福岛核电事故分析.pdfVIP

福岛核电事故 1 电站概况 福岛第一核电站地处日本福岛县双叶郡大熊町沿海。福岛第一核电站有 6 台机组，1 号439MW，为BWR=3 型机组，于1971 年3 月投入商业运行；2 号～ 5 号机组均为BWR-4 型，784MW，分别于1974 年7 月、1976 年3 月、1978 年 10 月、1978 年4 月投入商业运行；6 号机组为BWM-5 型，1067MW，1979 年 10 月投入商业运行。六台机组在同一厂址，全是沸水堆，均属于东京电力公司。 福岛核电站的核反应堆都是单循环沸水堆，只有一条冷却回路，蒸汽直接从 堆芯中产生，推动汽轮机。福岛核电站一号机组已经服役40 年，出现了许多老 化的迹象，包括原子炉压力容器的中性子脆化，压力抑制室出现腐蚀，热交换区 气体废弃物处理系统出现腐蚀。这一机组原本计划延寿20 年，正式退役需要到 2031 年。 2 事故经过 2011 年3 月11 日下午，日本发生里氏9.0 地震后，核电机组控制棒上插， 反应堆安全停堆。堆芯热功率在几分钟内由正常的 1400 兆瓦下降到只剩余热， 但仍有约4% ，虽然仍在下降，但下降速度变慢。由于地震摧毁了电网，厂外电 源不可以，冷却剂系统停止运转。操作员采用了比较保守的方法，用应急柴油机 向堆芯内注入清水，并没有注入硼水。地震后发生海啸，柴油机房被淹，蓄电池 供电继续进行堆芯冷却。大约持续了8 小时，电池要耗尽时，卡车运来了移动式 柴油机，但柴油发电机的接口和核电站的接口不兼容！堆芯冷却暂时停止，反应 堆容器压力失控，升至设计值的约 1.5 倍。12 日凌晨操作人员采取了卸压措施。 由于卸压，环境中的放射性升高。早上菅直人要来视察，根据日本某些论坛的说 法（没有得到官方证实），卸压的事由于此次视察暂时中断。但余热不等人，安 全壳内温度压力仍在上升。菅直人走后，操作员开始继续释放压力容器内部的压 力。此时压力容器内的温度约为 550 摄氏度，堆芯已经裸露并产生大量氢气。 含有氢气的蒸汽，通过卸压水箱简单的降温和过滤就被排放到厂房大气中。下午 3 点左右，1 号机组发生氢气爆炸。爆炸后，利用消防水泵，直接向发生了燃料 熔化的 1 号机组注入海水（并加入硼）进行冷却。13 日3 号机可能出现“堆芯 熔化”，之后才去释放蒸汽及注入海水措施。14 日上午11 时，3 号机组发生氢气 爆炸。晚上8 时，2 号机组堆芯已经全部露出水面，进入干烧状态。15 日2 号机 组反应堆外安全壳部分受损，发生“堆芯熔化”现象，上午6 时2 号机组厂房发 生爆炸，4 号机组反应堆乏燃料储存池发生氢气爆炸。16 日3 号机组安全壳损坏， 放置 4 号机组反应堆的厂房起火，无法注水冷却该反应堆，5、6 号机组地震发 生时处于检修维护，其装有反应堆乏燃料的水泡温度轻微上升。 日本经济产业省原子能安全和保安院3 月12 日宣布，受地震影响，福岛第 一核电站的部分放射性物质泄漏到外部。联合国核监督机构国际原子能机构 (IAEA)干事长天野之弥则表示日本福岛核电厂的情势发展“非常严重”。同时美国 核管理委员会主委亚兹柯表示核危机比日本官方说法严重许多。而法国法核安全 局已将日本福岛核泄漏列为六级。 3 原因分析 1）抵抗地震能力较弱 由于日本国土狭窄，本身就处在环太平洋火山带上，地震威胁不容忽视，尽 管很多专家和公众曾激烈反对日本建造核电站，但是出于经济利益的考虑，日本 仍然建设了大量核电站。 日本早期核电站设计抗震标准为里氏6.5 级，在 2006 年日本修改了核电站 抗震标准，将这一标准提高到抗震能力最大为里氏7.0 级。但这次9.0 级特大地 震对抗震能力最大为里氏7.0 级安全标准的核电站造成损害也就不足为奇了。 2 ）超役工作，设备老化 2011 年2 月7 日，东京电力公司完成了对于福岛第一核电站1 号机组的分 析报告，报告称机组已经服役40 年，出现了一系列老化的迹象，包括原子炉压 力容器的中性子脆化、压力抑制室出现腐蚀等。但当地并没有关闭该核电站，而 是为其制定了长期保守运行也就是再延长使用20 年的方案。16 日日本专家在分 析核电站泄漏事故原因时也认为是设备老化所致。从这次事故发生后出现阀门失 灵等现象分析也能证实这一点。 3 ）建成时间早，技术落后，抗风险程度相对较弱 福岛核电站使用的是老式单层循环沸水堆，即和我们平时用的蒸汽压力锅类 似，只有一条冷