建议学习核电安全理念
破解安全难题,可以向优者学习。
从1991年12月秦山核电站并网发电算起,我国核电产业已历经30多年发展,核电机组累计安全运行超过450堆年,从未发生国际核事件分级2级及以上运行事件或事故,主要运行指标始终保持国际先进水平。
核电站是如何做到安全运行的?上海核工程研究设计院副总监顾申杰向中国能源报记者介绍,当前全球核电安全评价均基于确定论方法开展,同时以概率论方法为补充,由此保障了较高安全性,核电早期放射性释放概率(LERF)低至10的负7次方每堆年。基于核安全质保体系,核电构筑物、系统和设备一般分为核安全级(包括核安全I、II、III级)和非安全级,凡是执行诸如紧急停堆、堆芯冷却、余热排出、安全壳隔离,以及其他防止放射性大量外泄等安全功能的系统、设备,均为安全级,不执行安全功能的则属非核安全级。
“安全系统和设备的设计严格遵循单一故障准则,并通过冗余性、多样性、独立性和故障安全、在役检测等设计原则,以及避免冗余设备共因失效设备鉴定的实施等手段来实现。比如,用于事故工况下可靠地向反应堆紧急注水的安注系统,设计考虑设置功能冗余、相互独立的两个序列,各序列分别设有一台经过核级设备鉴定的泵,以确保任一序列的泵失效,均不会导致系统安全功能的丧失。”顾申杰解释道。
“储能最大的特点是日历寿命、循环寿命要达到20年以上,且储能大系统,1吉瓦时的储能电站有超过150万颗电芯,对产品的一致性要求是动力电池的1万倍以上,而产品问题往往在交付初期看不出来。劣质产品会给业主带来安全与财务方面的巨大损失。”曾毓群呼吁,储能电站需要从设计、选型、施工、运维、报废回收全流程向核电的安全理念学习。
落实到企业自觉行动
据了解,一座压水堆核电厂的设备中,核安全级设备台件数占比约为20%—30%,而一件设备由非安全级升级为安全级,造价可能提高数倍。以此类比,电池储能参照核电级安全保障,成本造价是否能够承受?
“从经济角度看,不同于核电站要求的绝对安全。1万个电芯中,有1个出现失效并不会影响储能电站正常运行,只要不起火、不爆炸就可以接受。”某储能企业产品研究院院长认为,核电级安全是行业努力的目标,但也要结合实际需求,循序渐进。
“提升储能电站的可靠性,势必会增加实际成本、材料成本,以及整个过程中质量保证和人力资源成本。对企业而言,关键要精准定位储能产品的应用场景,若能解决别人不能解决的问题,满足稀缺刚需要求,就不存在溢价问题。但要寻求广泛应用,随着成本提高,市场竞争力会出现下降。”顾申杰指出,借鉴核电的实践,建立“分级”评估体系,把重要资源集中在可靠性贡献显著的部件或产品上,较为明智。比如,基于应用场景设定所关联的性能目标,通过故障模式影响分析,在产品宏观层面鉴别现象级的失效模式,“放大镜”式微观分析失效机理及其致因老化机理,提出消除或缓解方法,经自下而上的设计迭代,形成接近或满足设定场景目标的产品或部件设计,并采用事先定义的验收基准进行验证。“通过类似的方法流程,一方面,高级别产品可以进一步提高性能;另一方面,一般产品反而能够降低成本。”