核電站發(fā)生嚴(yán)重事故的處理思路探索

周志文

中圖分類號：TL374 文獻標(biāo)識：A 文章編號：1674-1145（2016）06-000-02

摘 要 本文闡述了核電站運行時發(fā)生嚴(yán)重事故時，操縱員的處理思路。主要分為恢復(fù)供電、向蒸汽發(fā)生器供水、向一回路注水、向乏池補水等幾方面，通過這些緩解措施將可以大大提高核電站的安全性能與水平。

關(guān)鍵詞 核電站 事故 安全

一、事故的現(xiàn)象

假設(shè)某核電站附近區(qū)域或近海發(fā)生地震，影響波及廠區(qū)，并伴隨海嘯，大規(guī)模降水等次生災(zāi)害，1號機組或2號機組發(fā)生喪失500kV廠外電源，喪失220kV備用廠外電源，所有應(yīng)急柴油機（XKA10～40）全部無法啟動、加載，所有機組柴油機（XKA50～60）全部無法啟動、加載，全廠失去電源。

二、事故處理思路

（一）恢復(fù)電源

廠外電源受到地震破壞無法向機組供電，同時由于海嘯，機組柴油機和應(yīng)急柴油機被水淹也無法正常工作向母線供電，同時相鄰機組受到相同的影響也無法供電，這時只剩下廠內(nèi)的蓄電池供電，需要盡快恢復(fù)供電。依據(jù)預(yù)案聯(lián)系各應(yīng)急組啟用6KV移動電源車、400V移動電源車、XKA70柴油機到指定點向相關(guān)母線供電；同時向地調(diào)申請移動式柴油發(fā)電機支援。

1.將6kV 移動式應(yīng)急電源接入BEA系統(tǒng)

6kV 移動電源車備用功率為2400kW，持續(xù)輸出功率不低于2100kW。

當(dāng)一回路發(fā)生泄漏時，通過6kV應(yīng)急電源可以啟動高壓安注泵和低壓安注泵向一回路注水，維持一回路的水裝量，保證堆芯淹沒。同時啟動噴淋泵向安全殼噴淋，維持安全殼的壓力和放射性在安全限值內(nèi)。

2.將400V 移動式應(yīng)急電源接入BNB/BNC/BND系統(tǒng)

400V 移動電源車備用功率為937kW，持續(xù)輸出功率不低于750kW?？梢员ＷC應(yīng)急母線上的負(fù)荷正常供電，用于快速冷卻反應(yīng)堆，保證機組安全。

3.將XKA70移動式柴油發(fā)電機接入BSS70母線

XKA70功率30kW，用于全廠斷電工況下向堆芯捕集器冷卻水閥，一回路應(yīng)急排氣閥、事故后監(jiān)測儀表等設(shè)備供電。

（二）通過移動泵向蒸汽發(fā)生器補水

要確保堆芯的冷卻，首先需要保證蒸汽發(fā)生器的儲水量。只要蒸汽發(fā)生器有水，一回路可以建立自然循環(huán)，就能保證堆芯的冷卻。所以在停電前，操縱員應(yīng)盡可能的將蒸汽發(fā)生器水位補至高液位。在所有電源喪失后，為了保證蒸汽發(fā)生器的補水，利用臨時泵將LCU01/02/03/04BB001中的除鹽水注入蒸汽發(fā)生器中，以冷卻反應(yīng)堆裝置。

《通過移動泵向蒸汽發(fā)生器補水應(yīng)急預(yù)案》規(guī)定：當(dāng)喪失所有廠外電源，應(yīng)急柴油機和機組柴油機全部無法啟動、加載，無法通過相鄰機組供電及移動電源供電啟動應(yīng)急給水泵向蒸汽發(fā)生器供水，且一回路保持完整時，為了保證堆芯的有效冷卻，通過移動泵向蒸汽發(fā)生器供水，維持蒸汽發(fā)生器液位，并將相應(yīng)蒸汽發(fā)生器的大氣釋放閥前置隔離閥開啟，通過大氣釋放閥冷卻反應(yīng)堆，緩解事故后果。在事故發(fā)生后90分鐘之內(nèi)實現(xiàn)由通過移動泵向蒸汽發(fā)生器供水，維持蒸汽發(fā)生器液位。

（三）通過移動泵向一回路補水

在全廠斷電后，如果無法向蒸汽發(fā)生器供水，隨著蒸汽發(fā)生器內(nèi)介質(zhì)的流失，一回路壓力逐步上升，穩(wěn)壓器安全閥通過間斷開啟、關(guān)閉以維持一回路壓力不超限。在此過程中，由于堆芯余熱導(dǎo)致反應(yīng)堆冷卻劑通過穩(wěn)壓器安全閥不可補償?shù)牧魇?，最終導(dǎo)致堆芯裸露、干涸、熔化以及壓力容器的熔穿。

《通過移動泵向一回路補水應(yīng)急預(yù)案》規(guī)定：在無法通過相鄰機組供電及移動電源供電啟動安注系統(tǒng)及余熱排出系統(tǒng)，且確認(rèn)無法通過二回路有效導(dǎo)出堆芯熱量的情況下（且無法通過移動泵向蒸汽發(fā)生器補水冷卻一回路），為了保證堆芯的有效冷卻，在事故發(fā)生后90分鐘之內(nèi)實現(xiàn)由移動泵向一回路供水，維持一回路水裝量。

（四）通過消防車向乏燃料水池補水

乏燃料水池冷卻功能由FAK10/40系統(tǒng)實現(xiàn)，一列運行一列備用，JMN/JNA20/30系統(tǒng)可以作為其備用。在FAK及JMN系統(tǒng)均不可用時，乏燃料水池冷卻所需要的水量，可以由消防車補給。

《通過消防車向乏燃料水池補水應(yīng)急預(yù)案》規(guī)定無法通過相鄰機組供電及移動電源供電啟動FAK系統(tǒng)向乏燃料水池供水時，為了保證乏燃料水池內(nèi)乏燃料的有效冷卻，如預(yù)計不能在6小時內(nèi)啟動FAK系統(tǒng)向乏燃料水池補水，在事故發(fā)生后8小時內(nèi)實現(xiàn)由消防車向乏燃料水池供水，維持乏燃料水池液位。

（五）若因地震造成廠區(qū)路面損壞，移動泵、移動電源車暫時無法運到指定地點。全廠失電后約2小時蒸汽發(fā)生器蒸干，一回路壓力開始上升，穩(wěn)壓器安全閥動作，安全殼壓力開始上升。堆芯出口蒸汽氣體混合物溫度達(dá)到400℃前和事故開始2小時內(nèi)，為防止高壓熔堆開啟事故排氣KTB20閥門和強開穩(wěn)壓器安全閥卸壓，中壓安注箱向堆芯補水。堆芯出口蒸汽氣體混合物溫度達(dá)到400℃和事故開始2小時內(nèi)，開啟閥門JNB10AA101， JNB10AA102，從堆內(nèi)構(gòu)件檢查井向堆芯捕集器換熱器注水。

當(dāng)UJA08CR001顯示安全殼空間的γ劑量達(dá)到100Gy/h時開始供應(yīng)堿溶液，這樣的劑量水平表示已經(jīng)有約5%燃料熔化。操作員在超設(shè)計事故面板上控制閥門JNB50AA101 和 JNB50AA102，從而保證從向安全殼地坑注入化學(xué)溶液。

三、結(jié)語

福島核事故后，引起了全球?qū)穗娬景踩年P(guān)注。核電站雖然擁有四個相互獨立的安全系統(tǒng)，2路廠外電源，7臺柴油發(fā)電機，雙層安全殼等諸多安全措施，但是當(dāng)?shù)卣鸠B加海嘯等極端事故發(fā)生時，仍有可能發(fā)生全廠失電，無法導(dǎo)出堆芯余熱，最后導(dǎo)致堆芯熔化，放射性外泄。如果發(fā)生了地震加海嘯事故時，操作員主要從以下幾個方面考慮：

（一）恢復(fù)機組供電：當(dāng)廠外電源和柴油機都無法供電時，就迅速啟用6KV移動電源和400V移動電源車向相應(yīng)母線供電，將可以保證至少一個通道的安全系統(tǒng)工作。

（二）向蒸汽發(fā)生器供水：當(dāng)移動電源無法供電時，在事故發(fā)生后90分鐘之內(nèi)實現(xiàn)由通過移動泵向蒸汽發(fā)生器供水，維持蒸汽發(fā)生器液位。并將相應(yīng)蒸汽發(fā)生器的大氣釋放閥前置隔離閥開啟，通過大氣釋放閥冷卻反應(yīng)堆，保證堆芯安全。

（三）向一回路供水：當(dāng)無法通過二回路導(dǎo)出一回路熱量時，在事故發(fā)生后90分鐘之內(nèi)實現(xiàn)由移動泵向一回路供水，維持一回路水裝量，保證堆芯的淹沒和冷卻。

（四）向乏燃料水池供水：當(dāng)乏燃料水池失去冷卻時，預(yù)計不能在6小時內(nèi)啟動FAK系統(tǒng)向乏燃料水池補水，在事故發(fā)生后8小時內(nèi)實現(xiàn)由消防車向乏燃料水池供水，維持乏燃料水池液位，確保乏燃料水池的冷卻。

通過以上緩解措施將大大提升了核電站的安全性能與水平。

參考文獻：

[1] 劉元.通過移動泵向蒸汽發(fā)生器補水應(yīng)急預(yù)案[J].

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[3] 孫紅利.通過消防車向乏燃料水池補水應(yīng)急預(yù)案[J].