核电站工作原理揭秘(2)

时间:2011-12-27 23:34来源:羊城晚报 作者: 点击: 载入中...

  最后,这个密闭容器被外部的混凝土建筑保护,它的强度能够承受喷气式飞机的撞击。这些二级密闭结构对防范如在三里岛事故中那样的辐射或放射性蒸汽的泄漏是必要的。


  前苏联的核电站中由于没有二级密闭结构,最终导致了切尔诺贝利核电站事故。

  3

  福岛核泄真解

  “它已经超过了它的设计寿命。”

  这是毕业于东京大学的蔡士进博士去年参观福岛核电站的感受。

  福岛核电站所使用的是“沸水反应堆”,由美国通用电气公司在上世纪70年代设计。

  汽轮机系统的给水进入反应堆压力容器后,在反应堆内受热汽化。所产生的蒸汽通往汽轮发电机,直接推动汽轮发电机,做功发电。蒸汽冷凝后经净化、加热后,再由水泵送入反应堆压力容器,形成一次闭合循环。

  相比现在常见的反应堆,这样的设计省去了蒸汽发生器,降低了造价、能量损耗和占地面积。但是,由于蒸汽只经过一套循环回路,必将反应堆中的热传递出去,所以带有放射性的蒸汽,贯穿于整个运行过程中。因此,运行维护过程中要考虑防辐射的问题,也提高了运行的费用。

  海啸后,即便反应堆已经停止“链式反应”,但裂变过程中产生的一些放射性副产品仍在进行衰变,并产生余热。余热在反应堆关闭后会逐渐消失,但仍需要冷却系统来消除余热,防止燃料棒过热造成屏障失效、核物质泄漏。

  “这是它的设计上的一个问题,”大亚湾核电运营管理有限责任公司辐射防护高级工程师姚一正分析说:“全厂断电的时候,它的冷却系统会排出部分的热衰变产物。”

  由于给冷却供电的柴油机被破坏,余热温度降不下来,为了保住压力容器,防止压力容器超压爆炸,必须进行卸压。就在打开压力阀释放蒸汽时,排出了部分铯、碘等热衰变产生的同位素,于是出现了这次泄漏事件。

  至于接二连三发生的爆炸现象,是因为燃料棒露出水面,棒壳发生氧化反应,产生了氢气。由于氢气的质量比空气低,就会在聚集在厂房上部,当它达到4%的浓度时,就会引发爆炸。


  4

  大亚湾采用“二代加”技术

  和福岛核电站所使用的“沸水反应堆”不一样的是,全世界的核电站中多数采用“压水反应堆”。与前者相比,后者设计更安全。

  而在中国大陆的核能发电站的轻反应堆中,只有“压水反应堆”。

  据姚一正介绍,大亚湾核电站的“压水反应堆”采用的是“二代加”技术,引自法国,多次在原有基础上做了改进,“安全性比较大”。

  “压水反应堆”最大的特点是其由两个循环回路组成。

  “两个回路,只有热交换,没有水交换”,也就说让放射性物质全部在反应堆里面。

  一回路连接着堆芯和二回路中的蒸汽发生器,回路内压强保持在150个大气压,在此压强下可将水加热至343℃而不沸腾。

  一回路水在蒸汽发生器中,将压强为70个大气压的二回路水加热至沸腾,形成的水蒸气,通过二回路送至汽轮机,推动涡轮发动机运转。

  释放了热能的一回路水回流至堆芯,完成一回路循环。从汽轮机流出的二回路水经冷凝器凝结为液态水后,回流至蒸汽发生器,完成二回路循环。

  除了反应堆回路设计上的不同,大亚湾核电站与福岛核电站在安全性上也有区别———如,采用了双层安全壳,回路系统对空排气散热,额外备用柴油机,保证冷却系统供电;使用氢气消除系统,防止氢气聚集爆炸等等。


  5

  切尔诺贝利的缺陷

  1986年4月,前苏联乌克兰境内的切尔诺贝利核电站4号机发生爆炸,酿成迄今为止人类历史上唯一一起最高级核安全事故。

  周边地区共有约3万多平方公里的土地遭受了严重污染。确诊为不同程度急性放射病者134人,有28人在数周内死亡,另有2人死于化学爆炸和烧伤,有14人在10年内死亡。到2006年,官方的统计结果是,从事发到目前共有4000多人死亡。

  切尔诺贝利核电站本身有很大设计缺陷。它采用前苏联独有的一种反应堆技术,“压力管式石墨慢化沸水堆”。使用石墨作慢化剂,轻水作冷却剂,在压力管内沸腾。系统只有一个回路,没有安全壳。一旦失水,堆芯内的石墨在高温下就容易燃烧。 (责任编辑:鑫报)

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