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主题:【原创】本次JAPS核电站泄漏技术方面的一些看法 -- 暗夜行路

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家园 【原创】本次JAPS核电站泄漏技术方面的一些看法

本人对电厂比较熟悉,专业是电厂化学,平时兴趣比较广泛。这次的福岛核泄漏关注的人很多,但很多都说不到点子上。忍不住班门弄斧下,结合本人对电厂的了解和基本的化学、热力学知识,谈一点技术上的看法。

关于反应堆:

本人在火电厂工作,反应堆的只是比较浅薄,只有些基本概念。这次事故,很奇怪的一点就是:控制链式反应的中子吸收剂,在反应堆紧急停机时,是否安置到位,现在东京电力公司的没有明确答复。

如果安置到位的话,反应堆应该在短时间内停止链式反应,即便有所破损,堆芯的加热程度应该是在可控范围之内,这个是判断核电事故是否可控的关键指标。

如果中子吸收剂不能安置到位,那么由吸收剂的安置位置不同,可能会有从一回路过热到堆芯熔融等不同的后果。

目前来看,堆芯熔融已经发生,那么,对于东京电力公司来说,反应堆紧急停机后,链式反应并未完全停止,系统可能处于热备用状态,可能是当班值长抱有侥幸心理,随时等待重新并网。

关于热力系统:

核电站的热力回路有三个,分别是:

一回路,封闭式,直接接触堆芯核物质,沸水堆的就是除盐水;

二回路,封闭式,从一回路吸收热量,到汽轮机做功,到凝汽器冷却,介质是除盐水;

三回路,开放式,在凝汽器内冷却二回路介质,使其由气态恢复至液态,介质可能是海水。

三个回路中,如果一回路的发热量是100%,那么二回路的有效利用的发热量最多也就是40%,其余60%多的热量要靠三回路的海水带出系统。

一般来说,40万千瓦以上的发电机组,二回路的蒸发量在2000吨/小时以上,三回路的循环水量在万吨/小时以上。也就是说,一旦系统瓦解,链式反应无法控制,需要把堆芯温度保持住,需要每小时蒸发掉2000吨以上的冷却水。当然,这只是很不严格的说法,但这个水量只会更多,不会更少。

由于目前已发生堆芯熔融,可以确定一回路的介质大量溢出。现在需要做的,是根据温度升高的速率,判断堆芯的发热程度。

如果在可控范围内,应使用外部电源启动应急循环系统,冷却后投加中子吸收剂,把反应堆彻底停下来;

如果超出应急循环系统的能力,应该采取一切可能的措施去终止链式反应,包括爆破后空投高含铅的速凝水泥封闭反应堆。

现在JAPS的不战不走不降的装死狗应对,还真是让人蛋疼。最起码,这两个核电站是在海边吧,居然说没电启动应急循环系统,随便一艘宙斯盾驱逐舰就有几千千瓦的发电能力了吧。

不过这也反应了这个民族的特质:一根筋。估计上面不发命令,下面的人也是不会去做的。

潜水七年,所获甚丰,初次发帖,敬请拍砖。

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家园 很好的分析

恭喜:你意外获得 4 铢钱。

家园 按照你的说法这次事故好像很容易控制的样子

纯粹个人感觉

家园 该死的东电

锱铢必较,还没担当

家园 你弄错了,福田的核电站只有1个回路

请google 一下沸水堆的结构,这东西,是反应堆产生的蒸汽直接推动汽轮机。所以没啥二回路,三回路之类的东西(不过你的三回路实际上是冷却回路,这个倒是应该有,但是一回路、二回路、三回路,在核电上都是特指名词,不能乱用的)。

你这个分析对于核电来说,实在是业余水平

家园 备用的冷却系统电机被海啸的海水泡了

地震发生,反应堆自动停机了,这样就需要外部的电源驱动冷却系统,不过很不幸的是,备用的冷却系统电机被紧接而来的海啸的海水泡了.工程人员运来了电池驱动冷却系统.后来又运来了新的柴油发电机.根据披露的消息,操作上并没有什么可指摘的.但是为什么1号和3号堆遇到了更大的困难,就不知道了.

反应堆中的核反应是非常复杂的,会产生多种短寿命的放射物质,这些物质需要好几天,甚至更长的时间来冷却,这也就是为什么停机后依旧需要冷却系统带走热量.另外核燃料在任何情况下,都会放出一定量的热.

有空我再仔细说说.

家园 这未必是实情吧?

不过这也反应了这个民族的特质:一根筋。估计上面不发命令,下面的人也是不会去做的。

。。。对俺自己来说,这个世界上,最不可信任的民族就是这个和族了,纳粹都要比他们强一点。

家园 貌似地震导致日本本岛向东移动2.4米,这个对那些管线什么

的应该有影响吧?因为一下发生这么大的地质结构突变,不大可能是整体平移,加上余震不断,大概稍微有些错位就能扭断那些管线。

家园 这个很可能是最致命的...

不可能整体一致平移。必然有各种错位。整个日本东部的地下管线体系可能面临逐渐暴露出来的地震综合症。

家园 问一下

这次核泻 会不会对中国产生影响?

家园 沸水堆是直接循环,压水堆才是二回路循环吧?

沸水堆

沸水反应堆以轻水(普通水H2O)作为冷却剂和中子慢化剂。反应堆冷却系统内压强保持在70个大气压。在这里,来自汽轮机的给水进入压力容器后,在280℃左右沸腾。汽水混合物经过堆芯上方的汽水分离器和蒸汽干燥器过滤掉液态水后直接送到汽轮机。离开汽轮机的蒸汽经过冷凝器凝结为液态水(给水)后,回流至反应堆,完成一个循环。

因沸水堆中一次蒸汽直接通往汽轮机,故该系统被称为“直接循环系统”。

压水堆

压水反应堆利用轻水(普通水H2O)作为冷却剂和中子慢化剂。其冷却系统由两个循环回路组成。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个大气压左右,在此压强下可将冷却水加热至约343℃而不沸腾。冷却水在二回路蒸汽发生器的传热管中将压强约为70个大气压左右的二回路水加热至沸腾(温度约260℃),形成的水蒸气(过滤掉混杂的液态水后)再通过二回路送至汽轮机,推动涡轮发动机运转。在传热管中释放了热能的一回路水以290℃左右的温度回流至堆芯,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

家园 反正就是不知道为什么,1号和3号堆无法冷却

我也漏一个拙。

大概梳理下1号堆的过程

1、地震

2、自动停堆(但是这个蛋疼的沸水堆控制棒是由下往上插的,意味着无法靠重力自动插入,在停电的情况下,有可能无法插入,或者无法完全插入到位。也就是存在未完全停堆的可能性)

3、即使完全停堆了,由于U235和短寿命衰变产物,在前3天,大概还有10%的剩余功率,就1号堆来说大概是4万千瓦的功率,这些热量需要通过海水冷却系统散发 出去。

但是杯具的是,好几个地方地方出问题了,冷却系统无法工作。出问题的包括有,电网瘫痪,外部电源无法输入,柴油发电机被海啸给吞掉了,但是冷却系统到现在还没有搞定可能是海啸把水循环系统也破坏了。

4、随着热量的聚集,一回路里面的水不断蒸发,然后日本人面临两个选择

A:把一回路的水蒸气放出来,(但是一回路的水是和核燃料直接接触的,带有放射性,这部分的水蒸气泄露本身就是一个4级核事故)。

B:什么也不做 等待压力继续升高,把一回路的耐压壳炸掉,把核燃料扔的到处都是。(这种情况是另外一个切尔诺贝利)

很显然,日本人只有选择A,这就是12号新闻里面泄压的原因。

5、但是糟糕的,水蒸汽释放了,水位也下降了,核燃料也露出来了,这种情况下

A、如果控制棒没有插入到位,核燃料会在几个小时内融化

B、如果控制棒插入到位,核燃料会在十几个小时到几十个小时内融化。

6、然后,结果我们都看到了,有氢气泄露。

为什么有氢气呢?

燃料棒的包壳是用金属 锆 包裹的,这东西在800-1000度的高温下会和水反应,生成氧化锆和氢气。

然后氢气在厂房内聚集,

然后就爆了。

7、看到厂房爆炸,那么意味着

A,反应堆核燃料已经融化(或者至少是部分融化),

B,反应堆内温度超过了1000度,发生了锆水反应。

C:反应堆一回路已经泄露,否则氢气不可能跑出来。

8、之后,我们看到新闻,说要注入海水。这说明什么呢?

A,冷却循环系统仍然不可用,反应堆内热量无法散发

B,冷却剂在迅速流失,一回路已经在泄露了

9、注入海水之后呢?

A:注入的海水在反应堆内蒸发,然后直接排放到大气中(或者海洋中),这本身就是一个严重的4级,或者5级核事故。

B:这个反应堆将彻底报废,

C:海水具有腐蚀性,还有含有盐分,会结晶,如果短时期不能控制的话,有可能会堵塞管道,腐蚀裂缝,那么意味着更大的泄露。如果再次堵塞,那么意味着更大的核泄漏

总之,到9的情况,已经可以确定的说,这是切尔诺贝利之后最大的核事故,也是人类历史上第二大核事故(远远比美国的三里岛核事故严重的多)。当然,也有赶超切尔诺贝利的潜力(可能性不大)。

好了,现在的公开信息就到这,后面是什么情况,只好等待日本人的进一步通报

通宝推:SkyWalkerJ,十八子,种植园土,子玉,
家园 即便是切尔诺贝利,仍然可以通过空投混凝土

再造一个压力壳控制。但如果地板震裂了,放射性物质顺着往下漏,那就比切尔诺贝利还严重。

正如楼上分析的,注入海水本事就说明事情已经相当糟糕了。

现在,只能说但愿这次核事故由海啸直接造成--如果是地震造成,而地板出现裂纹,那么后果就太噩梦了。

家园 比电视上的那些专家的弯弯绕清楚易懂多了,

花谢

家园 挣钱啦

送花成功,可取消。有效送花赞扬。恭喜:你意外获得 8 铢钱。

参数变化,作者,声望:1;铢钱:0。你,乐善:1;铢钱:7。本帖花:1

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