核電站發生嚴重事故的處理思路探索

周志文

中圖分類號：TL374 文獻標識：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生嚴重事故時，操縱員的處理思路。主要分為恢復供電、向蒸汽發生器供水、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。

關鍵詞 核電站 事故 安全

一、事故的現象

假設某核電站附近區域或近海發生地震，影響波及廠區，并伴隨海嘯，大規模降水等次生災害，1號機組或2號機組發生喪失500kV廠外電源，喪失220kV備用廠外電源，所有應急柴油機（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，這時只剩下廠內的蓄電池供電，需要盡快恢復供電。依據預案聯系各應急組啟用6KV移動電源車、400V移動電源車、XKA70柴油機到指定點向相關母線供電；同時向地調申請移動式柴油發電機支援。

1.將6kV 移動式應急電源接入BEA系統

6kV 移動電源車備用功率為2400kW，持續輸出功率不低于2100kW。

當一回路發生泄漏時，通過6kV應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。

2.將400V 移動式應急電源接入BNB/BNC/BND系統

400V 移動電源車備用功率為937kW，持續輸出功率不低于750kW。可以保證應急母線上的負荷正常供電，用于快速冷卻反應堆，保證機組安全。

3.將XKA70移動式柴油發電機接入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，一回路應急排氣閥、事故后監測儀表等設備供電。

（二）通過移動泵向蒸汽發生器補水

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

《通過移動泵向蒸汽發生器補水應急預案》規定：當喪失所有廠外電源，應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急給水泵向蒸汽發生器供水，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生器供水，維持蒸汽發生器液位，并將相應蒸汽發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堆，緩解事故后果。在事故發生后90分鐘之內實現由通過移動泵向蒸汽發生器供水，維持蒸汽發生器液位。

（三）通過移動泵向一回路補水

在全廠斷電后，如果無法向蒸汽發生器供水，隨著蒸汽發生器內介質的流失，一回路壓力逐步上升，穩壓器安全閥通過間斷開啟、關閉以維持一回路壓力不超限。在此過程中，由于堆芯余熱導致反應堆冷卻劑通過穩壓器安全閥不可補償的流失，最終導致堆芯裸露、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急預案》規定：在無法通過相鄰機組供電及移動電源供電啟動安注系統及余熱排出系統，且確認無法通過二回路有效導出堆芯熱量的情況下（且無法通過移動泵向蒸汽發生器補水冷卻一回路），為了保證堆芯的有效冷卻，在事故發生后90分鐘之內實現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系統實現，一列運行一列備用，JMN/JNA20/30系統可以作為其備用。在FAK及JMN系統均不可用時，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急預案》規定無法通過相鄰機組供電及移動電源供電啟動FAK系統向乏燃料水池供水時，為了保證乏燃料水池內乏燃料的有效冷卻，如預計不能在6小時內啟動FAK系統向乏燃料水池補水，在事故發生后8小時內實現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小時蒸汽發生器蒸干，一回路壓力開始上升，穩壓器安全閥動作，安全殼壓力開始上升。堆芯出口蒸汽氣體混合物溫度達到400℃前和事故開始2小時內，為防止高壓熔堆開啟事故排氣KTB20閥門和強開穩壓器安全閥卸壓，中壓安注箱向堆芯補水。堆芯出口蒸汽氣體混合物溫度達到400℃和事故開始2小時內，開啟閥門JNB10AA101， JNB10AA102，從堆內構件檢查井向堆芯捕集器換熱器注水。

當UJA08CR001顯示安全殼空間的γ劑量達到100Gy/h時開始供應堿溶液，這樣的劑量水平表示已經有約5%燃料熔化。操作員在超設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溶液。

三、結語

福島核事故后，引起了全球對核電站安全的關注。核電站雖然擁有四個相互獨立的安全系統，2路廠外電源，7臺柴油發電機，雙層安全殼等諸多安全措施，但是當地震疊加海嘯等極端事故發生時，仍有可能發生全廠失電，無法導出堆芯余熱，最后導致堆芯熔化，放射性外泄。如果發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）恢復機組供電：當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移動電源車向相應母線供電，將可以保證至少一個通道的安全系統工作。

（二）向蒸汽發生器供水：當移動電源無法供電時，在事故發生后90分鐘之內實現由通過移動泵向蒸汽發生器供水，維持蒸汽發生器液位。并將相應蒸汽發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堆，保證堆芯安全。

（三）向一回路供水：當無法通過二回路導出一回路熱量時，在事故發生后90分鐘之內實現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：當乏燃料水池失去冷卻時，預計不能在6小時內啟動FAK系統向乏燃料水池補水，在事故發生后8小時內實現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生器補水應急預案[J].

[2] 孫紅利.通過移動泵向一回路補水應急預案[J].

[3] 孫紅利.通過消防車向乏燃料水池補水應急預案[J].