核电厂的严重事故共109页文档
核反应堆安全分析-核安全-核技术-5.5核电厂的严重事故
第五章: 核电厂严重事故
目录
5.1 严重事故过程和现象 5.2 堆芯熔化过程 5.3 压力容器内的过程 5.4 安全壳内的过程 5.5 严重事故管理 5.6 核电厂事故应急管理 5.7 三里岛事故 5.8 切尔诺贝利事故 5.9 日本福岛核电站事故
5.5 严重事故操作管理 5.5.1 事故管理的基本任务 核电厂事故管理的基本任务
5.5 严重事故操作管理 5.5.4 严重事故的预防措施 一次侧
应急堆芯冷却注射含硼水； 高压安全注射加主系统上充下泄，主系统减压引入应 急堆芯冷却系统注射，包括启用安全注射箱上充下泄， 利用可能的替代水源和替代泵实现应急注入； 启用主要泵不免压力冲击； 发生SGTR后切断或减少高压安全注射流量。爆炸而 作用在安全壳上的负荷
5.5 严重事故操作管理 5.5.4 严重事故的预防措施 二次侧
小破口失水事故和瞬变下，推迟给水以节省水资源； 在丧失热阱情况下，开启阀门快速减压，利用移动泵 给水； 丧失主给水源时利用除盐水； 利用消防水。
5.5 严重事故操作管理 5.5.4 严重事故的缓解措施
防止高压熔堆 安全壳热量排出与减压 消氢措施 保障安全壳功能
5.5 严重事故操作管理 5.5.---威胁可以用过滤器通风装置加以缓解。 氢气燃烧-------安装非能动催化复合器。 直接安全壳加热-----在压力容器损坏之前将主系统卸压。 安全壳的密封性(短期和长期)-----加强对安全壳密封性的 探测和控制。 安全壳中堆芯熔化碎片的可冷却性-----蒸汽爆炸------降低由于蒸汽爆炸而作用在安全壳上的负 荷
① 预防堆芯损坏 ② 中止已经开始的堆芯损坏过程，将燃料滞留于主
系统压力边界以内 ③ 在一回路压力边界完整性不能确保时，尽可能长
教学课件：第五章-核电厂的严重事故
严格遵守安全规定
核电厂工作人员必须严格 遵守安全规定，确保操作 过程的安全性。
提高员工安全意识
通过培训和教育，提高员 工的安全意识和应对突发 事件的能力。
应急预案
制定应急预案
针对可能发生的核电厂严 重事故，制定详细的应急 预案。
建立应急响应队伍
组建专业的应急响应队伍， 负责事故发生后的紧急处 理和救援工作。
严重事故的管理和应对措 施
为了应对核电厂严重事故，需 要采取一系列的管理和应对措 施。这些措施包括早期预警、 应急响应、疏散和救援等，旨 在减轻事故后果并保护公众和 环境安全。
展望
01
未来核安全改进的方向
随着核能技术的发展和核安全要求的提高，未来核安全改进的方向包括
提高反应堆设计的安全性、加强核设施的监管和监测、提高应急响应能
心理压力
事故产生的恐慌、焦虑和不确定性对受影响人群造成巨大的心理压力，可能导致 创伤后应激障碍等心理疾病。
对环境的影响
辐射污染
核事故释放的放射性物质可能污染水源、土壤、植被等环境 要素，影响生态平衡和生物多样性。
长期环境修复
需要长期的环境监测和清理工作，以降低核事故对环境的长 期影响。
对社会的影响
严重事故的起因和过程
核电厂严重事故通常由反应堆 冷却剂系统失效或失去外部电 源引发。这些事件可能导致反 应堆堆芯过热、熔化，进而引 发蒸汽爆炸和放射性物质释放 。
严重事故的后果和影响
核电厂严重事故可能导致放射 性物质释放到环境中，对人类 健康和环境造成严重影响。这 些影响包括急性辐射病、长期 健康影响以及生态系统的破坏 。
定期演练
对应急预案进行定期演练， 提高应急响应队伍的实战 能力和协调配合能力。
第5章 核电厂的严重事故
1.碎片的重新定位
（3）下腔室中碎片床的冷却特性取决于碎片床
的结构（几何形状、颗粒大小、孔隙率以及它们 的空间分布特性）及连续对压力容器的供水能 力。在冷却过程中将有放射性物质进入安全壳。 如果不能冷却燃料碎片，那燃料碎片将在下 腔室中再熔化，形成熔融池。流体的自然对流会 使压力容器下封头局部熔化。下封头损坏后，熔 融的燃料进入堆坑。堆坑中有水，熔融物与水相 互作用可能引发压力容器外蒸汽爆炸。这蒸汽爆 炸可以严重损坏安全壳厂房。
核电厂的严重事故
核电厂严重事故是指核反应堆堆芯大面积燃料包壳失 效，威胁或破坏核电厂压力容器或安全壳的完整性，并引 发放射性物质泄漏的一系列过程。 严重事故可分为两大类：堆芯熔化事故和堆芯解体事 故。 堆芯熔化事故是由于堆芯冷却不充分，引起堆芯裸露、 升温、直至堆芯熔化的过程。其发展较为缓慢，时间尺度 为小时量级；三哩岛事故属此类。 堆芯解体事故是由于快速引入巨大的正反应性，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。切尔诺贝利事故属此类。
2 熔落的燃料与冷却剂的相互作用和蒸汽爆炸
在反应堆严重事故环境中，当熔化的堆芯物 质与水接触时，可能发生快速传热，引发蒸汽 爆炸。有可能发生压力容器内和压力容器外两 种典型的蒸汽爆炸。 轻水反应堆风险评价中，蒸汽爆炸是一个争 论的课题。蒸汽爆炸评查小组（1985）得出的 结论是：概率极低，可以忽略。 在低压下的蒸汽爆炸: (a)熔融的燃料初始是在冷却剂水池之上。 (b)落入水池，大的熔融燃料单元的分散，在 燃料和冷却剂之间产生粗粒的混合物，传热较 弱，在交界面膜状沸腾。
DCH
氢气爆炸
安全壳超压失效
如工程措施的干预或通风
5.1 严重事故过程和现象
主事件系统
电力生产事故案例
电力生产事故案例电力生产是一个至关重要的行业，为社会各个方面的发展提供了基础支持。
然而，由于操作失误、设备损坏、自然灾害等各种原因，电力生产过程中的事故一直存在着一定的风险。
下面将介绍几个有代表性的电力生产事故案例。
案例一：切尔诺贝利核电站事故1986年4月26日，前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站进行了一次安全试验，结果导致核反应堆四号的爆炸和熔核。
事故造成了至少31人直接死亡，以及数千人的疾病和早逝。
核反应堆周围的区域被迫撤离，成为一个永久的辐射禁区。
切尔诺贝利核电站事故被认为是历史上最严重的核事故之一，对核能发展产生了深远影响。
案例二：日本福岛核电站事故2024年3月11日，日本东北地区发生9.0级地震及海啸，导致福岛核电站发生了一系列严重事故。
海啸冲击了电厂的防护墙，造成了核反应堆冷却系统的失效，导致核燃料棒过热并释放了大量的放射性物质。
事故导致数百人直接死亡，以及数万人被迫撤离，部分地区至今无法居民居住。
福岛核电站事故被认为是自切尔诺贝利事故以来最严重的核事故。
案例三：中国东北电网降压事故2003年12月24日，中国东北电网发生了一起严重的降压事故，导致全国范围内的大面积停电。
事故起因是由于技术操作失误，在实施大规模检修时，误操作引起了负荷跳变，导致整个电网频率和电压突然下降。
事故造成了中国东北地区及周边地区超过8000万人停电，给社会经济生活带来了严重影响。
案例四：土耳其苏尔东煤矿事故2024年5月13日，土耳其苏尔东煤矿发生火灾，致使301名矿工丧生，成为土耳其历史上最严重的矿难事故之一、事故原因包括电力故障、设备损坏以及缺乏紧急疏散措施等多个因素。
该事故揭示了煤矿安全管理的缺陷和监管不力的问题。
以上案例反映了电力生产事故对人民生命财产以及环境所造成的巨大危害。
在电力生产过程中，要注重安全管理，加强设备维护和运行监测，提高员工的安全意识和技术水平。
同时，政府应该加强对电力行业的监管，完善相关法规和制度，确保电力生产过程的安全可靠。
核电厂事故案例分析与教训
核电厂事故案例分析与教训核电厂事故，这可不是闹着玩儿的事儿！咱们今儿就来好好扒一扒那些让人揪心的核电厂事故案例，顺道琢磨琢磨能从里头吸取啥教训。
先来说说大名鼎鼎的切尔诺贝利核事故。
那场面，简直就是一场噩梦！1986 年 4 月 26 号的那个凌晨，乌克兰普里皮亚季市的切尔诺贝利核电厂 4 号反应堆突然就炸了。
当时有一群工人正在进行一项测试，结果操作失误，引发了一系列可怕的连锁反应。
我记得有个纪录片，里面详细展现了事故后的场景，那真叫一个惨不忍睹。
周边的房屋、树木，全都被放射性物质给污染了。
好多人在毫无防备的情况下就暴露在了高强度的辐射中。
有个居民回忆说，当时就看到天空中出现了一道奇异的光，然后紧接着就是一股强大的冲击力，窗户玻璃瞬间就碎了。
再说三里岛核事故。
1979 年 3 月 28 日，美国宾夕法尼亚州的三里岛核电站二号堆也出了岔子。
冷却系统故障导致反应堆堆芯部分熔化。
虽说这次事故没有像切尔诺贝利那么恐怖，但也把大家吓得够呛。
当时在附近居住的一位老太太，后来跟别人讲，她一开始根本不知道发生了啥，就觉得空气里好像有股怪怪的味道，后来才知道是核电厂出了事。
这事儿让她之后好长一段时间都睡不好觉，总担心自己的健康会出问题。
这些事故带来的后果那可太严重了。
首先就是人员伤亡。
好多在事故现场的工人，还有周边无辜的居民，都因为受到了大量的辐射，患上了各种各样的重病，甚至失去了生命。
而且，核辐射这玩意儿可不是一时半会儿就能消失的，它会长期影响当地的生态环境。
土地被污染了，种不了庄稼；河水被污染了，鱼也没法生存。
那咱们能从这些惨痛的事故中吸取啥教训呢？第一，操作一定要规范！那些工人在操作的时候但凡能严格按照流程来，也许很多事故就能避免。
就像咱们平时做数学题，步骤错了，答案能对吗？第二，安全设备得靠谱！核电厂的那些冷却系统、防护装置啥的，必须得经常检查、维护，关键时刻可不能掉链子。
第三，应急响应要迅速。
一旦出了事，得马上有一套有效的应对措施，不能手忙脚乱的。
核电厂事故分析
第一章绪论1.1 世界核电的发展概况能源是社会和经济发展的基础，是人类生活和生产的要素。
随着社会的发展，能源的需求也在不断扩大。
从能源的供应结构来看，目前世界上消耗的能源主要来自煤、石油、天然气三大资源，这三种能源不仅利用率低，而且对生态环境造成严重污染。
为了缓解能源矛盾，除了应积极开发太阳能、风能、潮汐能以及生物质能等再生资源外，核能是被公认的唯一实现的可大规模替代常规能源的即清洁又经济的现代能源。
核能不仅单位能量大，而且资源丰富。
地球蕴藏的铀矿和钍矿资源相当于有机燃料的几十倍。
如果进一步实现控核聚变，并在海水中提取氚加以利用，就会从根本上解决能源供应矛盾。
核能在人类生产和生活中应用形式主要是核电。
核燃料资源丰富，运输和存储方便，核电厂具有污染小、发电成本低等优点。
从1951年前苏联建成第一座核电厂以来，核能发电在全世界得到很大发展。
世界核电至今已有60多年的发展历史。
截止到2005年年底，全世界核电运行机组共有440多台，其发电量约占世界发电总量的16%。
在发达国家，核电已有几十年的发展历史，核电已成为一种成熟的能源。
中国的核工业已也已有40多年发展历史，建立了从地质勘察、采矿到元件加工、后处理等相当完整的核燃料循环体系，已建成多种类型的核反应堆并有多年的安全管理和运行经验，拥有一支专业齐全、技术过硬的队伍。
核电站的建设和运行是一项复杂的技术。
中国目前已经能够设计、建造和运行自己的核电站。
秦山核电站就是由中国自己研究设计建造的。
第一代核电站 核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。
1954年，前苏联建成电功率为5兆瓦的实验性核电站：1957年，美国建成电功率为9万千瓦的shipping port 原型核电站，这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。
国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。
第二代核电站 上世界60年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明。
核电事故原因分析
第三章核电事故原因分析3.1核电厂严重事故核电厂严重事故是指核反应堆堆芯大面积燃料包壳失效，威胁或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漏的一系列过程。
一般来说核电厂严重事故可分为两大类：堆芯熔化事故和堆芯解体事故。
堆芯熔化事故是由于堆芯冷却不充分，引起堆芯裸露、升温、直至堆芯熔化的过程，其发展较为缓慢，时间尺度为小时量级；三里岛事故属此类。
堆芯解体事故是由于快速引入巨大的正反应性，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，切尔诺贝利事故属此类。
堆芯熔化可以分为高压熔堆和低压熔堆两大类。
低压熔堆是指过程以快速卸压的大、中破口失水事故为先导，若应急堆芯冷却系统的注射功能或再循环功能失效，不久堆芯开始裸露和熔化，锆合金包壳与水蒸汽反应产生大量氢气。
高压熔堆是指堆芯冷却不足为先导事件，主要是丧失二次热阱事故、小破口事故。
与低压熔堆相比，高压熔堆过程具有以下特点：1.高压堆芯熔化过程进展相对较慢，约为小时量级，因而有比较充裕的干预时间；2.燃料损伤过程是随堆芯水位缓慢下降而逐步发展的，对于裂变产物的释放而言，高压过程是“湿环境”，气溶胶离开压力容器前有比较明显的水洗效果；（裂变产物不易释放）3.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，并有可能造成安全壳内大气的直接加热。
因而，高压熔堆过程具有更大的潜在威胁。
压水堆严重事故发生的过程可以用下图加以描述，图中描述的（事件）次序假设了安全系统的基本故障，它们应被称为作为极端上限情况而不是作为预计事故而加以识别。
图严重事故次序（热工水利过程用实线表示，裂变产物气溶胶用虚线表示）事故期间，如果冷却剂丧失并导致堆芯裸露，在堆芯裸露后，燃料中的衰变热将引起燃料元件温度上升。
下图示出了大破口事故工况下燃料元件的温度随时间的变化。
由于燃料棒与蒸汽之间的传热性能较差，此时燃料元件温度上升较快，如果主系统压力较低，这时由于燃料棒内气体的压力上升会导致包壳肿胀，包壳肿胀会导致燃料元件间冷却剂流道的阻塞，这将进一步恶化燃料元件的冷却。
第5章 核电厂事故
5.1 概述
5. 1. 3 功能恢复导则最佳恢复和关键安全功能恢复之间的关系 3.关键安全功能状态树 （2）安全状态的诊断参数及其判据 ①次临界度：核功率、中间量程启动率、源量程启动率。 ②堆芯冷却：反应堆堆芯出口温度、反应堆冷却剂过冷度、反应堆冷却泵 运行状态、压力容器水位。 ③二回路热阱：蒸汽发生器水位、总给水流量、主蒸汽压力。 ④压力边界完整：反应堆冷却剂的冷却率、反应堆冷却剂冷段温度、反应 堆冷却剂系统压力。 ⑤安全壳：安全完压力、安全壳地坑水位、安全壳放射性水平。 ⑥冷却剂装量：稳压器水位、压力容器水位。
5.1 概述
5. 1. 3 功能恢复导则最佳恢复和关键安全功能恢复之间的关系 3.关键安全功能状态树 （1 ）结构 ③每个状态树只有一个入口，但可有若干个出口，代表各种不同的安 全状态，去启动一个特定的功能恢复规程。但是在核电厂实际运行时 的确定时间内，每通过一次状态树，它只判断出一个确定的状态，也 就是说每个状态树只有一个确定的出口。
5.2 未紧急停堆的预期瞬变（ATWS)
5. 2. 1 概述 未紧急停堆的预期瞬变事件的三种类型 2. 由反应性骤增而引起的 （1）不可控的硼稀释 （2）次临界状态下的控制棒抽出 （3）功率运行状态下控制棒抽出 （4）落棒 （5）失效环路的启动
5.2 未紧急停堆的预期瞬变（ATWS)
5. 2. 1 概述 未紧急停堆的预期瞬变事件的三种类型 3. 丧失二次热阱而引起的 （1）丧失给水； （2）丧失负荷。 其中，丧失负荷是这类未紧急停堆的预期瞬变事件中最有特点的事 故，也是整个未紧急停堆的预期瞬变事件中最典型最有特点的事故。
功能恢复导则是指在应急运行状态中，执行以征兆为基础的与安全功 能相关的对策的导则。
当核电厂发生事故（含多重故障及单一故障）使核电厂的某些关键安 全功能受到威胁与破坏，此时可以根据征兆判断出正在受到威胁与破 坏的安全功能，然后遵照相应的功能恢复导则（或功能恢复规程FRP ） 去恢复这部分安全功能，使核电厂恢复到安全状态。
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38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利