文档介绍:日本福岛核电站事故初步分析
0 事故背景
2011年3月11日下午,,并引发海啸。位于日本本州岛东部沿海的福岛第一核电站停堆,且若干机组发生失去冷却事故,3月12日下午,一号机组发生爆炸。3月14日,三its automatically shut down on March 11),没有提控制棒失效的事。而且如果控制棒真的实效的话,操作员没有理由不往里面注入硼水。
2、沸水堆的反应性不用硼做化学补偿
压水堆一回路中是硼酸溶液,但沸水堆流过堆芯的是清水。
由于平时是清水,所以一旦注入硼水,会对反应堆将来的运行带来很大的影响(当然前提是如果反应堆这次能平安无事的活下来。),说严重点,注入硼水,反应堆基本也就不能再用了。但是注入硼水的好处是在冷却的同时,保证较高的停堆裕度。比如AP1000,CMT(堆芯补水箱)硼浓度3400ppm,ACC(安注箱)2600ppm,IRWST(内置换料水箱)2600ppm,反正对压水堆来说,出事后只要需要,第一时间就向堆芯注入浓硼水。
其实一般沸水堆核电站,都是有硼水储备的。当事故发生后,操作员有两个选择:一是注入清水,万一侥幸逃过一劫以后还能再用,这个比较保守。二是注入硼酸,反应堆可能以后就不能再用了,但是能够比清水更好的降温,还能保证停堆裕度。
这个特点为后面的事故恶化埋下了第二个伏笔。
3、沸水堆正常工作于沸腾状态
这句话基本上相当于废话,沸水堆当然是沸腾态的。
但是这也决定了沸水堆的事故工况与正常工况有类似之外,而压水堆则正常工作于过冷状态,失水事故时发生沸腾,与正常工况差别较大。
这个特点,会使操作员抱有更大的侥幸心理。
4、卸压方式和压水堆不同
压水堆也有堆芯超压的问题。但是对二代压水堆来说,一回路超压,可以通过稳压器顶的先导式安全阀引入卸压箱。卸压箱虽然体积不大水量不多但还在安全壳内。对AP1000来说,一回路超压后通过稳压器顶的弹簧加载式安全阀和爆破膜通入安全壳内大气,第四级ADS爆破阀也是通向壳内大气。而如果前三级ADS动作,是通向内置换料水箱。总之,不管二代还是AP1000,卸压后,放射性还是被包容在安全壳内。
而沸水堆则不同。注意上图中梨形下边的torus,是一个容积约
4000m³的水箱,相当于AP1000内置换料水箱的两个大。但是这个驰压水箱不在压力边界内,卸压时,蒸汽直接通过压力容器和干井这两道屏障。对半衰期长的污染物来说,几乎相当于直接排放到大气中。这个特点,为后面的事故恶化埋下了第三个伏笔。
5、沸水堆经济性高
沸水堆省去了稳压器和蒸汽发生器,节约了投资。同时由于蒸汽压力能够比压水堆高,所以热效率也更高。但是此特点与事故分析无关,纯当背景知识。不表。
6、汽机厂房辐射较大
且不说裂变产物,光活化产物N16就够人受的。所以压水堆运行时进安全壳=他杀,沸水堆运行时进汽轮机厂房=自杀。与事故无关,不表。
其他预备知识:
1、关于核电厂柴油机
二代核电站,不管是沸水堆还是压水堆,都有一个问题。如果发生严重事故伴生全厂失电,需要应急柴油机在20秒内迅速启动,为安全相关系统提供电力。主要是安注系统,向堆内注水,保证堆芯冷却不裸露在外。