切尔诺贝利事故相关问题及答案.docx

1986年4月26日切尔诺贝利核电站 4号机组发生了严重的核泄漏事故.该机组采用的 堆型是RBMK-1000即前苏联独特设计的大型石墨沸水反响堆,用石墨作慢化剂,石墨砌体直径12米,高7米,重约1700吨,沸腾轻水作冷却剂,轻水在压力管内穿过堆芯而被加热沸腾见图1.堆芯石墨砌体中间孔道内可装1680根燃料管.反响堆是双环路冷却,每个环路与堆芯 840根燃料管的平行垂直耐压管相连,堆芯入口处冷却剂温度为270 c进入燃料管道,向上流动,被加热局部沸腾,汇流到一边两个的四个汽包中,汽包中的蒸汽直接进入汽轮机厂房,两环路各对一台汽轮发电机组一堆两机各发额定功率一半的电功率 4号堆供汽给7号和8号汽轮发电机组.该型没有“平安壳,也没有压力壳.(1*图一：石墨慢化压力管式沸水堆简图问题一：为什么切尔诺贝利 4号机组低功率下存在正的空泡效应当堆芯内出现汽泡时,它对反响性会产生正的空泡效应,即空泡增加,反响性增加,功率增加,又导致空泡数增加,堆就会失控非常危险,好在在高功率情况,这个正效应被其他的负效应如多普勒效应所抵销,因此反响堆高功率运行是自稳的.但当功率低于20%时,总的效应就变成正的, 这时就很难用手动限制的方法使冷却剂的流量和冷却条件稳定下来.因此,运行规程中不允许堆在低于700兆瓦热功率下运行；本次试验是在堆功率200MW台阶进行的,即在存在正的空泡效应的功率台阶下进行的；一冷却剂泵扰动或泵气蚀,使空泡增加,在正空泡系数的情况下, 会放大其效应,燃料 通道的损坏会引起局部闪蒸,引入局部正反响性,并会在堆芯中快速扩展;问题二：为什么进行试验过程中限制棒下插时堆功率没有下降,反而上升了?为进行试验,反响堆的大局部限制棒被提至堆顶堆芯仅剩6-8组限制棒,而当堆芯仅剩下15组限制棒就要求立即停堆,电站发出了停堆信号但因保护停堆系统退出运行没有自 动动作；在开始试验时,汽轮机停运,备用柴油机尚未启动供电大约在汽轮机停运后40秒才能开始供电,导致主泵给堆芯供水减少,堆内更多蒸汽产生,正的空泡效应放大,堆功率 增加.在发出紧急停堆命令时,反响堆出于瞬发超临界状态,功率正迅速上升；由于堆高度较大,限制棒下落时间较长约需 18秒；而限制棒端部是石墨挤水棒, 当进入反响堆过程中, 前几秒钟会使反响堆功率升高,而不是降功率,本次事故中在限制棒下落阶段的前4秒钟,功率上升了 80-100倍；在限制棒下插阶段,由于反响堆热点的蒸汽压力超出临界值,把限制棒向上推出；以上因素导致限制棒下插时堆功率并未下降,反而上升了.问题三：为什么试验规程定在70%率下进行,但却在 200MW进行在低于700MW功率水平下运行是不允许的,但这一限制无论在设计、管制限值,还是 在运行指令中都没有事先规定.虽然值长及操纵员提出,根据试验程序应在 700 1000MW台阶上进行试验,低功率进行试验不平安,但负责试验的总工想在200MW下进行,以便在反响堆过热时仍有冷却水；由于当时缺乏平等、公开的讨论环境和气氛,操纵员和值长的提议未能被接受.