核電廠安全課件第三章核電廠的安全設(shè)計(jì)

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1、第三章核電廠的安全設(shè)計(jì)-第二節(jié)核電廠安全設(shè)計(jì)原則內(nèi)容提要：三里島、切爾諾貝利、福島事故簡(jiǎn)要回顧三道屏障和五個(gè)層次的縱深防御單一故障原則三里島事故1979年3月28日，美國(guó)三哩島核電站2號(hào)機(jī)組滿(mǎn)功率運(yùn)行。凌晨4點(diǎn)，二回路的水泵發(fā)生故障后，二回路的事故冷卻系統(tǒng)自動(dòng)投入，但因前些天工人檢修后未將事故冷卻系統(tǒng)的閥門(mén)打開(kāi)，致使這一系統(tǒng)自動(dòng)投入后，二回路的水仍斷流。導(dǎo)致一回路升溫升，進(jìn)而觸發(fā)反應(yīng)堆自動(dòng)停堆，卸壓閥也自動(dòng)打開(kāi)。三里島事故同時(shí)，當(dāng)反應(yīng)堆內(nèi)壓力下降至正常時(shí)，卸壓閥由于故障未能自動(dòng)回座，使堆芯冷卻劑繼續(xù)外流，壓力降至正常值以下，于是應(yīng)急堆芯

2、冷卻系統(tǒng)自動(dòng)投入，但操作人員未判明卸壓閥沒(méi)有回座，反而關(guān)閉了應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)，停止了向堆芯內(nèi)注水。這一系列的管理和操作上的失誤與設(shè)備上的故障交織在一起，使一次小的故障急劇擴(kuò)大，造成堆芯熔化的嚴(yán)重事故。三里島事故在這次事故中，主要的工程安全設(shè)施都自動(dòng)投入，同時(shí)由于反應(yīng)堆有幾道安全屏障（燃料包殼，一回路壓力邊界和安全殼等），因而無(wú)一傷亡，在事故現(xiàn)場(chǎng)，只有3人受到了略高于半年的容許劑量的照射。核電廠附近80千米以?xún)?nèi)的公眾，由于事故，平均每人受到的劑量不到一年內(nèi)天然本底的百分之一，因此，三里島事故對(duì)環(huán)境的影響極小。切爾諾貝利事故1986年4月2

3、6日當(dāng)?shù)貢r(shí)間1點(diǎn)24分，前蘇聯(lián)的烏克蘭共和國(guó)切爾諾貝利（Чорнобиль，Chernobyl）（原本以列寧的名字來(lái)命名）4號(hào)反應(yīng)堆發(fā)生嚴(yán)重泄漏及爆炸事故。切爾諾貝利事故事故經(jīng)過(guò)：4月25日l(shuí)點(diǎn)整，工作人員開(kāi)始降低反應(yīng)堆功率（直到此時(shí)，該機(jī)組一直在額定參數(shù)下運(yùn)行在14點(diǎn)，按照試驗(yàn)大綱的要求，把反應(yīng)堆應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)與強(qiáng)迫循環(huán)回路（MFCC）斷開(kāi)?？墒牵捎诳刂剖业囊笸七t了機(jī)組從運(yùn)行狀態(tài)下解列。于是，在違反運(yùn)行規(guī)程的情況下，該機(jī)組在應(yīng)急冷卻系統(tǒng)斷開(kāi)后繼續(xù)運(yùn)行。切爾諾貝利事故在23點(diǎn)10分又開(kāi)始降功率。試驗(yàn)大綱中，發(fā)電機(jī)惰走的同時(shí)供給機(jī)組

4、需要的電源應(yīng)在堆功率為700～1000兆瓦（熱）下完成。可是，當(dāng)局部的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)切除時(shí)（這是按低功率下運(yùn)行規(guī)程應(yīng)該做的），操作人員未能足夠迅速地消除因自動(dòng)調(diào)節(jié)棒的測(cè)量部件所引起的不平衡。結(jié)果，功率降到30兆瓦（熱）以下。切爾諾貝利事故4月26日1點(diǎn)，操作人員才成功地使功率穩(wěn)定在200兆瓦（熱）。同時(shí)，因?yàn)榉磻?yīng)堆“中毒”仍在繼續(xù)，進(jìn)一步提高功率受到了小的可利用的過(guò)剩反應(yīng)性的限制。所以，當(dāng)時(shí)的功率實(shí)際上低于規(guī)定要求的水平。l點(diǎn)23分30秒，操作人員從快速反應(yīng)性計(jì)算程序輸出看到，現(xiàn)在過(guò)剩反應(yīng)性已達(dá)到要求立即停堆的水平。然而，工作人員并沒(méi)有據(jù)

5、此停堆，而是繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。1點(diǎn)23分4秒第8號(hào)透平發(fā)電機(jī)組事故調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。反應(yīng)堆在大約200兆瓦（熱）功率下繼續(xù)運(yùn)行。與兩臺(tái)透平發(fā)電機(jī)組（7號(hào)透平發(fā)電機(jī)組于4月25日關(guān)閉）的應(yīng)急調(diào)節(jié)閥關(guān)閉有關(guān)的事故保護(hù)系統(tǒng)都被解除，以便若第一次試驗(yàn)失敗的話(huà)，將有可能再重新做該實(shí)驗(yàn)。這意味著更進(jìn)一步違反實(shí)驗(yàn)大綱，大綱沒(méi)有規(guī)定在關(guān)閉2臺(tái)透平發(fā)電機(jī)組時(shí)切除反應(yīng)堆事故保護(hù)系統(tǒng)。切爾諾貝利事故實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之后不久反應(yīng)堆功率開(kāi)始緩慢上升。在1點(diǎn)23分40秒，機(jī)組值班長(zhǎng)發(fā)出命令按動(dòng)AZ－5按鈕。這將把所有的控制棒和快速停堆棒插入堆芯。這些棒下落幾秒鐘后，感到有一些振動(dòng)，而且

6、，操作人員看到吸收棒沒(méi)有完全插到堆芯底部停止位置。（正反應(yīng)性引入過(guò)大，功率劇增，反應(yīng)堆不可控的）接著他切斷了棒控制系統(tǒng)的伺服機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電源，以便使吸收棒靠本身自重墜入堆芯。　　根據(jù)4號(hào)機(jī)組外側(cè)的目擊者們提供的情況，在1點(diǎn)24分接連發(fā)生兩次爆炸。燃著物的團(tuán)塊和火星沖入反應(yīng)堆上空，其中有些落到汽輪機(jī)廠房屋頂并開(kāi)始著火。切爾諾貝利事故切爾諾貝利事故大約有1650平方千米的土地被輻射。后續(xù)的爆炸引發(fā)了大火并散發(fā)出大量高輻射物質(zhì)到大氣層中，涵蓋了大面積區(qū)域。這次災(zāi)難所釋放出的輻射線(xiàn)劑量是廣島原子彈的幾百倍。事故導(dǎo)致30人當(dāng)場(chǎng)死亡，上萬(wàn)人由于放

7、射性物質(zhì)的長(zhǎng)期影響而致命或患的重病。福島事故2011年3月11日下午，日本東部海域發(fā)生里氏9.0級(jí)大地震，并引發(fā)海嘯。位于日本本州島東部沿海的福島第一核電站停堆，且若干機(jī)組發(fā)生失去冷卻事故，運(yùn)營(yíng)福島第一核電站的東京電力公司在13日上午11時(shí)，向政府作出緊急通報(bào)，宣布福島第一核電站進(jìn)入“緊急狀態(tài)”;3月12日下午，一號(hào)機(jī)組發(fā)生爆炸;3月14日，三號(hào)機(jī)組發(fā)生兩次爆炸；日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省原子能安全保安院承認(rèn)有放射性物質(zhì)泄漏到大氣中，方圓若干公里內(nèi)的居民被緊急疏散（疏散范圍一直在擴(kuò)大）。福島事故直接原因：強(qiáng)地震海嘯間接原因：設(shè)計(jì)的缺陷和建設(shè)時(shí)對(duì)自然

8、災(zāi)難引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不足核島設(shè)備存在安全隱患（老化）運(yùn)營(yíng)和審查機(jī)構(gòu)失職緊急情況下應(yīng)急管理經(jīng)驗(yàn)缺失從以上事故分析看來(lái)都有設(shè)計(jì)上的原因三里島是常規(guī)設(shè)備的可靠性不夠；切爾諾貝利是低功率下設(shè)計(jì)成正具有正反應(yīng)性效應(yīng)，且