三里岛核事故分析
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蒸汽发生器水位下降。 注：冷却剂收缩是由于蒸汽发生器的冷却能力超过了堆芯释放出的160MW 衰变热，冷却剂受到冷却所致。
三里岛事故演变
• 04:01:13 ：凝汽器热阱水位达到高报警值；由于凝结水气动排水阀 的仪用压空管线在事故初始时已破裂，操纵员无法控制水位；
• 04:02:02 ：主系统压力下降至11.3MPa，专设安全系统ESF触发；高 压注入系统自动触发向堆芯注入含硼水；
三里岛事故后果及反思
• 环境及周边影响：
• 约15居里的碘131，以及2*106居里的惰性气体释放到环境； • 由于反应堆有三道安全屏障，因而无一伤亡，在事故现场，只有3人收到了
略高于半年的允许剂量的照射； • 核电厂附近80km以内的公众，由于事故，平均每人受到的剂量不到一年内
天然本底的百分之一。因此，三里岛事故对环境的影响极小。
பைடு நூலகம்
• 燃料：富集度为2.57%的二氧化铀
• 包壳：Zr-4
•
专设安全设施：反应堆控制棒，高压注入应急堆芯冷却系统，含硼水箱， 安全壳ECCS再循环水坑
三里岛电厂系统简介
• 反应堆主冷却剂系统：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（SG）；如果在大功率时失去给水， SG将在约1min内发生干涸。
束。
三里岛事故后果及反思
• 反应堆的破坏：
• 大约有90%的燃料棒包壳破损； • 堆芯上部的燃料温度可能超过2204.4℃，部分燃料熔化； • 堆芯上部的燃料坍塌阻塞了冷却剂、蒸汽的流动通道，阻碍了堆芯散热； • 事故的前10个小时产生大量的氢气，导致反应堆厂房产生氢爆，厂房压力上
升至192.9kPa。
三里岛事故后果及反思
• 经济以及核工业的影响：
• 直接经济损失达到10亿美元； • 大幅提高核电厂安全设施的建造成本，以免事故造成重大的经济损失。因而
核电厂兴建数量大减； • 美国三十多年来无新的核电站建成。
三里岛事故后果及反思
• 在整个事件中，运行人员的操作错误和机械故障是主要的原因，因 此核电站运行人员的培训、面对紧急事件的处理能力、控制系统的 人性化设计等细节对核电站的安全运行有着重要影响。
三里岛事故演变
• 1979年3月28日凌晨04:00:00
• 2号机组以97%FP功率运行；
• 三位工作人员在维修精华给水系统的离子交换系统，忙于把7号凝结水净化箱内的 树脂输送到树脂再生箱去；
•
在冲洗树脂时，水通过一个因故障卡开的逆止阀进入仪用压空系统，导致所有正在 运行的的混床同时隔离；
•
凝结水流量丧失立即引起凝泵、凝升泵、主给水泵跳泵；导致给水总量丧失，汽机 跳闸停机，ICS系统降反应堆功率；
三里岛事故概述
• 主给水系统失去运行，汽轮机停机
• 辅助给水系统未能投入运行；
• 稳压器泄压阀自动开启，反应堆停堆；
• 稳压器泄压阀未能关闭，失水事故；
• 高压安注系统自动动作，但注射流量被认为限制；
• 稳压器失去控制功能，堆腔上部形成蒸汽；
•
由于所有主泵停止运行，泄压阀不能关闭，堆芯失去了所有有效的冷却 手段，堆芯过热，锆水反应，堆芯熔化。
• 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不 畅冷却剂的容积变化。稳压器泄压阀在稳压器压力达到15.5MPa时开 启，将冷却剂排放至稳压器泄压箱。
三里岛电厂系统简介
• 给水系统：
• 三台凝泵； • 一套含8台混床的凝结水全流量精处理装置； • 三台凝升泵； • 三台主给水泵（无除氧器）； • 三台辅助给水泵（两台电动泵，一台汽动泵）。
• 04:03:13 ：因担心水位继续上升会造成稳压器水实体运行，操纵员 关闭一台HPI泵，安注流量从2.7m3/min下降至0.1m3/min。
三里岛事故演变
• 0动5最:13大:0，0 操：纵四员台停主止泵了持这续两振台动泵，的且运主行泵；电流低；由于回路B的两台主泵振 • 0两5台:41主:0泵0 的：运由行于；主回路A两台主泵的振动也在持续增加，操纵员停止了这 • 05:50:00 ：反应堆冷却剂出口温度迅速上升，超过仪表范围； • 06:30:00 ：反应堆堆芯大部分裸露，大量蒸汽产生； • 19:50:00 ：成功实现强迫循环，一回路压力稳定在6.9至7.6MPa，事故结
• 3台辅助给水泵启动；隔离阀处于意外关闭状态。
三里岛事故演变
• 0压4阀:00P:O03RV：自冷动却开剂启系。统此压时力反上应升堆，仍当在压满力功达率到下设运定行值；15.5MPa，稳压器泄 • 0力4下:00降:0；8 ：反应堆自动停堆，冷却剂收缩、水装量损失，一回路系统压 • 04:00:13 ：冷却剂从稳压器泄压阀处的持续泄漏，以45m3/h的流量流失，
三里岛核事故
目录
• 三里岛电厂系统简介 • 三里岛事故概述 • 三里岛事故演变 • 三里岛事故后果及反思
• 1979年，在美国宾夕法尼亚州-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
三里岛电厂系统简介
• 堆型：压水反应堆（PWR）
• 额定电功率：880MW
• 堆 料芯棒：，由含二17氧7盒化燃铀料约组10件0构吨成。直径为3.27m，高为3.65m，共37000根燃
三里岛事故演变
• 04:01:13 ：凝汽器热阱水位达到高报警值；由于凝结水气动排水阀 的仪用压空管线在事故初始时已破裂，操纵员无法控制水位；
• 04:02:02 ：主系统压力下降至11.3MPa，专设安全系统ESF触发；高 压注入系统自动触发向堆芯注入含硼水；
三里岛事故后果及反思
• 环境及周边影响：
• 约15居里的碘131，以及2*106居里的惰性气体释放到环境； • 由于反应堆有三道安全屏障，因而无一伤亡，在事故现场，只有3人收到了
略高于半年的允许剂量的照射； • 核电厂附近80km以内的公众，由于事故，平均每人受到的剂量不到一年内
天然本底的百分之一。因此，三里岛事故对环境的影响极小。
பைடு நூலகம்
• 燃料：富集度为2.57%的二氧化铀
• 包壳：Zr-4
•
专设安全设施：反应堆控制棒，高压注入应急堆芯冷却系统，含硼水箱， 安全壳ECCS再循环水坑
三里岛电厂系统简介
• 反应堆主冷却剂系统：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（SG）；如果在大功率时失去给水， SG将在约1min内发生干涸。
束。
三里岛事故后果及反思
• 反应堆的破坏：
• 大约有90%的燃料棒包壳破损； • 堆芯上部的燃料温度可能超过2204.4℃，部分燃料熔化； • 堆芯上部的燃料坍塌阻塞了冷却剂、蒸汽的流动通道，阻碍了堆芯散热； • 事故的前10个小时产生大量的氢气，导致反应堆厂房产生氢爆，厂房压力上
升至192.9kPa。
三里岛事故后果及反思
• 经济以及核工业的影响：
• 直接经济损失达到10亿美元； • 大幅提高核电厂安全设施的建造成本，以免事故造成重大的经济损失。因而
核电厂兴建数量大减； • 美国三十多年来无新的核电站建成。
三里岛事故后果及反思
• 在整个事件中，运行人员的操作错误和机械故障是主要的原因，因 此核电站运行人员的培训、面对紧急事件的处理能力、控制系统的 人性化设计等细节对核电站的安全运行有着重要影响。
三里岛事故演变
• 1979年3月28日凌晨04:00:00
• 2号机组以97%FP功率运行；
• 三位工作人员在维修精华给水系统的离子交换系统，忙于把7号凝结水净化箱内的 树脂输送到树脂再生箱去；
•
在冲洗树脂时，水通过一个因故障卡开的逆止阀进入仪用压空系统，导致所有正在 运行的的混床同时隔离；
•
凝结水流量丧失立即引起凝泵、凝升泵、主给水泵跳泵；导致给水总量丧失，汽机 跳闸停机，ICS系统降反应堆功率；
三里岛事故概述
• 主给水系统失去运行，汽轮机停机
• 辅助给水系统未能投入运行；
• 稳压器泄压阀自动开启，反应堆停堆；
• 稳压器泄压阀未能关闭，失水事故；
• 高压安注系统自动动作，但注射流量被认为限制；
• 稳压器失去控制功能，堆腔上部形成蒸汽；
•
由于所有主泵停止运行，泄压阀不能关闭，堆芯失去了所有有效的冷却 手段，堆芯过热，锆水反应，堆芯熔化。
• 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不 畅冷却剂的容积变化。稳压器泄压阀在稳压器压力达到15.5MPa时开 启，将冷却剂排放至稳压器泄压箱。
三里岛电厂系统简介
• 给水系统：
• 三台凝泵； • 一套含8台混床的凝结水全流量精处理装置； • 三台凝升泵； • 三台主给水泵（无除氧器）； • 三台辅助给水泵（两台电动泵，一台汽动泵）。
• 04:03:13 ：因担心水位继续上升会造成稳压器水实体运行，操纵员 关闭一台HPI泵，安注流量从2.7m3/min下降至0.1m3/min。
三里岛事故演变
• 0动5最:13大:0，0 操：纵四员台停主止泵了持这续两振台动泵，的且运主行泵；电流低；由于回路B的两台主泵振 • 0两5台:41主:0泵0 的：运由行于；主回路A两台主泵的振动也在持续增加，操纵员停止了这 • 05:50:00 ：反应堆冷却剂出口温度迅速上升，超过仪表范围； • 06:30:00 ：反应堆堆芯大部分裸露，大量蒸汽产生； • 19:50:00 ：成功实现强迫循环，一回路压力稳定在6.9至7.6MPa，事故结
• 3台辅助给水泵启动；隔离阀处于意外关闭状态。
三里岛事故演变
• 0压4阀:00P:O03RV：自冷动却开剂启系。统此压时力反上应升堆，仍当在压满力功达率到下设运定行值；15.5MPa，稳压器泄 • 0力4下:00降:0；8 ：反应堆自动停堆，冷却剂收缩、水装量损失，一回路系统压 • 04:00:13 ：冷却剂从稳压器泄压阀处的持续泄漏，以45m3/h的流量流失，
三里岛核事故
目录
• 三里岛电厂系统简介 • 三里岛事故概述 • 三里岛事故演变 • 三里岛事故后果及反思
• 1979年，在美国宾夕法尼亚州-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
三里岛电厂系统简介
• 堆型：压水反应堆（PWR）
• 额定电功率：880MW
• 堆 料芯棒：，由含二17氧7盒化燃铀料约组10件0构吨成。直径为3.27m，高为3.65m，共37000根燃