5--第五章 核电厂的严重事故.ppt

堆型主要优点： RBMK类型核电站的低功率密度提供了承受较大的全厂断电能力，可以在一个小时内堆芯不会损伤； 机组可以在运行时换料，提高了可利用率水平； 石墨慢化剂设计允许使用轻水做慢化剂反应堆不适用的燃料。 堆型主要弱点： RBMK类型设计与大世界多数核电站的最主要差别是RBMK类型设计没有钢或重混凝土安全壳结构作为事故期间防止大量放射性释放的最后屏障 1979年三里岛2#机组事故表明美国为代表的西方反应堆安全壳有效性，尽管堆芯燃料一定程度熔融，事实上全部放射性被保存在安全壳内 Chernobyl事故，RBMK机组发生事故的系统不能承受事故冲击力。虽然估计爆炸释放的能量高于大多数安全壳设计所能承受的，但是安全壳结构可以防止放射性物质在Chernobyl释放； 事故缓解系统有限和无效； 案例分析--切尔诺贝利事故 反应堆控制系统潜在很多失调，潜在着导致顺利恢复的困难 当冷却水丧失，反应堆产生快速核链式反应和功率增加 该特性被称为“正空泡系数”，前苏联工程师应该用快速落控制棒和其他方式的设计缓解这种瞬发效应。 所有RBMK反应堆作的修改是适当维持正空泡效应足够低，以便防止像切尔诺贝利Chernobyl事故那样核功率突增。 美国类型轻水反应堆设计成，具有相反的特性“负空泡系数”所以当反应堆失水时，核链式反应自动停止； 防火系统不适当 在石墨砌体中有限的蒸汽反应遏制能力 电气和安全系统的实体分离和余度 杂乱的管道布置 案例分析--切尔诺贝利事故 事故背景： 1时23分04秒 核电机组8号汽轮机紧急截止阀关闭停止向汽轮机供汽，反应堆应该自动停堆；但操纵员解除了停机-停堆连锁保护信号维持反应堆200MWt运行）；关闭4台水泵（因为不需要向汽轮机供汽）堆内蒸汽量增加，汽泡正反应性引发自动棒下插 1时23分31秒 反应性继续增加（自动棒不能补偿汽泡正反应性）；功率急剧上升； 1时23分40秒 值班长下令紧急停堆；堆芯具有正气泡反应性和控制棒挤水棒正反应性效应相加；导致反应堆功率剧增；40秒上升100倍； 1时24分 发生两次爆炸；引发反应堆厂房、汽轮机厂房大火；油管损坏、电缆短路、放射性辐照造成附近区域30余处火灾； 26日5时 扑灭火灾 11月 使用混凝土封闭4号机组；继续清除放射性污染； 案例分析--切尔诺贝利事故 事故过程：核电机组实验（发电机惰转特性） 严重人员伤亡：爆炸死亡2人；237人受到临床效应超剂量照射，其中134人辐射病死亡； 东欧广大地区环境和居民受到放射性污染：1986-1987年20万人受到100mSv以上平均剂量照射；从事故后从禁区周围（30公里半径）撤离万余名居民，其中5%受到大于100mSv以上平均照射剂量； 北半球各国不同程度受到事故影响：最大的平均个人计量约为0．8mSv至1．2mSv； 巨大经济和社会后果：经济损失约200亿美元以上，引发世界性反核浪潮，为核电工业发展构成巨大冲击，留下难以消除的阴影。 案例分析--切尔诺贝利事故 事故后果： 切尔诺贝利核电站事故的直接原因： 操作人员严重违反操作规程，切断了反应堆保护系统 反应堆长期强行在低功率下运行，处于不稳定状态； 功率失控几秒钟内上升了几百倍； 燃料包壳因过热而爆裂； 导致蒸汽爆炸和压力管全部断裂； 结果引起锆水反应和石墨燃烧。 案例分析--切尔诺贝利事故 物理背景：堆芯瞬发临界，使反应堆安全功能迅速全部失效，引发灾难性严重事故； 直接原因：设计缺欠；人员违规操作； 根本原因：管理部门和业主不具备健全的核安全文化 改正措施：取消或改进该种类型反应堆；国际核工 业协助核电站管理部门和业主健全核安全文化。 案例分析--切尔诺贝利事故 事故起因： 切尔诺贝利核电站的关闭 苏联解体后，乌克兰决定继续维持切尔诺贝利的运转。西方国家、特别是西欧国家认为，切尔诺贝利核电站除本身可能存有技术缺陷外，“石棺”内部的不稳定性和不确定性也给整个电站造成了严重的隐患，所以强烈要求乌克兰政府彻底关闭电站 西方国家一直要求关闭切切尔诺贝利核电站，但由于乌克兰电源缺乏，该核电站的四个反应堆之一仍然在被用来发电。 根据乌克兰和西方七国1995年签定的一份谅解备忘录，乌克兰承诺关闭切尔诺贝利核电站，作为交换条件，西方将提供资金援助乌克兰修建K2/R4两个新的核反应堆。英国出资4900万英镑，美国承諾向烏克蘭提供7800萬美元的援助。 2000.12.14日，切尔诺贝利核电站正式全部关闭（no money） 西方国家已经承诺，将在2015年前援助乌克兰7亿多美元，在出事故的第四号反应堆周围建起一个新的“石棺”，以防止核辐射外泄。这一工程非常紧急，而且危险性也很大。 案例分析--切尔诺贝利事故 “石棺”钢筋混凝土封起来的切尔诺贝利核电站4号机组  图为用钢筋