(完整版)切尔诺贝利事故
26日1时23分04秒,开始试验,关闭8号涡轮发电机的事故调节阀使之惰转。为了不致因此自动停堆, 解除了与此有关的保护系统(违规操作!)。
• 蒸汽流量的减小使压力上升;另一方面,由
于8台主泵中的4台从主电网中解列,单独由
惰转的涡轮发电机供电,是循环水总流量下
1
降。两个因素在汽泡正反应性系数条件下竞 争的结果使功率急剧增加。
经济上,这场灾难总共损失大概两千亿美元, 是近代历史中代价最“昂贵”的灾难事件。
切尔诺贝利核事故被称作历史上最严重的核 电事故。切尔诺贝利城因此被废弃。
分析研究切尔诺贝利事件对于核工业的安全 与快速发展有着十分重要的意义。
燃烧的四号机组
四号机组石棺
附近被废弃的村庄
事故的长期影响
切尔诺贝利核电站简介: 切尔诺贝利核电站(北纬51度23分14秒 东经30度6分41秒)是位于乌克兰普里皮亚季,切
二回路: 两个环路,每个环路有840条燃料通道,两个汽水分离器,四台冷却剂泵及其相关装置,
其中3台为正常运行之用,1台作为备用。 汽水分离器直接向2台500兆的汽轮机提供蒸汽,每个发电机带有一台冷凝器和供水系统,
反应堆由一台专门机器不停堆更换燃料。 冷却环路封闭在安全厂房内。同位于反应堆下部的充水抑制系统相连。
为了保证试验后有足够的冷却,所有8台主循环水泵部投入了运行。(违规加开两 台循环主泵)导致堆芯注水太多。
为了抑制沸腾的程度,堆芯流速很高,堆芯冷却剂入口温度接近饱和工况(导致蒸汽减少,蒸汽分 离器内的水位也下降到紧急状态标志以下)。为了避免停推,操作人员切除了与此有关的事故保护系统 (违规操作!关闭了水位和压力的停堆保护信号)。
切尔诺贝利事故
切尔诺贝利核事故或简称“切尔诺贝利事 件”,是一件发生在前苏联统治下乌克兰境内切 尔诺贝利核电站的核子反应堆事故。该事故被认 为是历史上最严重的核电事故,也是首例被国际 核事件分级表评为第七级事件的特大事故。
1986年4月26日凌晨1点23分(UTC+3),乌克 兰普里皮亚季邻近的切尔诺贝利核电厂的第四号 反应堆发生了爆炸。连续的爆炸引发了大火并散 发出大量高能辐射物质到大气层中,这些辐射尘 涵盖了大面积区域。这次灾难所释放出的辐射线 剂量是二战时期爆炸于广岛的原子弹的400倍以上。
3
• 功率的突然暴涨,使得燃料碎裂成热的颗粒,
这些热的颗粒使得冷却剂急剧地蒸发,从而
引起了蒸汽爆炸。(第一次爆炸)能量的释
1
放掀掉了反应堆盖板,并引起位于反应堆顶 盖两侧的冷却通道断裂。
• 两三秒钟后,由于石墨与高温水的反应,再
次发生爆炸(第二次爆炸)大约有25%的石
• 1时23分40秒,工作人员按下紧急停堆按钮,
要把所有控制棒和紧急停堆棒全部插入堆芯。
但此时由于控制棒已处于最高位置,非但没
2
有对堆芯反应性进行有效控制,反而在最初 时刻引入新的反应性增加。并且发生卡棒事 故,控制棒中途停止,没有完全插入堆芯。
• 在此期间,反应堆功率在4s内就大约增大到 满功率的100倍!
还有两个反应堆(5号及6号,每个能产生10亿瓦特)在事故发生时仍在建造中。 厂房的四个反应堆都是属于同一类型,称为RBMK-1000(压力管式石墨慢化沸水反应堆)
RBMK-1000堆芯: RBMK为石墨压力管式反应堆,使用轻水冷却,在垂直于压力管上部分产生蒸汽。石墨砌
体直径12米,高7米,重约1700吨。共1660根燃料组件,2%富集度的二氧化铀,燃料组件中铀 的质量为114.7kg,燃料的燃耗深度为20MW·d/kg。堆芯进、出口水温是270℃和284℃,汽鼓 内压力约7Mpa。
尔诺贝利市西北11英里(18千米),离乌克兰与白俄罗斯边界10英里(16千米),及乌克兰首都基 辅以北70英里(110千米)。
核电站由四个反应堆组成,每个能产生1千兆瓦特的电能(3千2百兆瓦特的热功率),核事 故时四个反应堆共提供了乌克兰10%的电力。厂房的工程始于1970年代,1号反应堆于1977年启 用,接着2号(1978年)、3号(1981年)、4号(1983年)亦相继启用。
控制和保护系统: 211根吸收棒,控制功率分布和紧急防护。所有多的紧急防护都是通过吸收棒下插进行,
最大移动随度为0.4米/秒。必须有不下于30根控制棒位于下插状态。 RBMK-1000型反应堆有两个功率控制的系统。第一个是物理功率密度分布控制系统
(PPDDCS),该系统在堆芯内装有探测器。第二个是反应堆控制系统,它在堆芯内部和堆外 侧面的生物屏蔽箱内都装有探测器
地下水层
隧道
液氮冷却系统 抑制水池
1986年4月25日,切尔诺贝利核电站4号机组工作人员为了探讨在厂内外全部断电情况下 汽轮发电机中断蒸汽供应时,利用转子惰转动能来满足该机组本身电力需要的可能性,进行 反应堆安全系统的试验工作。
实验过程:
1时开始,对4号机组进行降功率操作。 13时5分,4号机组下降到1600MW,按计划关闭7号汽轮机。 14时把反应堆应急堆芯冷却系统与强迫循环回路断开,以防止实验过程中应急堆芯冷却系统动作。 23时10分,继续降功率,按照试验大纲,试验应在热功率700~1000MWt下进行。操作人员未能及时 消除因自动调节棒测量部件所引起的不平衡状态,结果使功率降到30MW以下。 26日0时28分,运行人员切断局部自动控制系统。 26日1时19分,为了达到实验计划的功率,操作人员将大部分控制棒提出。提升的控制棒数超出了 运行规程的限制(违规操作!)。将反应堆热功率稳定在200MW。
安全系统: 反应堆控制 保护系统(RCPS) 事故堆芯冷却系统(ECCS) 主冷却剂回路超压保护系统 反应堆空间超压保护系统 事故定位系统(漏泄紧固部件系统
隔离阀系统
辐射监测系统)
2%富集度,1661根 燃料原件,压力管式
211根吸收棒
堆芯缺陷: 正的空泡系数,负的燃料系数,功率低于20%总功率系数为正,在700兆瓦下不允许操作; 停堆系统不适当,不能使得事故终止,反而使得事故加剧; 没有有效的应急手段,方式应急系统失灵下,继续使反应堆运行; 大量的在700 ℃左右运行的石墨,遇水将起激烈的化学反应; 无安全壳!