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切尔诺贝利核电站是前苏联最大的核电站,共有4台机组。1986年4月26日,世界上最严重的核事故在
切尔诺贝利核电站发生。乌克兰基(Ukraine)市以北130公里的切尔诺贝利核电站的灾难性大火造成的放射性物质泄漏,污染了欧洲的大部分地区,国际社会广泛批评了苏联对核事故消息的封锁和应急反应的迟缓。在瑞典境内发现放射物质含量过高后,该事故才被曝光于天下。
切尔诺贝利核电站位于现乌克兰共和国(原为前苏联的加盟共和国)首都基辅迪那摩市北130公里处,第
聂伯河支流的普里皮亚特河畔,靠近白俄罗斯共和国边界。建核电站前,这里人口密度较低,大约70人/平方公里,核电站处于白俄罗斯与乌克兰大森林地带的东部,周围是一片平坦的风景区。
20世纪70年代初,前苏联选址在这里建造核电站,一期两个机组于1977年建成发电,二期两个机组于1983年建成发电,到1986年核电站拥有RBMK-1000共4台机组,原计划再建两台(5、6号)机组,4号机组事故后被迫停建。核电站由四座RBMK-1000核反应堆组成,每座反应堆能产生1千兆瓦(GW)的电能(3千2百兆瓦特的热功率),核事故发生时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。电站的建设始于1970年代后期,1号反应堆于1977年启用,2号、3号、4号亦相继于1978年、1981年、1983年启用。另有5号及6号两座反应堆,每座也能产生1兆千瓦特电能,事故时仍在建造中。
切尔诺贝利核电站-基本构造
RBMK-1000核电机组采用的是前苏联独特设计的大型石墨沸水反应堆,用石墨作慢化剂,石墨砌体直径12米,高7米,重约1700吨,沸腾轻水作冷却剂,轻水在压力管内穿过堆芯而被加热沸腾。堆芯石墨砌
体中间孔道内可装1680根燃料管。反应堆是双环路冷却,每个环路与堆芯840根燃料管的平行垂直耐压管
相连,堆芯入口处冷却剂温度为270℃进入燃料管道,向上流动,被加热局部沸腾,汇流到一边两个的四个汽包中,汽包中的蒸气直接进入汽轮机厂房,两环路各对一台汽轮发电机组(一堆两机)各发额定功率一半的电功率(4号堆供汽给7号和8号汽轮发电机组)。切尔诺贝利核电站RBMK 反应堆堆芯堆体结构,
与苏式石墨生产堆的结构极为类似从照片中可以看出反应堆厂房只不过是一个普通工厂的大车间,至多只
是一个没有门窗的“密封厂房”而已,根本没有“安全壳”。同时反应堆是压力管式,由压力管承压,石墨砌体直径很大,所以也没有压力壳。
1986年4月26日发生灾难性事故的是核电站4号机组,该机组建成、投入运行是在1983年12月。1986
年4月25日前,它一直稳定运行在额定满功率下,按计划4月25日停堆检修。
RBMK 石墨沸水堆设计本身存在着安全隐患,是堆设计中留下的缺陷,也是这次事故的内在原因。不安全因素是:
1、低功率下堆处于不安全工况,因为这种堆冷却水可沸腾产生空泡,而堆芯设计成有正的空泡反应性系数,即空泡增加,反应性(功率)增加,又导致空泡数增加,堆就会失控非常危险,好在在高功率情况反应性燃料温度系数是负的,在满功率下功率系数是负的、堆是安全的,但在20%满功率运行时,功率系数会变
成正值。因此,运行规程中不允许堆在低于700兆瓦热功率下运行;
2、冷却剂泵功能扰动或泵气蚀,空泡增加,在正空泡系数的情况下,会放大其效应,燃料通道的损坏会引起局部闪蒸,引入局部正反应性,并会在堆芯中快速扩展;
3、大量的在700℃左右运行的石墨,遇水将起激烈的化学反应。
1986年4月26日凌晨,切尔诺贝利核电站发生猛烈爆炸,反应堆机房的建筑遭到毁坏,同时发生了火灾,反应堆内的放射物质大量外泄,周围环境受到严重污染,造成了核电史上迄今为止最严重的事故。
切尔诺贝利核电站共有4个功率均为100万千瓦的核反应堆,其发电量占乌克兰总发电量的50%,并向大
多数东欧国家提供重要电力。但该核电站的反应堆是20世纪70年代引进的水冷式石墨慢化反应堆,铀燃料棒放在一大堆石墨中,由石墨有效地控制反应的速度,从而产生推动涡轮机的蒸汽。由于石墨反应堆不够安全,许多年以前就被西方国家抛弃了。这种反应堆的冷却系统一旦发生故障,堆芯石墨棒的温度就会猛增,直至超过熔点而导致熔毁事故。
1986年4月25日,切尔诺贝利核电站第4号反应堆的工作人员违反操作规程连续切断反应堆的电源,使
主要冷却系统停止工作。于是堆芯温度迅速升高,造成氢气过浓,以至26日凌晨发生猛烈爆炸,爆炸引起机房起火,浓烟使人呼吸困难,放射性物质不断外溢。核电站所在地区有2.5万居
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