核电站用水问题探讨

围绕核电站供水和排水的设计，对于在英国萨福克郡建造的塞兹韦尔EPR项目至关重要，因为该地区被称为缺水地区。

1、核电用水

塞兹韦尔C项目已获得排水许可

今年3月底，英国环境署(EA)为塞兹韦尔C项目计划中的新EPR颁发了排水许可证(以及另外两项涉及放射性排放和发电机运行的许可证)。

除了去年7月英国环境署大臣授予的开发许可和核监管办公室(ONR)授予的反应堆设计批准外，该核电项目还需要获得其他许可。

事实证明，对项目公司NNB发电公司来说，现场供水和排水规划是一个复杂的挑战，需水要求既有现场运营期间所需的大量冷却水，也有运营期间所需小得多的饮用水和施工期所需的水。

塞兹韦尔C项目工厂毗邻萨福克海岸塞兹韦尔B项目工厂，该工厂可以随时获得冷却水——尽管最终的安排可能与塞兹韦尔B项目和萨默塞特郡欣克利角在建EPR项目有显著差异。

英国东部的萨福克地区被EA定义为“水资源紧张”地区，因此陆地上几乎没有淡水供应来满足该地区的短期和长期需求，长期供水保障问题仍然存在。

2、冷却水获取

英国东部的萨福克地区是EA定义的“水压力”区。

塞兹韦尔C项目计划的1630 MWe双反应堆将直接用海水冷却，每个机组都将在海上3-3.5公里处有自己的专用冷却水取水口隧道。

海水将通过两个专用进水头和隧道从北海的大塞兹韦尔湾抽取，每个反应堆一个，相距约500米。

在运行阶段，该工厂将需要132立方米/秒的速度在海水的潮汐中期持续供应冷却水。流速在125~140立方米/秒之间。

冷却水(废物流A)约占塞兹韦尔C项目非放射性流出物总日排放量的99%(体积)。冷却水的最大日排放量约为1140万立方米。

在标准运行期间，冷却水将在通过蒸汽轮机冷凝器后，在高于环境海水11.6℃温度下返回大塞兹韦尔湾。排水口还包括六条小得多的废水流。

排水活动许可证包括19个预运行条件，在拟建发电站调试或开始运行之前，这些条件需要获得EA的批准。

其中出现了许多问题，主要因为塞兹韦尔C项目的设计过程和施工周期很长，这意味着详细设计的各个方面都在不断修改。

3、污染物和海水生物

污染物是特别值得关注的问题之一，EA要求在热功能测试开始前制定优先危险物质管理计划。

必须明确运营商打算如何逐步排放优先管理的危险物质，如镉和汞，这些物质是散装原材料中的微量污染物。

EA还要求提供一份关于控制冷却水系统生物的操作策略的报告。

参考的内容包括，塞兹韦尔B项目采用的操作条件和氯化策略评估，调试和操作任何其他EPR(如法国的弗拉芒维尔核电站)的经验教训，如何优化操作策略以减少化学加药需求的细节，以及对拟议加药制度影响的验证。

NNB还必须报告其肼(N2H4)的使用和排放计划，肼被添加到冷却水中，以防止蒸汽发生器中的金属氧化(生锈)。

NNB表示，尽管有其他“氧气清除剂”可用，但这些清除剂要么会降低发电站的效率，要么比肼对环境的危害更大。

肼存在于核岛废物监测和排放系统和储罐的废物流中，以及来自常规岛屿液体废物排放系统网络和储罐的废物物流中。

NNB已同意对这些系统中的肼进行监测，并使用适当的处理方法(仍有待确定和鉴定)，以在任何排放前降低含量水平，避免排放违反限制。

此外，在塞兹韦尔C项目调试之前，NNB将研究进一步降低肼含量的可行性。

反对塞兹韦尔C项目新工厂建设的活动人士，强调了保护大塞兹韦尔湾鱼类的必要性。

由于塞兹韦尔C项目发电站采用海水直接冷却，每个机组都将配备鱼类回收和回流(FRR)系统，以最大限度地降低被吸入冷却水系统的鱼类受伤的风险。FRR系统将把鱼送回大塞兹韦尔湾。

每个FRR系统都有一个专用的排放隧道和排水口。这些将在鱼类难以返回区域设置的四个冷却进水口位置排放。

在欣克利角C项目，确保鱼类不会被吸入冷却水进水口的措施，设置了三个所谓的“声学鱼类屏障”(AFB)。

EDF最近称，三个AFB并不超过其成本。今年3月，环境大臣裁定EDF败诉，因为该公司辩称只需要两道鱼类屏障。

当地媒体援引欣克利角C项目环境主管克里斯‧费伯的话说：“我们正在考虑规划检查员的决定细节和我们可以选择的方案。欣克利角C项目是布里斯托尔海峡第一个包含任何鱼类保护措施的电站。

政府自己的海洋科学专家的研究表明，如果我们提出的鱼类保护措施到位，发电站对当地鱼类种群的影响可以忽略不计。这包括一个鱼类回流系统，以及旨在显著减少进入管道的鱼类数量的进水口。”

在塞兹韦尔C项目，目前尚不清楚需要采取什么措施。

NNB必须向EA提交两个FRR系统的最新现场计划和调试计划，建议的监测细节，以促进优化，最大限度地减少鱼类死亡，以及证明优化有效性的建议。

这将结合项目的设计演变，以及欣克利角或世界各地其他EPRs吸取的经验教训。

4、其他供水需求

塞兹韦尔C项目计划建造两个EPR反应堆，在塞兹韦尔B项目附近(图源：EDF Energy)

尽管电站冷却水是塞兹韦尔C项目迄今为止最大的用水，但现场一般用水需求对NNB和反应堆的最终运营商来说，也是一个复杂的挑战。

在授予塞兹韦尔C项目开发许可的决定书中，环境署大臣用了57段讨论了这个问题。

供水将由当地水垄断企业埃塞克斯和萨福克水务公司(其母公司为诺森伯兰水务有限公司，NWL)提供，废水将由安格利安水务公司处理。

但NWL在其规划中表示，该地区预计将出现缺水，“由于需求的逐步增加，2032年所需的缺水量将增加，届时我们将开始向塞兹韦尔C项目供水，年平均供水量为2.2百万/天，峰值供水量为2.8百万/天”。

当NNB申请开发许可时，预计将从当地Blyth水资源区获取“自来水”，但EA认为该地区的NWL取水“许可过度”，NWL无法通过抽取更多的水来满足额外的用水需求。

NWL最初表示，如有必要，可以通过四种方式补充供水：新建供水干管，从其他地区取水;与其他当地许可证持有人进行抽象许可证交易;现场蓄水;以及提升水效率，以减少来自干线供应的需求。

在开发许可过程中，各方对塞兹韦尔C项目的可持续供应是否会对已经紧张的水资源产生不利影响表示“严重关切”。Natural England与其他团体一直保持关注。

NWL表示，该工厂将需要一条来自另一个集水区的新水管，并表示所需的额外基础设施最早需要到2026年9月完成。

但除此之外，在10年或更长的施工期内，还需要额外的供水和废水处理，以满足当地数千名临时工人的需求，以及在隧道施工期间提供水冷却等施工过程。

NNB希望现有总水管为住宿园区提供服务，而NWL担心它可能无能为力，在缺乏额外基础设施的情况下给现有用水消费者带来严重风险。

作为回应，NNB提交了一份修订后的战略，其中包括一个临时海水淡化厂，在施工初期提供饮用水，直到NWL供水输送干管可以投入使用。

在海水淡化厂启动之前(长达一年)，水将由油轮供应。

海水淡化厂有其自身的环境问题，包括电力消耗、可持续性、成本和废水(盐水)排放。

5、水源影响许可申请

国家基础设施规划局的“审查官员”在给环境署大臣的报告中表示，该计划“没有充分考虑对拟议供水解决方案的环境影响的累积评估的必要性，而这对拟议开发的运营至关重要”。

审查官员就是否授予项目开发许可向环境署大臣提出建议，但环境署大臣的决定可能与该建议相悖。

环境署大臣向包括核监管机构ONR在内的其他机构寻求进一步信息，以了解具体情况。

ONR表示，没有具体的许可条件涵盖可靠供水的要求，但它“希望被许可方在依赖此类供水的现场进行核安全相关活动之前，具有可靠的水源。这可能是在调试的后期阶段，但在核电站开始从堆芯核反应中提高功率之前，肯定需要稳定可持续供水”。

审查官员指出，有可能无法确定可持续的供水源，因此工厂可能无法运营。

NNB认为，现阶段无法长期供水的原因主要是，供水的长期规划受制于单独的法律规定和程序，这将直接影响该地区的水资源管理计划(WRMP)。

WRMP24进程目前正在进行中，计划已于2022年10月以草案形式公布供协商。

关于开发许可，环境署大臣被要求不要重复其他许可程序，并假设这些程序会得到妥善执行，“因为有证据表明，供应来源不太可能限制新发电站的建设和运营，因此就申请而言，不需要知道来源”。

环境署大臣在其决定中指出，塞兹韦尔C项目开发许可和WRMP24水资源采购程序是单独的项目，并表示，“这从它们的单独所有权中可以明显看出，因为它们受到不同的确定程序约束”。

因此，现阶段缺乏用水战略并不能阻碍同意审批。

这一决定意味着NNB可以继续与NWL就其水源计划进行合作，同时推进项目的最终投资决策。

这可能意味着，最初提议覆盖建设阶段的海水淡化厂将成为永久性的。

确保长期供水的其他选择包括从邻近集水区进口;污水回用和脱盐;以及长期(2035年后)冬季蓄水库。

无论最终的建议是什么，对于一个可能运营长达一个世纪的工厂来说，必须要保证持续运营下去。

6、水资源管理领域

英国环境、食品和农村事务部负责监督水和环境政策和监管，尽管一些水政策已移交给英格兰、苏格兰、威尔士和北爱尔兰。

垄断供水和污水处理公司为商业用户和家庭用户提供用水。英国水务管理局是经济监管机构，要求水务公司对私有化水务公司制定的五年计划的交付负责。水务公司还需要制定长期的水资源计划。

根据EA颁发的取水许可证，供水公司和其他用户(如农业和大型工业)使用水。EA还负责制定水工业国家环境计划，并负责评估每家自来水公司的水资源规划。

Natural England是政府的自然环境顾问。它的任务是保护和改善英格兰的自然环境，并就对依赖水的栖息地的影响提供建议。类似的机构也存在于单独的权力下放行政机构中。

目前，英国各地的水质都符合欧盟《水框架指令》规定的环境目标。然而，英国脱欧后和英国的目标可能与欧盟指令中的目标有所不同。