法国阿海珐公司对福岛核事故分析(翻译)

法国阿海珐对福岛核事故分析目录1.电站设计2.事故进程3.放射性释放4.乏燃料水池5.信息来源Dr.MatthiasBraun

马赛厄斯.布劳恩博士

PEPA4-G,AREVA–NPGmbH

01April2021福岛核电站事故分析福岛第一核电站◆1号机组：通用电气设计沸水堆核电站(439MW),1971年投入运行

◆2-4号机组：通用电气设计沸水堆核电站(760MW),1974年投入运行福岛核电站事故分析

1.电站设计厂房结构平安壳混凝土厂房

◆钢构架维护层梨形干井

◆环形湿井

福岛核电站事故分析

1.电站设计维护层

福岛核电站事故分析

1.电站设计吊装平安壳上封头福岛核电站事故分析

1.电站设计反响堆维护层(不锈钢结构)乏燃料水池混凝土反响堆厂房(二次平安壳)反响堆堆芯反响堆压力容器平安壳(干井)平安壳(湿井)/浓缩井新蒸汽管线

主给水管线福岛核电站事故分析

1.电站设计2021.3.1114:46–地震9级

◆日本北方电网崩溃

◆反响堆主体并未损坏

紧急停堆◆铀的裂变释热停止

◆热量的产生是由于裂变产物的放射性衰变

•

停堆后 ~6%

•1天后 ~1%

•5天后 ~0.5%福岛核电站事故分析

2.事故进程平安壳隔离◆非平安相关贯穿件隔离

◆设备闸门隔离

◆如果平安壳隔离成功，裂变产物在初期的大量释放是不可能发生的

应急柴油机启动应急堆芯冷却系统启动电站处于稳定的平安状态福岛核电站事故分析

2.事故进程11.3.15:41海啸袭击核电站

电站设计抵御海啸的能力是6.5米浪高

◆实际浪高>7m

◆海水冲击了

—应急柴油机和/或

—用来冷却发电机的重要厂用水厂房全厂断电除了蓄电池外，失去其他电源

◆只剩下一列应急堆芯冷却系统可用福岛核电站事故分析

2.事故进程堆芯循环泵可用反响堆产生的蒸汽推动小汽轮机

◆蒸汽在湿井中凝结

◆小汽轮机驱动堆芯循环泵运行

◆湿井中的冷却剂被泵驱动进入反响堆

必须保证的:

_电池电量

_湿井温度低于100度由于没有冷源，堆芯循环泵没方法

一直运行下去福岛核电站事故分析

2.事故进程堆芯循环泵停运翻开蒸汽释放阀余热仍然在压力容器内释放反响堆压力容器内液位下降1号机组11.3.16:36(电池耗尽)2号机组14.3.13:25(泵故障)3号机组13.3.2:44(电池耗尽)压力升高蒸汽释放到湿井福岛核电站事故分析

2.事故进程堆芯循环泵停运翻开蒸汽释放阀余热仍然在压力容器内释放反响堆压力容器内液位下降1号机组11.3.16:36(电池耗尽)2号机组14.3.13:25(泵故障)3号机组13.3.2:44(电池耗尽)压力升高蒸汽释放到湿井福岛核电站事故分析

2.事故进程堆芯循环泵停运翻开蒸汽释放阀余热仍然在压力容器内释放反响堆压力容器内液位下降1号机组11.3.16:36(电池耗尽)2号机组14.3.13:25(泵故障)3号机组13.3.2:44(电池耗尽)压力升高蒸汽释放到湿井福岛核电站事故分析

2.事故进程堆芯循环泵停运翻开蒸汽释放阀余热仍然在压力容器内释放反响堆压力容器内液位下降1号机组11.3.16:36(电池耗尽)2号机组14.3.13:25(泵故障)3号机组13.3.2:44(电池耗尽)压力升高蒸汽释放到湿井福岛核电站事故分析

2.事故进程堆芯循环泵停运翻开蒸汽释放阀余热仍然在压力容器内释放反响堆压力容器内液位下降1号机组11.3.16:36(电池耗尽)2号机组14.3.13:25(泵故障)3号机组13.3.2:44(电池耗尽)压力升高蒸汽释放到湿井福岛核电站事故分析

2.事故进程由于汽化产生汽泡，使液体膨胀，液位仍高于堆芯裸露的液位50%堆芯裸露包壳温度升高，但是仍低于堆芯发生损坏的温度2/3堆芯裸露包壳温度超过900度包壳发生破损包壳和燃料棒间的裂变产物释放福岛核电站事故分析

2.事故进程3/4堆芯裸露包壳温度超过1200度锆水反响发生Zr+2H20→ZrO2+2H2反响放出的热量进一步使堆芯升温产生氢气—1号机组:300~600kg—2/3号机组:300~1000kg氢气通过湿井进入干井福岛核电站事故分析

2.事故进程在~1800℃[1、2、3号机组

]包壳熔化钢结构熔化在~2500℃[1、2号机组]燃料棒破损堆芯内熔融物分层在~2700℃[1号机组]燃料熔化供水恢复使3台机组事故中止1号机组:12.3.20:202号机组:14.3.20:333号机组:13.3.9:38福岛核电站事故分析

2.事故进程堆芯熔化过程中释放的裂变产物氙、铯、碘…铀/钚仍保存在堆芯内裂变产物以气溶胶形式存在通过阀门进入浓缩井中水的净化作用去除掉了一局部气溶胶氙和留存下来的气溶胶进入干井气溶胶附着在容器壁上，进一步减少了气空间中的气溶胶福岛核电站事故分析

2.事故进程平安壳裂变产物和大气间的最后一道平安屏障壁厚3厘米设计压力4-5bar实际压力到达8bar正常注入的惰性气体〔氮气〕堆芯产生的氢气浓缩井的沸腾使平安壳降压1号机组:12.3.4:002号机组:13.300:003号机组:13.3.8.41福岛核电站事故分析

2.事故进程平安壳降压的积极和消极影响去除平安壳内的能量〔只有水留下〕降压到4bar释放少量的气溶胶〔碘和铯~0.1%)释放惰性气体释放氢气气体释放到反响堆维护层氢气是易燃的福岛核电站事故分析

2.事故进程1号和3号机组氢气在反响堆维护层爆炸钢结构屋顶遭到破坏结构更巩固的反响堆厂房没有遭到破坏看起来比较严重但是就平安性来说，影响不大福岛核电站事故分析

2.事故进程2号机组氢爆发生在反响堆厂房内可能造成了浓缩井损坏平安壳向外不可控的气体释放裂变产物的释放电站人员暂时撤退高的局部剂量率使得恢复工作被迫暂停没有确切的信息说明为什么2号机组发生这种特殊的情况福岛核电站事故分析

2.事故进程反响堆当前状态1,2,3号机组都发生了堆芯损坏由于不同的燃烧和爆炸，1至4号机组厂房都发生了损坏所有机组的反响堆压力容器通过移动泵注水至少1号机组的平安壳已经成功注入通过继续释放蒸汽到大气进一步冷却反响堆接下来只会有少量的裂变产物会被释放到大气福岛核电站事故分析

2.事故进程电站现场2号机爆炸前低于2mSv/h主要源于释放的含放射性的惰性气体测量点位于西面，极低的测量值可能是源于风向的影响2号机爆炸后(平安壳损坏)瞬时峰值12mSv/h释放点并不明确现场局部峰值400mSv/h当前现场稳定剂量值5mSv/h厂房内剂量值要高得多限制工人作业时间是很必要的福岛核电站事故分析

3.放射性释放福岛核电站事故分析

3.放射性释放电站外部由于反响堆厂房整体上保持完好=>气溶胶释放会减弱(不像切尔诺贝利)裂变产物随蒸汽释放=>快速气溶胶形成,大的碎片在电站近距离内坠落对厂区外放射性剂量奉献最大的是放射性惰性气体被风携带并随风扩散的放射性物质所产生的影响随时间延长会逐渐降低惰性气体内无辐射尘，所以不会在局部地区土壤内形成高放射性水平电站20km以内区域撤退是适当的短期内的测量值没有到达0.3msv/h可能会破坏今年的农作物和乳制品或许没有必要永久性撤离该区域福岛核电站事故分析

3.放射性释放电站50公里以内区域控制农作物和乳制品的生产服用碘片(警告，碘片会影响治疗心脏病的药物)福岛核电站事故分析

3.放射性释放反响堆维护层储存的乏燃料由于维修，4号机组的所有燃料储存在乏燃料水池乏燃料水池蒸干—4号机组：10天—1-3,5,6机组：几周后乏燃料水池由于地震产生破口？结果燃料直接面对大气发生熔化裂变产物几乎无法滞留大量释放福岛核电站事故分析

4.乏燃料水池反响堆维护层储存的乏燃料由于维修，4号机组的所有燃料储存在乏燃料水池乏燃料水池蒸干—4号机组：10天—1-3,5,6机组：几周后乏燃料水池由于地震产生破口？结果燃料直接面对大气发生熔化裂变产物几乎无法滞留大量释放福岛核电站事故分析

4.乏燃料水池反响堆维护层储存的乏燃料由于维修，4号机组的所有燃料储存在乏燃料水池乏燃料水池蒸干—4号机组：10天—1-3,5,6机组：几周后乏燃料水池由于地震产生破口？结果燃料直接面对大气发生熔化裂变