需的抗震设计

标准之后，核安全委员会认为，根据当时的导则，核电站能够承受7.75级地震。

而神户地震的震级为7.2级。

PGA一直被认为不是一个令人满意的表明建筑物损坏程度的指标。因此，一些地

震学家建议使用累积平均速度（CAV）来替代PGA作为一个更有用的度量指标。

2000年在没有已知地质断层的地区发生了7.3级地震之后，核安全委员会下令对

日本的抗震导则（核安全委员会于1981年采用这些导则，并在2001年进行了部

分修订）进行全面评审。作为这次评审工作的成果，核安全委员会于2006年9月

颁布了经修订的《核电反应堆设施抗震评审的监管导则》。在这份导则中，以前使

用的S1-S2体系被简化为一个单一的指标，即设计基准地震动（DBGMSs）。主

要的反应堆设施“在由DBGMSs引发的地震力的作用下必须能保持其安全功能”，

它们及其辅助设施应当能承受应力分析计算所得的由弹性动态设计地震动

（EDGMSd）引发的地震力负荷。EDGMSd的值至少应为DBGMSs的50%。

2008年3月，东京电力公司（Tepco）将福岛可能发生的PGA的估计值提高至

600Gal，随后其他核电营运商也采用了这一数值。在柏崎•刈羽核电站于2007

年7月经受了地震之后，东电于2008年10月为柏崎•刈羽设置了新的Ss设计

基准，即1000Gal的PGA。

日本的一些核电站位于预计可能会发生最强达8.5级地震的地区，例如中部电力公

司（Chubu）位于东海（Tokai）附近的滨冈核电站。在历史上，东海地区几乎每

隔150年就会发生一场非常强烈的地震。而自上一场强震以来，东海地区已有

155年未发生强震了。该电站拥有5台核电机组，被设计成能够承受预期将在东

海发生的此类地震，其设计基准S1为450Gal，S2为600Gal。该电站3号和4

号机组最初设计能承受600Gal的地震动。但是2007年9月颁布的新抗震导则要

求将核电机组的设计基准Ss提高至800Gal。由于对1号和2号机组进行升级改

造以满足这一抗震安全标准是不经济的，因此中部电力公司决定永久性关闭这2

台机组，并对3～5号机组进行了升级改造，使这些机组能满足1000Gal的新抗

震标准。2009年8月，该电站附近的静冈县（Shizuoka）骏河湾（SurugaBay）

发生里氏6.5级地震，当时该电站的3号机组正在停堆检修，4号和5号机组在运

行。地震发生时，这2台机组实现了自动安全停堆。5号机组在这场地震中承受了

426Gal的PGA，而其他4台机组的PGA均为100～160Gal。一些辅助设施在地

震中受损。3号和4号机组在完成检修后不久重新启动。由于在分析5号机组为

什么会产生如此大PGA的同时，还对该机组进行了一些计划内的维护，5号机组

直至2011年1月才重新启动。

2010年年初，日本经济产业省（METI）确信，文殊（Monju）快堆的抗震安全

设计足以满足现行的新标准，即能承受760Gal的PGA。对文殊进行评估的同时，

还对附近的关西电力公司（Kansai）的美滨核电站与日本原子能发电公司

（JAPCO）的敦贺核电站进行了评估。

韩国的APR-1400反应堆能够承受300Gal的PGA。较老型号的OPR反应堆能够

承受200Gal。为了进入土耳其和约旦的核电市场，韩国目前正在对OPR反应堆

进行改进，使其能承受300Gal。

在美国，代阿布洛峡谷核电站能够承受735Gal的PGA。

1995年1月17日清晨，一场里氏7.2级的强烈大地震袭击了日本繁华的关西地

区，震中靠近神户、大阪（Osaka）等大城市。这场地震是日本过去70年来发生

的最大一场地震，造成的灾情惨烈，受灾最重的神户市近万栋建筑物被摧毁。这场

地震引起了各方对震区核电站安全的担忧。在这场地震中测得的水平地面加速度为

817Gal，超过了预期，垂直加速度为332Gal。

实际上，在距离震中200公里范围内，没有核电机组受到任何损害，它们在继续

以满功率运行。高滨核电站与大饭核电站距离震中约130公里。美滨核电站距离

震中约180公里。该地区的研究堆也未受地震影响。

1999年9月21日在中国台湾地区的集集发生了7.6级地震。位于台湾岛北部的

金山核电站（拥有2台沸水堆机组）和国圣核电站（拥有2台先进沸水堆机组）

的3台机组在这场地震中均实现了自动停堆，另1台机组在地震发生时正处于停

堆换料期。自动停堆的3台机组在2天之后重启。位于台湾岛南部的马鞍山核电

站的2台机组在地震时仍继续运行，但后来由于输配电设施受损，其输出功率降

低。在这场地震之后，台湾各界的一个主要关注点是电站如何恢复向工厂供电。

2005年8月16日上午，日本宫城县（Miyagi）发生里氏7.2级强地震。东北电

力公司（Tohoku）女川核电站的3台机组均实现了自动停堆。根据250Gal的S1

设计基准和350～400Gal的S2基准，当地面加速度达到200Gal时，这些机组

就启动了自动停堆系统。电站的重要设备均未受到任何损害。

在接受了全面检查，并确信580Gal的S2基准（相当于8.2级地震）对于该机组

足够安全之后，女川2号机组于2006年1月重启。日本原子能安全保安院

（NISA）继续进行了岩土分析和安全评价。最终，3号机组于2006年3月重启，

1号机组于2007年5月重启。

2007年7月16日，日本西北部新潟县中越冲（NiigatakenChuetsu-Oki）地区

发生6.8级地震。震中距离东电柏崎•刈羽核电站仅16公里。当地的地质条件对

该电站的地震烈度产生重要影响。该电站的地震仪显示，PGA在270～680Gal之

间（后来有报告指出，1号机组的PGA曾达到829Gal）。在该电站各机组的设计

过程中，使用的S1值为170～270Gal，S2值为450Gal。这场地震的PGA超过

了所有机组的S1值，因此所有机组均需要停堆。这场地震的PGA还超过了1、2

和4号机组的S2值。该电站的4台机组在地面加速度达到预设的120Gal时均实

现了自动停堆，另外3台机组在地震时未处于运行状态。核电机组所有的停堆和

冷却系统均如最初预计的一样正常运转。

在地震后，文部科学省组建了一个由20人组成的委员会，专门负责调查这场地震

对电站的具体影响，并依据调查结果确定政府与电力公司应当采取何种措施来确保

核电站的安全。保安院邀请国际原子能机构参与了这次调查。相关报告被提交给于

2007年9月召开的国际原子能机构资深监管人员会议，国际原子能机构后来又于

2008年年初再次访问了柏崎•刈羽核电站。

保安院于2007年11月公布了一份有关地震损害的评估报告。这场地震造成的最

严重损害在国际核事件与放射事件分级表（INES）中被定级为0级，即无安全意

义。其他损害被认为与核安全无关。尽管未发现明显损害，但该电站的7台机组

在地震之后仍然接受了全面检查。2008年5月，东电依据当地的地质条件，为该

电站1～4号机组设定了最大设计基准地面加速度为2280Gal的新标准，比以前

的S2值高4倍；为5～7号机组设定了1156Gal的新标准。在经过一系列的检查

和设备升级改造之后，该电站的4台机组分别于2009年5月与8月以及2010年

5月与11月重新启动，2、3和4号机组目前仍处于停堆状态。

2011年3月11日，日本本州（Honshu）东海岸东北部发生里氏9.0级地震，震

中位于宫城县以东的太平洋海域，震源深度10公里。东京有强烈震感。

这场地震引发的海啸使福岛第一和第二核电站先后被宣布进入“核紧急事态”，福

岛第一核电站的多台机组还因此完全丧失冷却功能，进而导致部分堆芯熔化、氢气

爆炸和大量放射性物质向环境释放，最终使日本发生了本国有史以来最为严重的核

事故（详见本刊本期的第一篇文章）。

以前在日本和其他国家核电站附近发生的其他地震均未对核电站造成严重影响。

2010年6月13日在福岛县（Fukushima）近海发生里氏6.2级地震。离震中最

近的三座核电站的共计13台核电机组将均未受到影响。这三座核电站是福岛第一

核电站（6台机组）、福岛第二核电站（4台机组）和女川核电站（3台机组）。

在2004年之前的20年，日本没有核电机组因为地震探测仪的检测结果而停堆。

核电机组的自动停堆均是作为一项安全预防措施，是因为地震对机组的运行参数产

生了影响。

1993年11月，本州岛东北部发生了5.8级地震，使距离震中30公里的女川1号

机组产生了121Gal的地面加速度。该电站设计采用的S1和S2分别为250Gal和

375Gal。设定的机组停堆PGA为200Gal。实际上，由于地震引起机组的中子流

量超过了预定值，该机组在地震探测仪探测到200Gal的地面加速度之前就已停堆。

2003年5月的一场7.1级地震产生了225Gal的PGA，使女川3号机组自动停堆，

当时该电站另外2台机组未处于运行状态。

2004年10月，新潟县发生6.8级地震，这场地震未对附近的柏崎•刈羽核电站

产生任何影响。但在2周之后的一场5.2级地震使该电站的7号机组停堆。

2005年3月，九州（Kyushu）北部发生7.0级地震。这场地震未对附近的4座

核电站即玄海、川内、岛根和伊方核电站产生影响。

1993年7月在北海道（Hokkaido）发生的7.8级地震未对附近核设施造成损害。

距离震中约95公里的泊核电站的2台机组继续正常运行。

1994年12月在日本北部发生的7.5级地震未对附近的11台沸水堆机组造成损害。

所有机组都在正常运行。

西方和前苏联设计的核电机组在北美和欧洲都曾经受了严重地震活动的考验，未在

地震中受损。例如美国圣奥诺弗雷核电站的2号和3号机组（1070和1080MWe

压水堆）、代阿布洛峡谷核电站的1号和2号机组（1073和1087MWe压水堆）

在1994年1月的一场6.6级地震中均继续保持正常运行。距离震中较近的圣奥诺

弗雷核电站距离震中仅112公里。

1988年12月，亚美尼亚西北部发生了一场6.9级地震，距离震中约75公里的一

座双机组核电站未受地震影响，仍在正常运行。该电站采用的机组是前苏联设计的

压水堆。这也是前苏联首次专门为地震带设计的压水堆。

大型海底地震经常会引发海啸。2004年12月26日，印度尼西亚苏门答腊岛附近

海域发生里氏9级强烈地震并引发海啸。这场海啸到达了印度西海岸，并影响到

卡尔帕卡姆核电站。在冷却水摄入口探测到极不正常的水位之后，该电站的机组自

动停堆。机组在6天之后重启。