立陶宛全球首创拆除RBMK反应堆堆芯
摘要
立陶宛正在全球首次拆除已关闭的伊格纳利纳核电站RBMK型反应堆堆芯。该项目无先例可循,需完全定制化技术方案。1号机组通道拆除已完成,2号机组已获许可。退役作业由欧盟主要出资,采用远程机器人系统应对极端辐射,拆除工作计划于2049年完成,深层地质处置库预计2090年建成封存。出于国家安全考虑,立陶宛拒绝了俄罗斯的协助,转而与西方公司合作。

立陶宛正在开展一项世界首创的工程作业,即全面拆除已关闭的伊格纳利纳核电站(INPP)中具有高放射性的RBMK型(切尔诺贝利式)反应堆堆芯。由于此前从未有该特定设计的核电站实施过退役,该项目没有历史先例可循,需要完全定制化的技术方案。
伊格纳利纳1号机组的反应堆通道拆除工作已于4月完成,核安全监管机构VATESI随后颁发许可证,批准对2号机组反应堆通道上下区域设备进行拆除和去污作业。
INPP由两座水冷石墨慢化通道型RBMK-1500反应堆组成。1号机组于1983年投运,2号机组于1987年投运。2号机组原计划于1986年投运,但因切尔诺贝利事故而推迟,此后两座机组均降功率至1360 MWe运行。立陶宛同意关闭该核电站,作为其加入欧盟(EU)协议的一部分,欧盟认为该电站缺乏安全壳使其机组不安全。伊格纳利纳1号机组于2004年关闭,2号机组——曾占立陶宛发电装机容量的25%,供应全国约70%的电力需求——于2009年关闭。欧盟正在为其退役提供大部分资金。
这家国有运营商近期更名为Altra,已安全处理了厂区约45.7%的各类设备。核电站工作人员已切割了大量无害机械设备。部分区域目前形似废料场,正在对金属进行系统分类。该项目目标是使77%的回收金属经去污处理后实现商业再利用,其中包括提纯1400吨高价值铜材用于制造风力涡轮机。
尽管所有乏燃料和新核燃料已于2022年前安全取出并放入干式贮存容器中,严格的出入管控依然有效。工作人员和访客仍必须穿戴厚重的防护层、双层衣物、帽子和手套,以防表面污染。
随着作业接近反应堆活性区,工作环境发生急剧变化。由于极端辐射水平使人员进入即致命,正在设计先进的远程操控机器人切割系统,以物理方式拆除堆芯基础设施。由于缺乏适用于RBMK拆除的现成商业技术,立陶宛已与顶尖工程联合体签订合同。由西屋电气西班牙公司(Westinghouse Electric Spain)和法国电力公司(EDF)等企业牵头的团队正在设计定制化解决方案。
拆除大型放射性石墨构件和6000吨汽水分离器是该项目中风险最高的难关。核电站厂长Linas Baužys表示:“这将是最复杂的任务,但我们将成为全球首个完成此项工作的团队。”反应堆主堆芯的物理拆除工作计划于2040年代初期完成,但有毒物质的管理将耗时近一个世纪。放射性碎屑和石墨废物将转移至厂区建造的临时地表处置库。
Baužys指出:“拆除过程预计于2049年完成。重要的是,我们已从反应堆中取出所有燃料并放入贮存设施,为期50年。在此期间,国家必须建成一座深层地质处置库,于2090年前对所有乏燃料进行永久处置。”
立陶宛计划建造一座永久性深层地下地质处置库,将高放核废物封存数千年。地质学家已对30个市镇的77个潜在地点进行了评估。Visaginas所在区域已因地层条件不宜而被排除,最终选址将由科学家组成的委员会而非政界人士决定。该国的目标是在2090年前完成最终地下处置库的建设与封存。
Baužys表示:“即使在数百年后,放射性构件的处置库很可能像土丘或小山丘。乏燃料贮存设施则将作为混凝土结构留存。我们也在考虑是否值得拆除主反应堆厂房。保留它们作为科学试验场或技术中心也许更为合理,而非花费1亿欧元(1.16亿美元)进行拆除。”
俄罗斯国有核能企业Rosatom在管理和关停RBMK反应堆方面拥有丰富经验,并已在列宁格勒核电站启动了一个RBMK退役实验中心。然而,立陶宛拒绝了俄罗斯的协助。立陶宛已从根本上切断与莫斯科的核能与工业联系,并出于国家安全关切,明确禁止与俄罗斯和白俄罗斯有关联的企业参与关键基础设施项目。
在当前形势下,允许俄罗斯工程师或技术进入伊格纳利纳厂区在政治和安全上绝无可能,立陶宛宁愿转向没有RBMK退役经验的西方公司。
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