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核电厂严重事故的物理过程是怎样的?

2011-03-31

电力工程技术 2011年3期
关键词:安全壳冷却剂封头

严重事故的产生是堆芯熔化导致大量放射性释放引起的,主要有两种类型:低压熔化和高压熔化。

低压熔化过程主要以主系统冷却剂丧失为特征。若应急堆芯冷却系统失效,堆芯将自上而下地熔化,直到将压力容器下封头熔穿、熔融物随后与安全壳底板混凝土相互作用,释出CO2、CO、H2等不凝气体,从而造成安全壳晚期超压时效或底板熔穿。

高压熔化过程一般以失去二次侧热阱为先导事件。主系统在失去热阱后升温升压,如二次侧不能回复热阱,堆芯在较高压力下开始裸露,随后开始熔化。此后过程有两种可能,一种可能是,与低压熔化过程相似;另一种可能是,压力容器下封头熔穿后,由于反应堆冷却剂系统存在高压发生熔融物质喷射弥散,熔融的小颗粒与空气中的氧气发生放热化学反应,加强了传热,造成“直接安全壳加热”,使安全壳超压实效。

压力容器熔穿之前,裂变产物从破损或熔融元件释出后,在反应堆冷却剂系统内会有迁移、沉降和再悬浮过程。反应堆冷却剂系统压力边界破损后,裂变产物进入安全壳后又会经受类似的输运过程。分析表明,若安全壳能维持一段较长时间(3天以上)不失效,大部分裂变产物因重力沉降,释出的源项将会大大降低,否则,后果将会很严重。

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