2011年《太平洋洋面地震对钓鱼岛第一核电站的影响》报告

2011年《太平洋洋面地震对钓鱼岛第一核电站的影响》报告

日本经济部原子能安全主任网站于2011年9月9日报道。2011年9月9日，东京电力公司（tepco）向日本原子能安全主任（nisa）提交了一份报告，其中565页。太平洋洋面地震对第一个海南岛核电厂的影响。该报告详细描述了地震发生前后以及海啸来袭后福岛第一核电站反应堆设施的状况,并对事故发生后的辐射影响情况及今后的应对措施做了阐述。该报告的要点如下。东京时间简介在2011年3月11日地震发生前,福岛第一核电站1号机组在额定电功率下运行,2号和3号机组在额定热功率下稳定运行。14时46分(日本东京时间,下文的时间均为日本东京时间)左右,因东北地区发生太平洋洋面地震,这3台机组均自动停堆。当时,4号、5号及6号机组正处于定期检修状态,其中,4号机组正在实施更换反应堆围筒的工程,反应堆内的所有燃料被卸出、置于乏燃料水池中。因受地震影响,拥有6条线路的外部电源全部无法送电。在13台应急柴油发电机中,除4号机组中1台正在检修的应急发电机外,其余应急柴油机在地震发生后全都正常启动。1东电已发生了侵权事件1号机组的反应堆停堆后,因“反应堆压力升高”,2台隔离冷凝器自动启动。随后,为了满足操作程序手册的规定要求,即反应堆冷却剂温度下降速率须在55℃/h以下,操作员关闭了这2台冷凝器。此后,通过反复启动和关闭A列隔离冷凝器,对反应堆压力进行控制。此外,为应对因主蒸汽泄压安全阀的手动开启而导致的弛压室水温上升,按照用于冷却弛压室的操作程序,启动了安全壳冷却系统。由于海啸导致冷却用海水泵、配电板和应急母线被水淹没,2台应急柴油发电机于3月11日15时37分全都停运,当日15时42分,东电作出判断,事态已经达到了《核灾害应对特别措施法》(以下称作《核灾害法》)第10条规定的情形(交流电源全部丧失)。由于测量仪器所用电源丧失,无法确认反应堆液位,导致反应堆注水情况不明。于是,3月11日16时36分,东电作出判断,事态已经发展到《核灾害法》第15条规定的情形(堆芯应急冷却装置无法注水)。此后,由于反应堆液位计恢复,能够确认液位,东电曾判断事态从《核灾害法》规定的状况恢复。但由于后来再次失去液位计,并因此再次无法确认反应堆液位,当日17时07分,东电作出判断,事态再次达到《核灾害法》第15条规定的情形(堆芯应急冷却装置无法注水)。3月11日18时18分,操作员打开了A列隔离冷却器的管道隔离阀。当日18时25分,又实施了关闭操作。当日21时30分,又再次打开该隔离阀。3月11日23时50分许,干井压力计从小型发电机获得电力供应。由于压力计的显示值为600kPa,因此开始了安全壳泄压的准备工作,同时于3月12日0时49分作出判断,事态已经达到了《核灾害法》第15条规定的情形(安全壳压力异常上升)。为了对安全壳进行泄压,3月12日9时左右开始了现场作业。以手动方式将位于连接至弛压室的泄压管道上的电动阀开启25%,但由于现场的辐射剂量较高,没能完成气动阀的开启操作。为此,临时安装了用于驱动气动阀的空气压缩机,并成功开启了该阀。由于干井压力出现下降,当日14时30分,东电作出判断,有放射性物质随安全壳泄压而从安全壳中排出。3月12日5时46分,开始通过消防车泵和消防系统管线向反应堆注入来自消防水槽的水(淡水)(当日19时04分切换成注入海水)。3月12日15时36分,反应堆厂房发生氢气爆炸。另外,厂区周边测量出的辐射剂量高达1015Sv/h。因此,东电于当日16时27分作出判断,事态已经发展到了《核灾害法》第15条规定的情形(厂区边界附近辐射剂量异常上升)。借助事故分析程序的分析结果显示:交流电源全部丧失(海啸到达)以后不久,堆芯开始发生损坏,反应堆压力容器发生破损。另一方面,根据设备参数,大部分堆芯仍在反应堆压力容器内,因此估计,尽管堆芯受到较大损伤,且已移动或跌落至规定位置以下的位置(腔室的较低位置),但大部分堆芯能够在这一位置稳定地冷却。2安全壳泄压系统2号机组反应堆停运后,分别通过泄压安全阀和反应堆隔离冷却系统对反应堆的压力和液位进行控制,同时因弛压室温度上升,手动启动余热排出系统,以进行冷却。海啸来袭后,冷却用海水泵、配电板以及应急母线浸水并被水淹没。2台应急柴油发电机因此于3月11日15时41分全部停运,当日15时42分,东电作出判断,事态已经达到《核灾害法》第10条规定的情形(交流电源全部丧失)。测量仪器所用电源丧失,反应堆液位无法确认,反应堆注水状况不明,因此,东电于3月11日16时36分作出判断,事态已经达到了《核灾害法》第15条规定的情形(堆芯应急冷却装置无法注水)。3月12日2时55分左右,确认仍在通过堆芯隔离冷却系统继续为反应堆注水。当日2时55分以后,因确认冷凝水贮罐液位下降,将注水水源由冷凝水贮罐换成弛压室,以确保冷凝水贮罐液位和防止弛压室液位上升。在进行上述操作的同时,还开展注入海水和安全壳泄压的准备工作。3月13日11时00分,完成了安全壳泄压所需的系统构建。当时,由于干井压力低于爆破膜运行压力,无法进行安全壳泄压,因此,安全壳泄压系统的阀保持在开启状态。3月14日12时左右,虽然反应堆液位稳定,但当日13时18分确认反应堆液位有下降趋势,造成这一现象的原因是堆芯隔离冷却系统已无法正常运行。当日13时25分,东电作出判断,事态达到《核灾害法》第15条规定的状况(反应堆冷却功能丧失)。为了能使用消防车泵和消防系统管道向反应堆注水,3月14日18时以后,通过泄压安全阀对反应堆进行了泄压。但由于弛压室温度与压力较高,泄压花费了一定的时间。当日18时22分,东电确认,反应堆液位降至离有效燃料顶部3700mm的位置,这意味着燃料已全部暴露于气体氛围中。随后,从19时54分开始,通过消防车,从驳船码头汲取海水注入到反应堆,之后确认反应堆液位已恢复。3月14日11时01分,因受3号机组氢气爆炸的影响,泄压管线上的气动阀关闭。当日21时左右,打开了与弛压室连接的泄压管道上的阀门,完成了安全壳泄压系统的构建。但是,由于弛压室的压力比爆破膜的运行压力低,而干井压力在不断上升,因此打开了干井泄压管道上的阀门,以进行安全壳泄压。3月15日0时02分左右,虽然完成了安全壳泄压系统的构建,但确认干井泄压管道上的阀门仍处于开启状态。3月15日6时00分—10分左右,传出巨大的爆炸声。几乎同时,弛压室压力显示为0MPa。当日11时25分左右,确认干井压力下降。使用事故分析程序,并假定注水量足以使液位维持在装料区以下的位置,确认了下述情况,即尽管部分燃料仍滞留在压力容器内,但压力容器已破损。另一方面,设备参数表明,大部分堆芯仍在反应堆内,因此,尽管堆芯已发生大幅损坏,并从指定的装料位置移动至或跌落至更低的位置(腔室下部),但大部分堆芯仍在该位置附近稳定地接受冷却。3堆芯隔离冷却剂注入系统实际应用3号机组反应堆停运后,通过泄压安全阀及堆芯隔离冷却系统控制反应堆的压力和液位。海啸来袭后,海水泵、配电盘以及母线全部浸水。3月11日15时38分,2台应急柴油发电机全都停运。当日15时42分,东电作出判断,事态已经达到《核灾害法》第10条规定的情形(交流电全部丧失)。其后,通过堆芯隔离冷却系统向反应堆注水。堆芯隔离冷却系统停运后,通过高压冷却剂注入系统向反应堆注水。3月13日2时42分,高压冷却剂注入系统停运。由于堆芯隔离冷却系统和高压冷却剂注入系统都不能运行,当日5时10分,东电作出判断,事态已经达到《核灾害法》第15条规定的情形(反应堆丧失冷却功能)。为了能使用消防系统管道和消防车泵向反应堆注水,3月13日9时08分,通过泄压安全阀对反应堆进行了泄压。在泄压成功并开始向反应堆注水后,当日9时25分,向消防水槽(淡水)添加了硼酸。当日13时12分左右开始,将注入淡水改为注入海水。3月13日8时41分,对与弛压室相连的泄压管道完成了除爆破膜的安全壳泄压构建,当日9时24分,确认干井压力下降。从3月14日2时左右开始,由于干井压力处于上升趋势,当日5时20分,对与弛压室相连的泄压管道上的另一个阀实施了打开操作,当日6时10分,确认阀已打开。3月14日11时01分,反应堆厂房发生了氢气爆炸,停止了向反应堆注入海水。受爆炸影响,反向阀井处于无法接触的状态,因此又设置了直接从海洋取水向反应堆注水的管道。当日16时30分,重新通过消防车向反应堆注入海水。使用事故分析程序,并假定注水量足以使液位维持在装料区以下的位置,确认了下述情况,即部分燃料虽然仍滞留于压力容器内,但压力容器已损坏。另一方面,相关设备参数表明,大部分堆芯仍在压力容器内,因此,尽管堆芯已发生大幅损坏,并从指定的装料位置移动至或跌落至更低的位置(腔室下部),但大部分堆芯仍在该位置附近稳定地接受冷却。4月5日实行柴油发电机试验,系统运行在正行上地震和海啸来袭时,4号机组处于定期检查中,正在进行围筒更换工程、反应堆内的燃料全部卸出、置于乏燃料池内。海啸来袭后,配电盘被水浸没,应急柴油发电机停止运行。3月11日15时38分,交流电源全部丧失,乏燃料池失去了冷却功能和补水功能。3月15日6时00分—10分左右,有巨大的爆炸声传出。随后,确认反应堆厂房5层屋顶受到损伤。当日9时38分左右和3月16日5时45分左右,确认反应堆厂房发生了火灾。5发电机关闭和投放系统地震和海啸来袭时,5号机组处于定期检查状态。地震发生时,正在对该机组进行压力容器检漏测试,并通过控制棒驱动液压泵对反应堆实施了加压,但由于失去外部电源,反应堆压力短时降低。海啸来袭后,海水泵及配电盘被水浸没,2台应急柴油发电机全都停止工作,3月11日15时40分,交流电源全部丧失。反应堆压力因堆内燃料的衰变热影响呈上升趋势,因此,3月12日6时05分,从中央控制室对压力容器顶部的泄压阀实施了手动操作,对反应堆进行了泄压,使其压力降到了大气压水平。后来,因为连接了6号机组的电源,由于进行压力容器检漏测试而无法从中央控制室加以操作的泄压安全阀恢复了工作。3月14日5时以后,通过手动打开泄压安全阀,以间歇方式对反应堆泄压。3月14日5时30分,启动了冷凝水补给系统,开始向反应堆注水,以调节反应堆的液位。随后,临时安装了余热排出系统泵。3月19日5时00分,启动了1台余热排出系统泵,开始对乏燃料池和反应堆进行冷却。3月20日14时30分,反应堆水温降到100℃以下,实现了冷停堆。6急柴油发电机关闭运行地震和海啸来袭时,6号机组正在进行定期检查,反应堆内装有燃料,并处于冷停堆状态。因受海啸袭击,海水泵及配电盘被水浸没,3台应急柴油发电机中的2台停止运行。由于不需要海水系统冷却且其配电盘和母线没有被水浸没,1台气冷式应急柴油发电机没有停止运行。在通过冷凝水补给系统泵为反应堆注水和通过泄压安全阀调整压力的同时,6号机组还为5号机组供电。后来,临时安装了余热排出系统泵,3月19日22时14分,启动了1台余热排出系统泵,开始对乏燃料池和反应堆进行冷却。3月20日19时27分,反应堆水温降到100℃以下,实现了冷停堆。对燃料池内损坏的瓦砾的影响1～6号机组的乏燃料池和共用水池因受地震后海啸的影响而丧失冷却功能和补水功能。另外,受1号、3号及4号反应堆厂房爆炸的影响,乏燃料池内掉落了瓦砾。由于地震时的摇晃和衰变热导致的蒸发,液位曾出现短时降低,3月17日以后,通过注水和设置临时与正式的冷却设备,燃料不再露出水面,并保持了正常液位。应急柴油发电机造成的影响关于地震造成的影响,根据地震后设备运行以及检查的结果来判断,各机组的安全重要设备在地震发生时和地震后,都能够保持安全功能。虽然因地震失去了外部电源,但通过应急柴油发电机成功确保了电力供应,设备能够合理应对自动停堆后的状况。关于海啸造成的影响,1号至5号机组的应急海水泵、应急柴油发电机及配电盘等被水浸没,因此导致各机组均失去了为反应堆和乏燃料池提供热排出能力以及保持冷停堆所需的最终热阱,同时各机组的安全系统以及注水与冷却设备都无法使用。由于气冷式应急柴油发电机、配电盘和电力中心也都没有受到损害,因此6号机组的设备和系统都能获得电力供应,从而保持继续运行。放射性污染物排放量大幅减少反应堆安全壳泄压以及反应堆厂房爆炸等都向空气中释放了放射性物质。目前,反应堆正在稳定地接受冷却。从核电站周边的空气中放射性物质浓度的测定数据变化来看,与事故刚发