核电严重事故培训

严重事故主要现象严重事故主要现象核电站核电站核电站核电站设计基准事故设计基准事故设计基准事故设计基准事故设计基准事故设计基准事故设计基准事故设计基准事故•核反应堆冷却水管道双端断裂大核反应堆冷却水管道双端断裂大核反应堆冷却水管道双端断裂大核反应堆冷却水管道双端断裂大破口失水事故破口失水事故破口失水事故破口失水事故((((LOCA)LOCA)LOCA)LOCA)•单一故障原则单一故障原则单一故障原则单一故障原则ECCSECCSECCSECCS堆芯应急堆芯应急堆芯应急堆芯应急注水注水注水注水((((非断裂回路非断裂回路非断裂回路非断裂回路))))正常工况流动正常工况流动正常工况流动正常工况流动事故工况流动事故工况流动事故工况流动事故工况流动事故应急注水事故应急注水事故应急注水事故应急注水压力壳压力壳压力壳压力壳堆芯堆芯堆芯堆芯堆芯堆芯堆芯堆芯冷却剂管道冷却剂管道冷却剂管道冷却剂管道断裂断裂断裂断裂核电站设计基准事故核电站设计基准事故核电站设计基准事故核电站设计基准事故((((失水事故失水事故失水事故失水事故))))核电站核电站核电站核电站严重事故严重事故严重事故严重事故严重事故严重事故严重事故严重事故•核反应堆堆芯熔化大面积燃料包壳失效核反应堆堆芯熔化大面积燃料包壳失效核反应堆堆芯熔化大面积燃料包壳失效核反应堆堆芯熔化大面积燃料包壳失效•超设计基准事故超设计基准事故超设计基准事故超设计基准事故•多重失效多重失效多重失效多重失效((((人因、故障等人因、故障等人因、故障等人因、故障等））））•ECCSECCSECCSECCS堆芯应急堆芯应急堆芯应急堆芯应急注水注水注水注水失效失效失效失效正常工况流动正常工况流动正常工况流动正常工况流动事故工况流动事故工况流动事故工况流动事故工况流动事故应急注水事故应急注水事故应急注水事故应急注水•冷却剂管道冷却剂管道冷却剂管道冷却剂管道破裂破裂破裂破裂核电站严重事故（核电站严重事故（核电站严重事故（核电站严重事故（堆芯熔化堆芯熔化堆芯熔化堆芯熔化））））压力壳压力壳压力壳压力壳•全厂全厂全厂全厂断电断电断电断电•............堆芯堆芯堆芯堆芯堆芯堆芯堆芯堆芯熔化熔化熔化熔化熔化熔化熔化熔化–美国三里岛核电站事故（1979197919791979）–苏联切尔诺贝里核电站事故（1986198619861986）核电厂严重事故是指核电厂严重事故是指核电厂严重事故是指核电厂严重事故是指核反应堆堆芯大面积燃料包壳失效核反应堆堆芯大面积燃料包壳失效核反应堆堆芯大面积燃料包壳失效核反应堆堆芯大面积燃料包壳失效,,,,威威威威胁或者破坏核电厂压力容器或安全壳的完整性胁或者破坏核电厂压力容器或安全壳的完整性胁或者破坏核电厂压力容器或安全壳的完整性胁或者破坏核电厂压力容器或安全壳的完整性,,,,并引发放射性物质泄并引发放射性物质泄并引发放射性物质泄并引发放射性物质泄漏的一系列过程。漏的一系列过程。漏的一系列过程。漏的一系列过程。一般来说，核反应堆的严重事故可以分为两大类：一般来说，核反应堆的严重事故可以分为两大类：一般来说，核反应堆的严重事故可以分为两大类：一般来说，核反应堆的严重事故可以分为两大类：————————堆芯熔化事故（堆芯熔化事故（堆芯熔化事故（堆芯熔化事故（CMAsCMAsCMAsCMAs）：）：）：）：堆芯熔化事故是由于堆芯冷却不堆芯熔化事故是由于堆芯冷却不堆芯熔化事故是由于堆芯冷却不堆芯熔化事故是由于堆芯冷却不充分，引起堆芯裸露、升温和熔化的过程，其发展较为缓慢，时间充分，引起堆芯裸露、升温和熔化的过程，其发展较为缓慢，时间充分，引起堆芯裸露、升温和熔化的过程，其发展较为缓慢，时间充分，引起堆芯裸露、升温和熔化的过程，其发展较为缓慢，时间尺度为小时量级。美国三哩岛事故尺度为小时量级。美国三哩岛事故尺度为小时量级。美国三哩岛事故尺度为小时量级。美国三哩岛事故————————堆芯解体事故（堆芯解体事故（堆芯解体事故（堆芯解体事故（CDAsCDAsCDAsCDAs）：）：）：）：堆芯解体事故是由于快速引入巨堆芯解体事故是由于快速引入巨堆芯解体事故是由于快速引入巨堆芯解体事故是由于快速引入巨大的反应性，引起功率陡增和燃料碎裂的过程，其发展非常迅速，大的反应性，引起功率陡增和燃料碎裂的过程，其发展非常迅速，大的反应性，引起功率陡增和燃料碎裂的过程，其发展非常迅速，大的反应性，引起功率陡增和燃料碎裂的过程，其发展非常迅速，时间尺度为秒量级。苏联切尔诺贝利核电厂事故时间尺度为秒量级。苏联切尔诺贝利核电厂事故时间尺度为秒量级。苏联切尔诺贝利核电厂事故时间尺度为秒量级。苏联切尔诺贝利核电厂事故核电厂的严重事故核电厂的严重事故核电厂的严重事故核电厂的严重事故5.15.15.15.1严重事故过程和现象过程和现象严重事故过程和现象过程和现象严重事故过程和现象过程和现象严重事故过程和现象过程和现象•低压熔堆低压熔堆低压熔堆低压熔堆–以快速卸压的大、中破口失水事故为先导，以快速卸压的大、中破口失水事故为先导，以快速卸压的大、中破口失水事故为先导，以快速卸压的大、中破口失水事故为先导，–并发并发并发并发ECCSECCSECCSECCS的注射功能或再循环功能失效，的注射功能或再循环功能失效，的注射功能或再循环功能失效，的注射功能或再循环功能失效，•堆芯裸露和熔化，锆堆芯裸露和熔化，锆堆芯裸露和熔化，锆堆芯裸露和熔化，锆++++水蒸汽水蒸汽水蒸汽水蒸汽————〉〉〉〉氢气氢气氢气氢气，，，，•堆芯水位下降到下栅格板以后，堆芯支撑结构失效，熔融堆芯堆芯水位下降到下栅格板以后，堆芯支撑结构失效，熔融堆芯堆芯水位下降到下栅格板以后，堆芯支撑结构失效，熔融堆芯堆芯水位下降到下栅格板以后，堆芯支撑结构失效，熔融堆芯跌入下腔室水中，跌入下腔室水中，跌入下腔室水中，跌入下腔室水中，————〉〉〉〉蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽，，，，•压力容器在低压下熔穿压力容器在低压下熔穿压力容器在低压下熔穿压力容器在低压下熔穿(p3.0MPa)(p3.0MPa)(p3.0MPa)(p3.0MPa)，熔融堆芯落入堆坑，并与，熔融堆芯落入堆坑，并与，熔融堆芯落入堆坑，并与，熔融堆芯落入堆坑，并与地基混凝土反应地基混凝土反应地基混凝土反应地基混凝土反应————〉向安全壳释放〉向安全壳释放〉向安全壳释放〉向安全壳释放HHHH2222,CO,CO,CO,CO,CO,CO,CO,CO2222等不凝气体。等不凝气体。等不凝气体。等不凝气体。•安全壳可能破损：安全壳可能破损：安全壳可能破损：安全壳可能破损：–因不凝气体聚集持续因不凝气体聚集持续因不凝气体聚集持续因不凝气体聚集持续晚期超压晚期超压晚期超压晚期超压(3-5day)(3-5day)(3-5day)(3-5day)导致破裂或贯穿件失效；导致破裂或贯穿件失效；导致破裂或贯穿件失效；导致破裂或贯穿件失效；–熔融堆芯烧穿地基。熔融堆芯烧穿地基。熔融堆芯烧穿地基。熔融堆芯烧穿地基。•高压熔堆高压熔堆高压熔堆高压熔堆–堆芯冷却不足为先导条件（如失去二次侧热阱事件）堆芯冷却不足为先导条件（如失去二次侧热阱事件）堆芯冷却不足为先导条件（如失去二次侧热阱事件）堆芯冷却不足为先导条件（如失去二次侧热阱事件）�高压堆芯熔化过程进展相对较慢高压堆芯熔化过程进展相对较慢高压堆芯熔化过程进展相对较慢高压堆芯熔化过程进展相对较慢，约为小时量级，因为有比较充，约为小时量级，因为有比较充，约为小时量级，因为有比较充，约为小时量级，因为有比较充裕的干预时间；裕的干预时间；裕的干预时间；裕的干预时间；�燃料损伤过程是随堆芯水位缓慢下降而逐步发展的燃料损伤过程是随堆芯水位缓慢下降而逐步发展的燃料损伤过程是随堆芯水位缓慢下降而逐步发展的燃料损伤过程是随堆芯水位缓慢下降而逐步发展的，对于裂变产，对于裂变产，对于裂变产，对于裂变产物的释放而言，物的释放而言，物的释放而言，物的释放而言，高压过程是高压过程是高压过程是高压过程是““““湿环境湿环境湿环境湿环境””””，气溶胶离开压力容器前有比较，气溶胶离开压力容器前有比较，气溶胶离开压力容器前有比较，气溶胶离开压力容器前有比较明显的水洗效果；明显的水洗效果；明显的水洗效果；明显的水洗效果；�压力容器下封头失效时刻的压力差，使高压过程后堆芯熔融物的压力容器下封头失效时刻的压力差，使高压过程后堆芯熔融物的压力容器下封头失效时刻的压力差，使高压过程后堆芯熔融物的压力容器下封头失效时刻的压力差，使高压过程后堆芯熔融物的分布范围比低压过程的更大，分布范围比低压过程的更大，分布范围比低压过程的更大，分布范围比低压过程的更大，并有可能造成完全壳内大气的并有可能造成完全壳内大气的并有可能造成完全壳内大气的并有可能造成完全壳内大气的直接加热直接加热直接加热直接加热。。。。因而，高压熔堆过程具有更大的潜在威胁。因而，高压熔堆过程具有更大的潜在威胁。因而，高压熔堆过程具有更大的潜在威胁。因而，高压熔堆过程具有更大的潜在威胁。高压熔堆特点高压熔堆特点高压熔堆特点高压熔堆特点高压熔堆特点高压熔堆特点高压熔堆特点高压熔堆特点IIII．堆内事故过程始发事故严重事故进展IIIIIIII．堆外事故过程严重事故进展               ⑨⑩      堆外水蒸汽爆炸堆芯混凝土相互作用安全壳传热安全壳直接加热氢气燃烧裂变产物迁移安全壳破损裂变产物大气释放     ①②③④⑤⑥⑦⑧正常热工水力事故堆芯传热包壳氧化产生氢气堆芯熔化进展裂变产物释放裂变产物传递和沉淀堆内水蒸汽爆炸压力容器破损压水堆核电站严重事故事故系列及进展严重事故次序严重事故次序严重事故次序严重事故次序图图图图5-15-15-15-1严重事故次序：热工水力过程用实线严重事故次序：热工水力过程用实线严重事故次序：热工水力过程用实线严重事故次序：热工水力过程用实线表示：表示：表示：表示：裂变产物（裂变产物（裂变产物（裂变产物（FPFPFPFP））））气溶胶用虚线表示气溶胶用虚线表示气溶胶用虚线表示气溶胶用虚线表示严重事故时的主要现象严重事故时的主要现象严重事故时的主要现象严重事故时的主要现象严重事故时的主要现象严重事故时的主要现象严重事故时的主要现象严重事故时的主要现象安全壳安全壳安全壳安全壳反应堆压力容器反应堆压力容器反应堆压力容器反应堆压力容器安全壳直接加热安全壳直接加热安全壳直接加热安全壳直接加热堆芯熔融的进展堆芯熔融的进展堆芯熔融的进展堆芯熔融的进展裂变产物气裂变产物气裂变产物气裂变产物气溶胶的迁移溶胶的迁移溶胶的迁移溶胶的迁移氢气爆炸氢气爆炸氢气爆炸氢气爆炸熔融物熔融物熔融物熔融物////堆坑水的相互作用堆坑水的相互作用堆坑水的相互作用堆坑水的相互作用水蒸气爆炸水蒸气爆炸水蒸气爆炸水蒸气爆炸堆芯堆芯堆芯堆芯熔融物与混凝土相互作用熔融物与混凝土相互作用熔融物与混凝土相互作用熔融物与混凝土相互作用下封头的熔穿下封头的熔穿下封头的熔穿下封头的熔穿严重事故的主要现象严重事故的主要现象严重事故的主要现象严重事故的主要现象严重事故的主要现象严重事故的主要现象严重事故的主要现象严重事故的主要现象1.1.1.1.压力容器内的氢气产生压力容器内的氢气产生压力容器内的氢气产生压力容器内的氢气产生　　　　　　　　((((In-VesselHydrogenGeneration)In-VesselHydrogenGeneration)In-VesselHydrogenGeneration)In-VesselHydrogenGeneration)2.2.2.2.堆芯熔融的进展堆芯熔融的进展堆芯熔融的进展堆芯熔融的进展　　　　　　　　　　　　　　　　((((CoreMeltProgression)CoreMeltProgression)CoreMeltProgression)CoreMeltProgression)3.3.3.3.压力容器内的水蒸气爆炸　压力容器内的水蒸气爆炸　压力容器内的水蒸气爆炸　压力容器内的水蒸气爆炸　((((In-VesselSteamExplosion)I