汲取福岛事故经验教训提高核电安全水平_辐射防护大会

汲取福岛事故经验教训提高核电安全水平柴国旱2011年9月26日，江苏扬州2福岛第一核电厂俯瞰图惊心动魄的事故景象•3月11日14:46发生地震，海啸来袭；导致全厂完全断电、失去最终热阱；•3月12日15:36，1号机组反应堆厂房发生氢爆；•3月13日2:42，3号机组堆芯失去冷却；3月14日11:01，3号机组反应堆厂房发生氢爆；•3月14日13:25，2号机组失去冷却；3月15日6:10，安全壳内抑压水池发生爆炸；•3月15日约6:00，4号机组反应堆厂房发生氢气爆炸和燃烧。34福岛第一核电厂1、3号机组氢气爆炸情景5福岛第一核电厂现状的俯瞰图福岛第一核电厂受海啸影响的情况AssumedhighesttsunamiwaterlevelO.P.+5.7mInundationheightapx.O.P.+14-15m原子炉建屋取水路防波堤基準面O.P.0m想定津波最高水位O.P.+5.7m●●扉タービン建屋扉●●海側エリア防波堤浸水高O.P.約+14～15m※：5～6号機の敷地高はO.P.+13m敷地高O.P.+10m（1～4号機）※主要建屋設置エリア敷地高O.P.+4m5.7mに対して対策済み海水ポンプ原子炉建屋取水路防波堤基準面O.P.0m想定津波最高水位O.P.+5.7m●●●●扉タービン建屋扉●●扉●●●●海側エリア防波堤浸水高O.P.約+14～15m※：5～6号機の敷地高はO.P.+13m敷地高O.P.+10m（1～4号機）※主要建屋設置エリア敷地高O.P.+4m5.7mに対して対策済み海水ポンプFukushimaDaiichiAssumedhighesttsunamiwaterlevelO.P.+5.7mBaselevelO.P.0mSitelevelO.P.+10m(Units1-4*)*SitelevelonUnits5and6isO.P.+13mTurbinebuildingReactorbuildingInundationheightapx.O.P.+14-15mOcean-sideareaMainbuildingareaWaterintakeSitelevelO.P.+4mSafetymeasureshastakenagainst5.7mTsunamiheightbreakwaterWaterPumpAssumedhighesttsunamiwaterlevelO.P.+5.7mBaselevelO.P.0mSitelevelO.P.+10m(Units1-4*)*SitelevelonUnits5and6isO.P.+13mTurbinebuildingReactorbuildingInundationheightapx.O.P.+14-15mOcean-sideareaMainbuildingareaWaterintakeSitelevelO.P.+4mSafetymeasureshastakenagainst5.7mTsunamiheightbreakwaterWaterPump7几乎整个厂区都被水淹福岛第一核电厂受海啸影响水淹的区域(兰色:水淹区域)FukushimaDaiichi一般取扱注意無断複製禁止関係者限り東京電力株式会社FukushimaDaiichiUnits1-4FukushimaDaiichiUnits5-6SurvivedNosurvivingpowersource福岛第一核电厂在受海啸袭击后的供电状态OnlypowersourcetosurvivewasDG6BForpowertransmissionForpowertransmissionTheDG×signifieslossoffunctionduetoeither“M/Cfailure,”“lossofseawatersystem,”or“DGmainunitfailure.”OkumaLine4LOkumaLine3LOkumaLine2LOkumaLine1LＤＧ４ＢＤＧ４ＡＤＧ３ＢＤＧ３ＡＤＧ２ＢＤＧ２ＡＤＧ１ＢＤＧ１ＡYonomoriLine1LYonomoriLine2LＤＧ５ＡＤＧ５ＢＤＧＨＤＧ６ＡＤＧ６ＢOkumaLine1L,2LReceivingcircuitbreakerdamagedinearthquakeOkumaLine3LRenovationworkinprogressOkumaLine4LCauseofshutdowniscurrentlybeinginvestigatedYonomoriLine1L,2LPartialcollapseoftheirontower福岛事故特征•由极端自然灾害引起•长时间全厂完全断电（没有动力电源、没有照明、没有仪表指示、没有控制手段），同时丧失最终热阱•局部位置不可达•多机组相继发生堆熔•在未预计到的位置发生氢气爆炸•大量放射性物质释放•超出SAMG覆盖范围910原子炉建屋取水路防波堤基準面O.P.0m想定津波最高水位O.P.+5.2m●●扉タービン建屋扉●●防波堤海水熱交換器建屋●●扉敷地高O.P.+12m海側エリア主要建屋設置エリア敷地高O.P.+4m浸水高O.P.約+6.5～7m5.2mに対して対策済み海水ポンプ原子炉建屋取水路防波堤基準面O.P.0m想定津波最高水位O.P.+5.2m●●●●扉タービン建屋扉●●扉●●●●防波堤海水熱交換器建屋●●●●扉敷地高O.P.+12m海側エリア主要建屋設置エリア敷地高O.P.+4m浸水高O.P.約+6.5～7m5.2mに対して対策済み海水ポンプAssumedhighesttsunamiwaterlevelO.P.+5.2mInundationheightapx.O.P.7m(SouthofUnit1O.P.+14-15m)FukushimaDainiBaselevelO.P.0mTurbinebuildingReactorbuildingInundationheightapx.O.P.+14-15mSafetymeasureshastakenagainst5.7mTsunamiheightOcean-sideareaMainbuildingareabreakwaterHeatexchangerbuildingWaterPumpAssumedhighesttsunamiwaterlevelO.P.+5.2mSitelevelO.P.+4m受海啸影响的福岛第二核电厂SitelevelO.P.+12mWaterintake11LimitedareawasfloodedInflowedintensivelyFukushimaDaini福岛第二核电厂水淹状态(兰色和黄色:水淹区域)12FukushimaDainiUnits1to4TomiokaLine1TomiokaLine2IwaidoLine1IwaidoLine2500kVbus-bar66Vbus-barHighstartuptransformerUnits1&2startuptransformerUnits3&4startuptransformerＤ/ＧUnit1emergencysystempowersupplyUnit2emergencysystempowersupplyUnit3emergencysystempowersupplyUnit4emergencysystempowersupplyＤ/ＧＤ/Ｇ１Ｈ１Ａ１Ｂ6.9kVbus-barＤ/ＧＤ/ＧＤ/Ｇ２Ｈ２Ａ２Ｂ6.9kVbus-barＤ/ＧＤ/ＧＤ/Ｇ３Ｈ３Ａ３Ｂ6.9kVbus-barＤ/ＧＤ/ＧＤ/Ｇ４Ｈ４Ａ４Ｂ6.9kVbus-barPCoolingsystemPCoolingsystemPCoolingsystemPCoolingsystemSomesurvivingoff-sitepowersources・InspectionoftheIwaidoLine1wasinprogressfrombeforetheearthquake.・IwaidoLine2didnotshutdown,butafailureoccurred,andwasthusshutdownforrestoration・TomiokaLine2wasshutdowntopreventatransmissiongridfailure.・TheDG×signifieslossoffunctionduetoeither“M/Cfailure,”“lossofseawatersystem,”or“DGmainunitfailure.”[PowersupplyatFukushimaDaini:Immediatelyafterthetsunami]福岛第二核电厂在受海啸袭击后的供电状态13日本BWR在严重事故管理方面的改进14日本核电厂抗震性能评估及抗震改进15日本核电厂的隔震建筑-现场应急指挥中心IAEA福岛事故国际专家调查团•2011年5月24日-6月1日，IAEA组织了福岛事故国际专家调查团•2011年6月20日IAEA核安全部长级会议前正式发布福岛事故调查报告–15条结论–16条经验16日本政府关于福岛事故报告•在2011年6月20日IAEA核安全部长级会议前提交•五类教训，共28条–第一类教训-加强严重事故预防措施–第二类教训-强化严重事故的对策–第三类教训-加强核应急响应–第四类教训-加强安全基础工作–第五类教训-全面贯彻安全文化17美国核管会•美国NRC于2011年7月13日发布《增强二十一世纪反应堆安全的建议》，共12条建议–梳理法规体系–确保预防措施–增强缓解能力–加强应急准备–提高工作效率18福岛事故的深远影响•福岛事故极大地动摇了公众对核电安全的信心。•福岛事故之后，有关核能和平利用的安全理念和安全要求都将可能调整–目前状况不明•核安全相关活动的组织机构和工作模式的可能调整–国际组织–监管机构–持照模式–透明度、公众参与19核电安全的残余风险不容忽视•核电厂的安全性–三里岛事故、切尔诺贝利事故–安全研究、运行经验反馈•核电厂并非原来想象的那么坚固–核电厂发生严重事故的可能性不可能被完全消除–其风险主要来自外部事件的影响•残余风险•陡变效应•与内部事故相比，针对外部事件的设计考虑需要加强–设计基准–超设计基准20应对超设计基准的外部事件•确认设计基准的适当性–开展更加深入的调查和分析–关注外部事件引发的次生灾害对核电安全的影响•火灾•水淹•缓解超设计基准的外部事件的影响–采用纵深防御的策略•包括实体隔离，加固门窗，防水封堵–适当考虑多样化设计•供电•最终热阱–重新评估某些设计修改，如LLS–开展安全裕量分析，针对薄弱环节实施改进21重新评估多机组之间系统设备的共享问题•需要重新评估多机组之间系统设备共享的合理性–仅考虑一台机组发生事故–允许多机组之间共享非安全系统•三废处理系统•附加柴油发电机•LLS发电机以及水压试验泵•安全壳过滤排放系统22重新评估氢爆风险•氢爆的危害•10CFR50.44–MARK-I型安全壳–MARK-II型安全壳–大型干式安全壳•需要关注安全壳以外区域的氢爆风险•加强氢气浓度的监测2324福岛第一核电厂3、4号机组乏池状态25福岛第一核电厂4号机组反应堆厂房爆炸的原因分析从3号机组产生的氢气逆流至4号机组纵深防御体系各层次之间的平衡•加强纵深防御设计理念，保持各层次之间的平衡–预防和缓解•应急最小化–放射性物质实体屏障•安全壳26维持适当的安全裕量•核电厂安全裕量可以弥补人类认识的不足，并降低未知的安全风险–2007年，日本新澙地震27加强应急准备和演习•严重事故并非原来想象的那么遥远•增强严重事故缓解能力–增大蓄电池容量，加强机组间应急供电的相互支持•SBO8h•SBO72h–具备在极端情况下向蒸汽发生器、压力容器、安全壳的注水能力，以及相应的排汽措施。•采取固化的措施–硬性连接及相应的系统设备•还需要配置移动式设备和临时性措施–接口及相应的移动式设备•需要考虑设备的可用