福岛核电事故分析

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1、口木福岛核电站事故初步分析0事故背景2011年3月11口下午，H本东部海域发生里氏9.0级大地震，并引发海啸。位于FI本本州岛东部沿海的福岛第一核电站停堆，且若干机组发牛失去冷却事故，3月12日卜•午，一号机组发生爆炸。3月14日，三号机纟R发生两次爆炸。日木经济产业省原了能安全保安院承认冇放射性物质泄漏到大气中，方鬪若干公里内的居民被紧急疏散（疏散范围一直在扩人）。一号机组：冷却系统停止运转，反应堆部分发生“堆芯熔化”，已排出蒸汽，在当地时间12日的爆炸中建筑部分损坏，己向该反应堆注入海水。二号机组：冷却系统停止运转，反应堆部分发生“堆芯熔化”，反应堆燃料棒

2、一度完全暴霜在水面以上,已排出蒸汽，当地时间14日三号反应堆发生爆炸，导致二号反应堆建筑部分损坏，15丨

3、反应堆外安全壳部分受损，可能发生“堆芯熔化”现象。三号机组：13日，反应堆丧失冷却功能，可能已出现“堆芯熔化”。之采収释放蒸汽及注入海水措施。14口发生氢气爆炸，导致该反应堆厂房部分受损。15口检测到该反应堆附近辐射量増高，16口该反应堆区域冒出白色烟雾，反应堆安全壳存在毁坏的可能性。四号机组：地震发生时反应堆止在进行维护检修工作，15日起火，可能是反应堆乏燃料储存池发生氮气爆炸，无法观测到乏燃料储存池水位。16日放置反应堆的厂房起火，无法注水冷却该反应堆

4、。五号、六号机组：地震发生时正反应堆在进行维护检修工作，16日观测，这2个机组装有反应堆乏燃料的水池温度轻微上升1H本福岛核电站概况tl本福岛第一核电站（福島第一原子力発電所）位于福岛县双叶郡大熊町沿海。福岛第—核电有6台机组，1号机组439兆瓦，为BWR-3型机组，1970年下半年并网发电，1971年投入商业运行；2号至5号机组为BWR-4型，784兆瓦，1974-1978年投产；6号机组为BWR・5型，1067兆tL,1979年投产。六台机纟R在同一厂址，全是沸水堆，均属于东京电力公司。（以上叙述看似数据罗列，但是为事故埋下了第一个伏笔：一号机已经运行整4

5、0年了，退休正当时。）图屮从右至左依次为1至4号机组，5、6号机组在北侧稍远。另有福岛第二核电站，这两天爆炸的是福岛第一核电站，M第二核电站无关，不表。2沸水堆预备知识考虑到屮国人陆上只有压水堆（PWR）和重水堆（CANDU）,（注意是屮国人陆，台湾的是沸水堆，台湾在建的龙门电厂是更先进一点的ABWR）,在此简单介绍一下沸水堆（BWR）o沸水堆和压水堆都属于轻水堆，都是靠H20做慢化剂和冷却剂。都是用低浓缩铀做燃料。目前全球400多台核电机组中，两冇多压水堆，近一厲台沸水堆。下图是福岛一号核电站一号机的原理图:沸水堆基木运行过程：来自汽轮机系统的给水（深蓝色的

6、管了）进入反应堆压力容器后，沿堆芯围筒与容器内壁Z间的环形空间下降，在喷射泵（白箭头的起点）的作用下进入堆下腔室，再折而向上流过堆芯，受热并部分汽化。汽水混合物经汽水分离器分离后（汽水分离的过程跟压水堆蒸汽发生器差不多），蒸汽（浅蓝色管道）通往汽轮发电机（几个黄色块分别为高压缸，三个低压缸，发电机，和API000—样），做功发电。蒸汽压力约为7MPa,干度不小于99.75%。汽轮机乏汽冷凝后经净化、加热再由给水泵送入反应堆压力容器，形成一闭合循环。再循环泵（堆芯两边的两个泵）的作用是使堆内形成强迫循环，其进水取口环形空间底部，升压后再送入反应堆容器内，成为喷射

7、泵的驱动流。目前FI立和GE开发的ABWR（AdvancedBWR先进沸水堆）用堆内循坏泵取代再循坏泵和喷射泵。和压水堆类似，沸水堆也有几道安全屏障：一、燃料包売，与API000的诰觇合金不同,他用的是钳-2。二、压力容器。这个和压水堆一样。三、干井，也有叫首层安全壳的。也就是上图中黑色的梨形外壳。也有把外面的方形水泥壳当成第四道边界的，其实水泥壳只是防风吹雨打的，能够起一点作用，但不是很大。和压水堆相比，沸水堆冇以下特点：1、控制棒从堆芯下方插入由于堆芯上方有汽水分离器，而且上部是蒸汽为主，中子慢化不充分。但问题是不能像压水堆那样失电后靠重力落棒，未能停堆的

8、预期瞬态事故概率增加，对控制棒驱动机构的可靠性要求更高。控制棒在正常运行时是电驱动或机械驱动，失电时由备用液压把控制棒顶上去。每组控制林，或者每两组控制林有单独的液压驱动装置。这不是沸水堆最人的特点，但在这里有必要列在第一条。因为网上有的分析提到了无法落棒等，没有那回事。根据IAEA官网上的新闻，反应堆在当时白动停堆了（AllfourunitsautomaticallyshutdownonMarch11）,没冇提控制棒火效的事。而H.如果控制棒真的实效的话，操作员没有理曲不往里面注入硼水。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

9、堆芯的是清水。由于平时是清水，所以一旦