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日本福岛核电站事故初步分析与AP1000核电技术一、日本福岛核电站事故初步分析二、福岛第一核电站与AP1000技术差别三、厂址条件的主要差异内容摘要一、日本福岛核电站事故初步分析一、日本福岛核电站事故初步分析——事故概述2011年3月11日下午13:46（北京时间）日本仙台外海发生里氏9.0级地震。地震发生前，福岛第一核电站1号、2号、3号机组处于正常运行状态，4、5、6号机组处于停堆换料大修中；4号机组所有核燃料已在乏燃料水池，5、6号机组的核燃料在反应堆内，但尚未启动运行。一、日本福岛核电站事故初步分析——事故概述地震发生后，福岛第一核电站1、2、3号机组自动停堆，应急柴油机启动。一小时后，由于海啸袭击，造成核电站应急电源失效。导致1号、2号、3号堆芯失去冷却，堆芯温度逐渐升高；最终导致1号、3号、2号机组由于反应堆堆芯燃料组件发生部分破损；部分厂房因产生大量氢气而相继发生爆炸（氢爆）。一、日本福岛核电站事故初步分析——事故后果3月18日，日本原子能安全保安院将福岛第一核电站１号至３号机组的核事故等级确定为５级。附近居民的应急撤离半径扩大到20km,同时要求居住在20~30km范围内的居民采取隐蔽措施。放射性水平监测证实：福岛第一核电站存在大量放射性泄漏，放射性污染使得当地牛奶、新鲜蔬菜，如菠菜、春葱等的放射性剂量已经超过日本相关部门规定的食入限值，邻近海域测出大量放射性核素。一、日本福岛核电站事故初步分析——事故原因福岛核电站事故主要原因有以下两个方面：一是地震对核电站的影响（根本原因）地震发生后，福岛核电站1、2、3号机组实现了自动停堆。在失去厂外电源的情况下，应急柴油发电机投入运行，核电站的专设安全设施成功投入运行。仅就地震而言，福岛核电站承受住了这次强烈地震（超过原设计基准）的冲击。一、日本福岛核电站事故初步分析-——事故原因二是地震伴生的海啸影响（直接原因）海啸造成核电站（外部）水淹，应急电源失效，导致堆芯失去冷却能力，堆芯余热（衰变热）不能被成功排除。燃料包壳在高温下发生锆水反应，产生大量氢气，氢气浓度在反应堆厂房中持续增加，达到燃爆比例，先后导致1号、3号、2号机组反应堆厂房发生爆炸。4号机组因乏燃料水池丧失余热排除能力发生氢爆。二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别1.设计的历史阶段不同福岛第一核电站是上世纪六十年代设计，七十年代初投入运行的早期沸水堆型核电站，其设计和安全标准满足当时的要求。AP1000型的压水堆核电站采用最新的第三代核电技术，借鉴了几十年来世界核电站运行的经验反馈以及大量的研究成果。二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别2.安全壳屏障设计上的差异福岛核电站安全壳为双层安全壳，内层安全壳为钢安全壳，外层为非预应力钢筋混凝土安全壳，内层钢制安全壳总容积仅数千立方米。二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别AP1000核电站安全壳采用了当今最先进的双层安全壳，内层为钢制安全壳，外层为预应力钢筋混凝土安全壳，内层钢制安全壳的总容积达7万立方米。预应力钢筋混凝土的外层安全壳，其承载能力相对较强，事故情况下，其失效风险较低。二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别沸水堆核电站反应堆厂房示意图抑压池发生氢气爆炸厂房屏蔽厂房钢质安全壳汽轮发电机组压力容器蒸汽发生器安全壳冷却水箱二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别AP1000机组示意图二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别3.堆型上的差异福岛沸水堆核电站采用两回路设计，通过反应堆堆芯的一回路冷却剂直接变成蒸汽，驱动汽轮机发电。AP1000压水堆采用三回路设计，主冷却剂回路与二次侧蒸汽回路相互独立，通过蒸汽发生器传热管分隔。二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别沸水堆示意图安全壳一回路汽轮发电机组压力容器控制棒二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别压水堆工艺过程示意图一回路压力容器汽轮发电机组蒸发器二回路大型冷却塔安全壳二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别4.安全设计上的主要差异（部分）对外部电源的依赖性AP1000采取非能动的设计理念，在事故情况下，堆芯余热的排除不依赖于外部电源，而是靠重力补水及最终建立堆内自然循环实现堆内余热的排除；事故情况下，安全壳顶部设置的贮存水箱的水，依靠重力沿安全壳外部向下流动，在外壁形成水膜，从而达到降低安全壳内部温度压力的目的。二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别AP1000堆型示意图二、福岛第一核电站与AP1000的技术差别消氢装置的设置福岛核电站作为六十年代设计的核电站，未安装相应的氢气浓度探测装置和消氢装置。AP1000核电站，设置了氢气浓度监测设备，安装了应对严重事故的非能动氢气复合器和点火器，从设计上消除了严重事故下氢燃、氢爆的风险。三、厂址条件的主要差异三、厂址条件的主要差异发生海啸主要有三个条件：第一取决于海水深度，海水越深，海啸越大；第二取决于地震强度和震源深度，震源越浅，海啸越大；第三是地形地貌状况，海岸越开阔，海啸越大。三、厂址条件的主要差异日本列岛地处环太平洋地震带上，发生高强度地震的频次相对较高，伴生海啸发生的几率更大。我国沿海一般深度较浅，海区没有火山且很少发生强烈地震，所以我国沿海一般不会由于强烈地震而引发类似日本这次发生的海啸。江西彭泽核电站厂址地质结构稳定，设计厂坪高度充分考虑了厂址可能出现的洪水水位高度，厂址无极端自然灾害气象。谢谢！