核电厂总体规划对厂址安全相关因素的考虑

王威　王永嗣　谢伟

摘要：核能是安全、经济、高效的清洁能源，也是助力实现碳达峰、碳中和的重要能源选择。在进一步加快核电厂厂址选择及工程建设的过程中，核电厂总体规划需要将安全因素作为需要考虑的首要因素，特别是在核电厂前期工作中对厂址安全因素应给予充分和必要的考虑，同时应确保工程项目能够采用技術措施和工程措施使核电厂安全性得以落实。

关键词：核电厂;总体规划;安全相关因素

1 核电厂总体规划主要内容

总体来说核电厂总体规划一般包括厂坪设计标高的确定、主厂房位置的确定、电力出线规划、取排水规划、对外交通运输规划、厂区工程规划、场地平整及防排洪规划、厂址区域土地利用、与附近城镇总体规划协调性等内容。

总体规划需要各相关专业的共同参与，从规划内容不难看出，厂址前期阶段总体规划从无到有、从浅到深的过程与各项厂址特征的研究分析是紧密相关的，需要在各项专题研究成果的基础上不断细化和完善。岩土条件、水文条件、取排水条件、电力出线条件、对外交通条件等厂址外部自然条件及人为条件等不仅约束厂址区域位置的规划选择，同时也约束厂区整体的规划布局、厂区规划用地边界以及非居住区范围等。

2 初可研厂址查勘工作对安全因素的要求

初可研阶段工作的主要目的是在厂址选择相关的原则要求下对一系列可能厂址进行查勘及厂址技术经济分析比较，排除可能厂址的颠覆性因素后择优推荐候选厂址。

《核电厂厂址选择基本程序》中明确将“安全可靠性、环境相容性、技术可行性以及经济合理性”作为厂址选择的四大基本因素。其中与“安全可靠性”相关的厂址特征主要包括能动断层、地震活动、地基条件、边坡稳定性、火山活动、洪水、气象灾害、以及外部人为事件。与“环境相容性”有关的厂址特征主要包括人口分布、水功能、水弥散、大气弥散、土地利用、自然生态环境、应急计划、公众参与等内容。与“技术可行性”有关的厂址特征主要包括了用地条件、取排水条件、电网条件以及交通运输等内容。与“经济合理性”有关的厂址特征主要包括电力系统接入和输出便捷性、征地搬迁量以及土石方工程量、进厂道路建设费用等内容。

3 可研厂址评价工作对安全因素的要求

可研阶段厂址安全评价主要关注的重点为安全相关厂址特征及新乏燃料及放射性废物的贮存和运输，其中厂址特征主要包括周边地理位置、人口分布、附近的工业、运输和军事设施、气象、工程水文、地质、地震等。

《核电厂可行性研究阶段厂址安全分析技术规范》对可能影响厂址安全的厂址特征因素进行了详细规定：

（1）与厂址可接受性和设计基准外部事件（包括外部自然事件和人为事件）有关的可能影响核电厂安全的厂址特征;

（2）可能影响放射性物质向人体转移的厂址特征及环境特征;

（3）与应急计划实施可行性相关及评价个人和群体风险所需要的厂址特征，如有关外围地带的人口密度、分布及其他特征;

（4）可能影响新燃料、乏燃料及放射性废物的贮存和运输的厂址特征。

4 总体规划关于厂址安全相关因素的考虑

核电项目前期工作（包含初可研及可研两个工作阶段）总体规划是各专业厂址查勘成果的综合反映，也是厂址技术经济比较的基础。

总体规划过程中主要考虑的厂址安全相关因素主要有：

（1）考虑周围人口分布的影响

厂址选择区域分析过程中，要避开人口分布较为密集的区域，尽量选择人口密度低、离大城市相对较远的地区。例如在厂址选择区域范围要满足“厂址规划限制区范围内无超过1万人以上集中居住乡镇，厂址半径10km范围内无10万人以上乡镇”的要求。

（2）考虑地质、地震条件的影响

厂址区域分析过程中，根据区域地质图、地震震中分布图、地震动峰值加速度区划图等资料，尽可能地使厂区位置远离断层、地质灾害、火山活动以及地震烈度较高的地段。

初可研阶段总体规划过程中除考虑上述地质、地震条件外，还需考虑电厂设施的地基条件，如一般选择有面积足够大且标高合适的自然山体作为厂址区域范围，以大概率保证核安全相关厂房基底位置处能够有较好的基岩条件。

可研阶段总体规划主要工作内容是根据推荐厂址的厂址特征条件以及各项专题研究成果开展总体规划及总平面布置的多方案比较，最大限度使总平面布置方案与厂址条件相协调，其中首要考虑的安全因素是主厂房及核安全相关厂房、沟道等地基处的岩土适宜性，这些厂房或沟道均应座落在均匀、稳定、承载力满足要求的地基上，地基承载力特征值和剪切波速应满足堆型设计要求。工程项目中均会根据钻孔资料、基岩等深线图及基岩切面图等资料调整布置形式，如调整主厂房的布置形式或主厂房布置间距等。

鉴于目前核电厂址资源较为稀缺，特别是厂址规划机组数量较多时，场地岩土条件又往往无法完全满足总平面布置对地基条件的要求。在这种情况下，为满足“安全可靠性”的要求，就需根据岩土条件进行深入分析、认真核实核安全厂房地基位置处需要进行地基处理和改良的范围、深度以及方法等，以保证处理和改良后的地基能满足核安全要求，保证总体布置方案的可行性。

（3）考虑洪水条件的影响

厂址防洪是评价厂址适宜性的重要因素之一，在厂址区域分析过程中，一般会应结合厂址周边条件（如周边已建核电厂的设计基准洪水位）初步估算厂址区域的洪水位标高，以便判断拟选区域是否可采取工程措施满足防洪要求。

选址规划时应根据设计基准洪水位的组合事件初步估算设计基准洪水位，同时以此作为厂址总体规划工作的依据。

日本福岛核事故后，核电厂总体规划工作进一步加强了对防洪设计的重视程度，例如核电厂的防洪设计必须充分考虑极端洪水事件以及洪水因素组合产生的影响，防洪设计应尽可能考虑采用“干厂址”，也就是说核电厂厂址地坪标高须高于考虑波浪影响在内的设计基准洪水位。

在核电厂厂区位置规划选择时，应注意对周边自然地形的分析研究，厂区范围内尽量不占用原始自然冲沟或汇水区域，以避免厂址周边区域汇水对厂区的冲刷影响，减少人为因素造成的厂址安全问题。同时在必要情况下为避免周边区域汇水对核电厂造成洪水威胁，应在核电厂周边设置截、排洪设施，安全重要建、构筑物相关截排洪设施应按照千年一遇设计，并用可能最大洪水（PMF）校核。

此外，核电厂场地设计标高确定过程中，除考虑防洪本身要求外还应考虑安全应急的要求，应避免因洪水泛滥而形成孤岛运行的现象。

（4）考虑气象条件的影响

厂址区域分析过程中，厂址位置不宜选择在受热带气旋、严重龙卷风等极端气象影响的地区，而应优先选择气象灾害影响小、灾害气象发生频率低的区域，同时厂址地区的气象条件应有利于气载放射性物质的大气弥散。

总体规划主要从以下方面考虑气象条件的影响：

结合气象条件合理确定厂区与周边村镇的相对位置关系;

按照常年最小风频的下、上侧依次布置现场服务区、配套设施区以及核电厂生产区。

放射性厂房相对集中布置在厂区常年最小风频上风向、厂区地形最低的地段，保证源项所确定的放射性物质释放时对公众和环境的辐射影响降低到最低;

厂区总平面布置过程中考虑风向对厂区安全的影响，布置时需将易燃易爆等危险子项布置于厂区边缘不窝风、常年最小风频的下风向。

（5）考虑外部危险源的影響

厂址区域分析时选择应外部人为事件风险小的地区。在选址规划时一般会控制厂址边界与危险源的安全距离，如厂址边界与机场和大型爆炸源（如石化企业等）距离控制在10km以上，将厂址边界与飞机航线距离控制在4km以上等。

当厂址条件无法满足上述要求时，应尽早协助业主单位与地方政府协商解决。例如某核电项目过境道路与电厂距离较近，业主单位经与地方政府协商后对过境道路的运输物品种类及运输频次进行了有效管控，从而保证过境道路的运输不会对电厂安全造成影响。

（6）考虑边坡稳定性的影响

可研阶段一般需结合取水条件、土石方工程量以及截排洪规划等进一步落实厂坪设计标高的合理性，对厂坪标高的取值进行优化。不同的厂坪设计标高会形成不同的填挖范围、形成不同填挖高度，形成不同等级的防护边坡等。

核电厂生产区、辅助设施区、施工临建区以及施工生活区等的用地规模较大，大范围的场地平整工作不可避免会出现较高的人工挖方边坡或填方边坡。当出现核安全边坡时，应按照核电厂抗震设计的相关要求提高设计标准。

（7）考虑与应急计划实施可行性相关的因素

总体规划考虑应急计划实施可行性主要关注两个因素，一是尽量将厂址选择在周边人口稀少、道路网较为成熟的区域;二是在进行核电厂对外交通道路规划时尽量考虑两条不同方向的对外联系道路（即主要进厂道路和次要进厂道路），且避免使人员在撤离途中通过烟羽区，以满足核电厂事故状态下从厂区撤离不必要的人员。

根据美国和管理委员会联邦应急管理署报告《指定和评价核动力厂辐射应急响应计划于准备的准则》，两条对外联系交通路线方向夹角的推荐值为不小于应急计划区三个子区的夹角（即67.5°），对于不同核电厂址还需要根据厂址的具体情况进行计算最终确定。

目前国内正在开展海岛核电厂的厂址选择工作，这对于应急交通设施提出了更高的要求。《核动力厂场内应急设计准则》对于应急撤离道路提出了具体要求 “应急道路设计中应关注道路沿线桥涵、涵洞、边坡、堤坝等在极端条件下的可用性，必须满足在SL-2地震条件下，至少有一条路线可供人员及车辆通行”。因此在海岛厂址总体规划时应综合考虑安全性、经济性等因素规划合理的应急道路路径。

5 结语

核电厂总体规划贯穿了前期厂址选择至施工图设计的各个阶段，它是多专业共同工作的成果，也是厂址安全相关因素的综合落实与反映。本文阐述了核电厂初可研厂址查勘工作和可研厂址评价工作所关注的厂址安全因素，同时总结和列举了核电厂前期总体规划工作重点关注和考虑的厂址安全因素，以期对后续核电厂总体规划工作提供借鉴和帮助。

参考文献：

[1]吴德成，王威.核电厂总体规划需要考虑的因素简析[J].工程建设与设计，2013，（6）：159-161.

[2]GB/T 50294-2014 核电厂总平面及运输设计规范[S].