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福岛二号电厂和福岛一号电厂横向对比,在此次地震海啸的影响下,后果截然不同。虽然都是沸水堆堆型,但福岛二号电厂的厂外电一直保持可用状态,这就确保了二号电厂的所有安全功能,都能有效地实现。在完整的安全功能下,核电厂的运行安全是有保障的。
比较特殊的是,福岛二号电厂4个机组一直使用堆芯隔离冷却系统,来排除堆芯热量,同时向堆芯注水,维持堆芯水位。这个从停堆后几分钟就开始,一直持续到现在。以至于耗尽了冷凝水箱,又把压力抑制水池中的水加热到了100度。
我感到疑惑的是,按理说在这个水池中,应该设置有能够将热量传递到环境最终热阱的热交换器,怎么会让这个水池的水温持续上升,却没有有效手段把热量排出到安全壳外。难道就只设计用这个水池的大热容量,来容纳堆芯的衰变热。
如果过渡到冷停堆的时间过长,那么这个水池的水必将过热,丧失安全壳压力抑制能力。这就是福岛二号电厂1号2号和4号机组,发生核应急事件的原因。
在核电厂的设计中,必须确保纵深防御的基本准则。
这个准则在核电厂设计中应用非常广泛。通俗来说,纵深防御就像是打仗,敌人就是各种突发事件。要保证防守严密,就要设置多重多样,独立的小防御梯队。
比如福岛核电厂实现停堆后的堆芯冷却和堆芯水位保持功能,就设计了蒸汽旁排系统,堆芯隔离冷却系统,高压安注系统,低压安注系统,余热排除系统,堆芯喷淋冷却系统,还包括一些其他系统,就不一一列举了。
这些系统从动力源来说,既有依靠电力的,也有依靠蒸汽驱动的。这些系统所使用的管线,阀门,控制信号,仪表探测,也都要求尽可能地独立。这样做的目的,就是防止一个系统故障,或者一个突发原因,就导致整个堆芯冷却和水位保持的安全功能完全丧失。
福岛一号电厂的1号机组,虽然确实很老了,是1971年投入运营的,但是这个电厂的反应堆堆型,是通用电气公司(GE)的BWR3沸水堆,是一个成熟的沸水堆堆型。从这种堆型的运行历史上看,这个堆型是安全的,没有明显的设计缺陷。任何一个核电厂要取得运营执照,都需要进行严格的安全分析和环境影响评价,需要通过核电安全监管部门的各种检查,也都是依法进行。
老一代核电厂的延寿,也就是在设计寿命结束后,经论证仍能维持安全地运行,则按照最新法规要求,符合最新安全目标后,还需要进行新的安全分析和环境影响评价。然后才能发放延寿运行许可。这也是非常严格的。
不仅是日本,在美国,自2001年起,50多个老电厂都在严格论证后,实施了延寿运行,法国也延寿了大约30多座老核电厂。国际原子能机构也很早就进行了世界范围内核电厂延寿的各种探索和合作。
核电厂的设计寿命大约是40年,但通过延寿,一般都能延长10年甚至20年的。这一来是由于技术进步了,核电运行的经验丰富了,所以我们对核电安全的理解更深入了;二来是由于这些老电厂不断在进行软件和硬件的更新,以符合最新的安全法规的要求;三是由于核电厂的重要设备,都是设计为高度可靠的,这就要求这些设备的设计寿命都是有很大余量的,如果不是,则不能延寿,或者必须更换;最重要的一点,这些老电厂经过长期运行,积累了丰富的运行经验,应对过多个突发状况,这是新电厂,新堆型,新技术,所不可比拟的。核电厂的设计运营,从来都不求新,而要求成熟。
核电厂应急电源一旦恢复,交流母线重新供电,则失电时不可用的很多安全功能,将能够恢复。这也是我们在计算核电厂事故概率时,一个重要的概念,就是可用度,这个可用度是考虑可修复时间间隔的。
我还需要查找更多的资料,来解读这个疑惑。
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2011-3-14 20:24:53
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