核電廠安全課件-第三章核電廠的安全設(shè)計

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1、第三章核電廠的安全設(shè)計-第二節(jié)核電廠安全設(shè)計原則內(nèi)容提要：三里島、切爾諾貝利、福島事故簡要回顧三道屏障和五個層次的縱深防御單一故障原則三里島事故1979年3月28日，美國三哩島核電站2號機(jī)組滿功率運行。凌晨4點，二回路的水泵發(fā)生故障后，二回路的事故冷卻系統(tǒng)自動投入，但因前些天工人檢修后未將事故冷卻系統(tǒng)的閥門打開，致使這一系統(tǒng)自動投入后，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)堆自動停堆，卸壓閥也自動打開。三里島事故同時，當(dāng)反應(yīng)堆內(nèi)壓力下降至正常時，卸壓閥由于故障未能自動回座，使堆芯冷卻劑繼續(xù)外流，壓力降至正常值以下，于是應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)自動投入，但操作人員未判明卸壓閥沒有回座，反

2、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)施都自動投入，同時由于反應(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），因而無一傷亡，在事故現(xiàn)場，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80千米以內(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，三里島事故對環(huán)境的影響極小。切爾諾貝利事故1986年4月26日當(dāng)?shù)貢r間1點24分，前蘇聯(lián)的烏克蘭共和國切爾諾貝利（Чорнобиль，Chernobyl）（原本以

3、列寧的名字來命名）4號反應(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：4月25日l點整，工作人員開始降低反應(yīng)堆功率（直到此時，該機(jī)組一直在額定參數(shù)下運行在14點，按照試驗大綱的要求，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?？墒牵捎诳刂剖业囊笸七t了機(jī)組從運行狀態(tài)下解列。于是，在違反運行規(guī)程的情況下，該機(jī)組在應(yīng)急冷卻系統(tǒng)斷開后繼續(xù)運行。切爾諾貝利事故在23點10分又開始降功率。試驗大綱中，發(fā)電機(jī)惰走的同時供給機(jī)組需要的電源應(yīng)在堆功率為700～1000兆瓦（熱）下完成?？墒?，當(dāng)局部的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)切除時（這是按低功率下運行規(guī)程應(yīng)該做的），操作人員未能足夠迅速地消除因自動

4、調(diào)節(jié)棒的測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，操作人員才成功地使功率穩(wěn)定在200兆瓦（熱）。同時，因為反應(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剩反應(yīng)性的限制。所以，當(dāng)時的功率實際上低于規(guī)定要求的水平。l點23分30秒，操作人員從快速反應(yīng)性計算程序輸出看到，現(xiàn)在過剩反應(yīng)性已達(dá)到要求立即停堆的水平。然而，工作人員并沒有據(jù)此停堆，而是繼續(xù)實驗。1點23分4秒第8號透平發(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)運行。與兩臺透平發(fā)電機(jī)組（7號透平發(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

5、除，以便若第一次試驗失敗的話，將有可能再重新做該實驗。這意味著更進(jìn)一步違反實驗大綱，大綱沒有規(guī)定在關(guān)閉2臺透平發(fā)電機(jī)組時切除反應(yīng)堆事故保護(hù)系統(tǒng)。切爾諾貝利事故實驗開始之后不久反應(yīng)堆功率開始緩慢上升。在1點23分40秒，機(jī)組值班長發(fā)出命令按動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，而且，操作人員看到吸收棒沒有完全插到堆芯底部停止位置。（正反應(yīng)性引入過大，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號機(jī)組外側(cè)的目擊者們提供的情況，在1點24分接連發(fā)生兩次爆炸。燃著物的團(tuán)塊

6、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劑量是廣島原子彈的幾百倍。事故導(dǎo)致30人當(dāng)場死亡，上萬人由于放射性物質(zhì)的長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，運營福島第一核電站的東京電力公司在13日上午11時，向政府作出緊急通報，宣布福島第一核電站進(jìn)入“緊急狀態(tài)”;3月12日下午

7、，一號機(jī)組發(fā)生爆炸;3月14日，三號機(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)計的缺陷和建設(shè)時對自然災(zāi)難引發(fā)的風(fēng)險評估不足核島設(shè)備存在安全隱患（老化）運營和審查機(jī)構(gòu)失職緊急情況下應(yīng)急管理經(jīng)驗缺失從以上事故分析看來都有設(shè)計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)計成正具有正反應(yīng)性效應(yīng)，且