三里岛汇报

事故原因分析 人为因素（重要原因与直接原因）
主回路系统过热出现两相使两台主泵不停振动，操纵员于是停止了 这两台主泵的运行，错误地终止了堆芯的强迫冷却；
在自然循环无法建立的情况下（堆芯上部存在气腔），堆芯又失去 了强迫冷却，堆芯出现沸腾，堆芯逐渐裸露。
事故原因分析
旧核工业制度缺陷（根本原因）
三里岛核事故分析
张林 曾豪 董克坚
1
事件概述及核电站简介
2
三里岛事故演变
目录
Contents
3 事故后果
4
事故原因分析
5
经验和教训
1
事件概述及核电站简介
事件概述及核电站简介
1979年3月28日，美国宾夕法尼亚州哈里斯堡三里岛核电站发生了 美国核电史上最严重的核事故
事件概述及核电站简介
概述
概述
化锆； 部分燃料包壳由于氧化和脆化脱落从而发生堵塞 堆芯上部30％--40 ％的燃料温度可能超过2200℃，损坏的部分
燃料中可能达到了UO2的熔点（2800 ℃ ）；
严重后果
放射性与恐慌情绪
3月28号—4月27日，释放到环境中的反射总量：碘13—17居里， 惰性气体240—1300万居里。
事故原因分析
旧核工业制度缺陷（根本原因）
操作人员缺乏训练，知识深度不够，对可能发生的严重事故 没有足够的注意；
当时可用于处理这一事故的一些特殊操作程序也相当混乱； 未把以前的事故教训归纳成清楚的条文并交给操作人员；
整个管理体系缺乏“连贯性”——从核安全研究中得到宝贵 的经验到不了最需要知道此事的那些个人和机构手中；
严重后果
巨大损失
美国民众反核意愿更加强烈，民众对核 电站以及核管会的信任度下降，美国核 电事业受到巨大打击。
全球核电事业受到波及； 反应堆和厂房内留下大量放射性物质和
污水，设备的恢复，去污以及废物处理 的过程花费大量时间的资金，预计花费 10—18.6亿美元，并伴有危险性。
三里岛事故成为了反核的集结号！
稳压器水位迅速上升，并 超过量程，主系统压力持 续下降。操纵员仍然没有 意识到这是泄压阀开启以 及堆芯上部形成的气腔所 致
三里岛事故演变
1
04:38:00
辅助操纵员打开了，凝 结水精处理系统的电动 旁路阀，并且发现了， 凝结水排水阀的仪用压 空管线破裂
05:13:00
主系统达到饱和，主
泵入口出现两相流，
04:00:03
冷却剂系统压力上升， 稳压器泄压阀自动打开
泄压阀无开闭 状态灯
2
冷却剂从稳压器泄压阀 处泄露，稳压器、蒸汽 发生器水位下降。要求 泄压阀开的指示灯灭， 操纵员误以为泄压阀关 闭
3
04:00:08
当反应堆系统压力达到预 设值16.2Mpa，自动停 堆，冷却剂收缩，水装量 损失，一回路系统压力下 降。
事件概述及核电站简介
表1：三里岛核电站事故放射性释放量
表2：切尔诺贝利核电站事故放射性释放量
由于三里岛核电站设置整体安全壳系统，在事故中，十分之一左 右的85Kr和133Xe进入环境大气，进入环境对人的健康影响较大的 131I只有4.8×1011Bq，是该核素堆芯总量的2×10-7倍。
事件概述及核电站简介
事故原因分析
人为因素（重要原因与直接原因）
从事故序列来看，运行人员的人为操作是导致堆芯熔毁的直接 原因与重要原因 没有及时发现辅助给水管线的隔离阀处于意外关闭的状态； 稳压器水位出现下降后，操作员第一次试图启动上充泵未能成功 （操作技能不熟练）； 未能及时发现稳压器的卸压阀没有关闭的事实，冷却剂通过该阀泄 露长达两个半小时； 操纵员一直把注意力集中在处理设备水位的问题，没有意识到反应 堆主系统正在遭受严重破坏。
1.核工业从业人员必须高标准要求，掌握足够的核电站运行知识， 能够应对突发事件，时刻把核安全放在第一位。
2.核电站进行设计基准事故时，要考虑到发生概率较大的“小事 故”几类同时作用的情况，充分做好应急对策；
经验和教训
3.严格把控工作人员在事故工况下人为干预反应堆的标准； 4.建立及时充分的应急机制 5.把之前核电站的事故教训吸收，核电站操作规程要清晰明确， 条文清晰的发到操作员手上。
三里岛事故演变
三里岛事故演变
1
04:01:13
SG低水位，凝汽器热 阱水位达到高预报值， 由于凝结水气动排水阀 的仪用压空管线早已破 裂，操纵员无法控制水 位。
04:02:02
主系统压力下降至
11.3Mpa,上充泵充当
高压安注向堆芯注入
含硼水
2
04:04:01
因担心稳压器水实体，操 纵员恢复下泄流，加速了 主系统水装量的流逝
给水系统：
三台凝泵 一套含八台混床的凝结水全流量精处
理装置
混床的树脂失效后，需要用水和厂用压空将结 块的树脂捣碎并传输到树脂再生系统进行再生
厂用压空系统与仪用压空系统相连：
三台凝升泵 二台主给水泵 三台辅助给水泵（两台电动泵，一台
汽动泵）
事件概述及核电站简介
三里岛核电站系统简介
引发气蚀四台主泵持 续震动，回路b的主泵
2
震动最大，操纵员关
闭了这两台泵
06:18:00
早班运行人员发现 泄压阀开启，随机 关闭，操纵员恢复 高压安注，2760度 的燃料立即破碎 （主泵启动不了）
3
05:41:00
另外两台泵的震动也在增 加，操纵员停止了这两台 主泵的运行，彻底终止堆 芯的强迫循环冷却，堆芯 上部存在气腔，自然循环 无法建立
事件概述及核电站简介
三里岛核电站系统简介
堆型：压水堆 额定电功率：880MW 堆芯：177盒燃料组件构成。直径3.27m，
高3.65m共37000根燃料棒，含二氧化铀100吨
燃料：富集度2.57%的二氧化铀 包壳：Zr-4 专设安全设施：控制棒，高压注入应急堆芯冷却系
统，含硼水箱，安全壳再循环水坑
核安全文化的培养
在组织机构、工作程序、尤其是在人们的思想认识方面必须作出 根本性的改变，技术性的措施再多也解决不了思想文化这个根本性的 问题。
谢谢
三里岛核电站系统简介
主冷却系统包含共两个环 路。每个环路两台主泵、一台 能产生过热蒸汽的直流式蒸汽 发生器。一台稳压器布置在其 中一个回路的热段，用于控制 主系统压力和补偿冷却剂的容 积变化。稳压器泄压阀在稳压 器达到15.5MPa时开启，将冷 却剂排放至稳压器泄压箱。
事件概述及核电站简介
三里岛核电站系统简介
事故原因分析
人为因素（重要原因与直接原因）
高压安注系统启动后，操作员习惯于维持稳压器中的规定水位，闭 锁了安注信号，关闭了一台，手动把另一台注水量调小了二十多倍；
操作员没有及时意识到正在发生的LOCA事故，根据EOP(事故规程) 继续执行停堆恢复规程；
事故发生八分钟后才发现辅助给水系统隔离阀在关闭位置，才将其 打开，此时两台SG早已烧干。
2
三里岛事故演变
三里岛事故演变
三里岛核电站事故概述
三里岛事故演变
04:00:13
1
1979年3.28 04:00:00
冲洗树脂时，水通过一个因故 障卡开的逆止阀进入仪用压空 系统，导致运行的混床同时隔 离。凝结水流量丧失引起凝泵、 凝升泵、主给水泵跳泵，汽轮 机停机，反应堆功率下降，3 台辅助给水泵启动，隔离阀处 于意外关闭状态（隔离阀指示 被其他标牌遮盖）
5 4
6
04:00:41
上充泵启动成功，加上 冷却剂膨胀，使得稳压 器水位上升，单温度与 压力仍在下降
04:00:12
稳压器水位下降，操纵 员停止下泄流，另一名 操纵员启动第二台上冲 泵，由于未能将泵的开 关保持足够长的时间导 致上充泵未能启动
对于上充泵操 作技能不足
三里岛事故演变
意外关闭
被隔离，旁路阀操作 手轮丢失无法打开
官方消息的不准确以及夸大报道造成了民众的恐慌情绪。
4
经验和教训
经验和教训
安全屏障的重要性
三里岛事故之所以对环境造成的影响很小，其原因就是反应堆设 立的三道安全屏障（尤其是安全壳），安全屏障在事故发生堆芯裸露 及熔堆之后，很好的起到了CONTAIN（包容放射性产物）的作用。
旧核工业制度的改革
“固定看法”（mindset）：把注意力放在设备上，操作人员 的存在总能改善局势——他们不会是出现问题的原因；
设计上的缺陷： 1.当时的安全设计聚焦发生概率更小的大破口失水事件，随之而 来的一种偏见是不必太在意那些“不太严重”的事故，较小的事 故也许发展的很缓慢，辅助人为操作即可控制； 2.主控室设计不合理，控制盘太大，几百种警告指示器，有些重 要开关离操作员较远，事故发生时上百个警报同时响起，没有优 先级，不能排除次要信号，引起操作员混乱；
4
事故原因分析
事故原因分析
设备的故障（诱因）
在冲洗树脂时，水通过一个故障卡开的逆止阀进入仪用压空系统， 导致所有正在运行的混床同时隔离，凝结水断流导致汽机停机；
辅助给水管线隔离阀处于意外关闭的位置，这是一次试验后忘记关 了；
装在稳压器上端的安全阀（泄压阀）在压力上升时按照预定要求打 开了，但当压力下降时未能关闭（小LOCA--直接诱因）。
正常运行时，主系统下泄流经过净 化进入容控箱，再经过一台上充泵 （共三台，正常工况时一台运行）， 升压后作为上充流返回主系统。上 充流量通过一个气动阀调节，以控 制和维持稳压器的水位，保证主系 统的水装量。同时上充泵向4台主 泵提供轴封水。
一旦专设安全系统触发，在高压安 注阶段，主系统下泄自动隔离。两 台上充泵作为高压安注泵将换料水 箱的高硼水注入主系统。
5 6
06:30:00
反应堆厂房发生氢爆，
大量放射性物质进入
反应堆厂房和辅助厂
房。13个小时后，成
4
功实现强迫循环，事 故结束。
05:50:00
堆外探测器中子读数上 升约100倍，反应堆冷 却剂出口的过热蒸汽， 温度过高超过仪表量程
3
Fra Baidu bibliotek事故后果
严重后果
堆芯损毁
90％的核燃料的包壳损坏 锆水反应生成了1000到1300磅氢气，44％--63 ％的锆氧化成氧
操纵员误判
3
04:03:13
因担心水位继续上升会造 成稳压器水位实体运行， 操纵员没有意识到发生 LOCA事故，关闭一台泵， 安注流量从2.7m3/min下 降到0.1m3/min
5 6
04:08:00
操纵员发现辅助给水系统 的隔离阀关闭，将其打开， 蒸汽发生器压力迅速上升， 主系统压力下降
4
04:04:00
由于反应堆的三道安全屏障，现场人员无一伤亡，核电厂附近 80KM内的公众受到的照射剂量为允许范围内的百分之一；
3月30日，州长发布撤离劝告，5公里范围内的孕妇和学龄儿童 撤离，由于担心放射性危害，15公里范围内有14.4万人撤离；
实际上，三里岛对环境影响极小，但是作为美国历史上最为严 重的核事故引起了美国民众极大的恐慌。
事故原因分析
事故造成严重影响原因分析
应急计划质量差，周围的地方当局几乎完全没有详细的应急 计划，在辐射事故情况下复杂的隶属关系引起混乱；
各级机构缺乏联系，许多重要的建议是由不了解确切情况的 个人作出；
许多官方的消息提供人本身对事实的了解就是混乱的，电力 公司试图缩小事故的严重性，由于错误的情报尤其是在氢气 泡问题上的错误判断，核管会是造成报道夸大的根源，这些 都是没有正确的了解事实真相；