切尔诺贝利事故过程_切尔诺贝利事故回顾

2020-02-28 其他范文 下载本文

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事故过程

时间: 2006-04-24 字体:大 中 小

1.汽轮机“惰转试验”埋下了事故隐患

4月25日停堆前,就计划在停堆过程中进行惰转试验,以验证停堆后切断蒸汽供应情况下,利用汽轮机转子的惯性转动还能发出多大电量可供机组本身用电(厂用电),这是一种“挖潜”试验,但在全厂断电,失去外电源的情况,这也就是一种可用电源。在有充分的安全措施和周密的试验大纲的情况下,这种试验可以进行,而且此前该电站其他机组也做过这类试验。

试验决定在8号汽轮发电机组上进行,且编制了试验大纲。

2.试验大纲质量低劣

对试验中可能出现的安全问题没有仔细分析,没有准备安全措施,仅以一种纯粹公式化的方式草拟了有关安全措施的部分,该大纲没有附加安全措施的规定,严重的是大纲要求关掉反应堆应急堆芯冷却系统。这就意味着在预计的整个试验过程中(大约4个小时)实质上降低了堆安全性。

4月25日凌晨1点,堆开始降功率运行,13点5分堆热功率为1600兆瓦(功率50%),切断7号汽轮发电机组,4号核电机组自身所需电力(厂用电)全挂在8号汽轮发电机组供电母线上。

3.一系列误操作,导致堆运行处于危险状态

14点按大纲将应急堆芯冷却系统与主冷却回路断开,此时主控室却又让堆在此功率下再继续运行一段时间,此时应急堆芯冷却系统却被切除了,严重违反运行规程。

23点10分堆功率重新下降,按大纲要求惰转试验在700~1000兆瓦热功率下进行,但操纵人员未能控制住功率调节器,堆热功率掉到30兆瓦。

4月26日1时堆热功率才稳定在200兆瓦,这个功率低于规定的功率要求,堆处于不安全状态,尽管如此,仍决定继续试验工作。

1点3~7分主回路两侧各自一台的备用冷却泵投入,过多地加大了堆芯流量,违反了运行规程,此运行方式能使泵叶轮损坏和在主冷却剂管内形成空泡发生振荡。

1点23分堆参数接近稳定,试验开始。关闭了7、8号汽轮发电机组的全部应急调节伐,停止了蒸汽供应,但堆仍在热功率200兆瓦下运行,在此时事故保护信号应动作,反应堆应当停堆。但试验人员却为了在第一次试验不成功后,保留再次试验的可能性,闭锁了这一事故保护信号,这又是一个不计后果的危险操作。试验开始不久,堆功率就开始上升,说明低功率下空泡效应产生的正反应性系数造成反应性上升。

图10 4号堆加上“石棺”后的切尔诺贝利核电站

图11 切尔诺贝利核事故毁坏的4号反应堆

1点23分40秒,值长命令将所有控制棒(调节棒、补偿棒)和快速停堆棒全部插入堆芯,可惜的是此时除自动调节棒就在堆芯中之外,其他控制棒、停堆棒几乎都提到了堆顶,往里插停堆棒(吸收棒)时受阻,靠重力也掉不下去,堆芯此时开始全面的出现正反应性、反应堆功率猛增,第一个功率峰值4秒之内就达到额定功率的100倍,堆的瞬发超临界,导致功率激增,堆芯熔化和压力剧增,最终形成了蒸汽爆炸和化学爆炸。

化学爆炸造成堆芯大量放射性物质外抛

切尔诺贝利核事故不是核爆炸而是核事故引起化学爆炸造成了核灾难。

为了“挖掘潜力”,正在做着汽轮机惰转试验,反应堆在低于10%功率(堆热功率320万千瓦此时只在低功率20万千瓦下运行)运转的切尔诺贝利核电站4号机组,由于操作者的失误和设计上的缺陷,反应堆反应性过快地增长,功率急速上升,停堆系统失灵;失去了控制的核裂变反应,像脱缰的野马,使堆芯迅速溶化,被汽化的燃料浓缩的能混入水中,引起了蒸汽爆炸,这是第一次爆炸,释放的能量掀起了1000吨重的堆顶盖板,切断了盖板上两侧的冷却管道,浓聚的高温使得堆芯烧成许多碎块,紧接着,冷却水和汽包、冷却剂管道的水又与熔融的元件、包壳及大量的石墨发生了类似水煤气的反应,产生了大量的可燃的氢气、甲烷和一氧化碳,与水在高温下分解出的氧相结合而燃烧,产生了巨大而猛烈的化学爆炸,浓缩能量的气柱团夹杂着堆芯含有高放射性物质的碎片和石墨等结构材料冲开堆顶,又冲过没有设防的(没有安全壳)“密封厂房”,直冲天空高达1200 m,随着气流大量放射性物质扩散到周围的地区,甚至随高空气流漂到东欧、北欧、西欧等地,造成了乌克兰、白俄罗斯某些地区的严重生态污染或破坏。人类历史上最严重的一次核灾难就这样的发生了(见图

10、图11)。蒸汽爆炸破坏了堆体,而后的化学爆炸造成大量堆芯放射性物质的外溢。

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