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柴油發(fā)電機(jī)備用系統(tǒng)為何失效?
關(guān)于福島發(fā)生的一切,至少又一個(gè)事實(shí)已經(jīng)清楚,就是后來反應(yīng)堆內(nèi)部溫度、氣壓的雙雙升高,初始的原因就是地震引起電力外部供應(yīng)中斷,同時(shí)作為備用的柴油發(fā)電機(jī)也出現(xiàn)故障,終導(dǎo)致冷卻泵無法向反應(yīng)堆內(nèi)部注水。
可見,供電是這個(gè)過程中的關(guān)鍵。但令人疑惑的是,對(duì)于核電站這樣一個(gè)對(duì)安全防范要求*的系統(tǒng),往往在設(shè)計(jì)之初就需要考慮到所有能夠想象得到的壞情況來予以防范,尤其在重要的電力環(huán)節(jié),“電站停電”勢(shì)必會(huì)作為一種被高度關(guān)注的可能性來制定對(duì)策。
然而,地震來臨后,福島*核電站7臺(tái)機(jī)組的應(yīng)急柴油機(jī)無一例外失效。應(yīng)急過程中柴油發(fā)電機(jī)不能正常啟動(dòng),這在日本尚屬*。福島的這次“創(chuàng)紀(jì)錄”,不由不讓人心生問號(hào)。
*個(gè)可供解釋的原因,是“地震+海嘯”這樣的災(zāi)害對(duì)福島核電站造成的雙重打擊,先是地震破壞核電站主電力供應(yīng)線路,然后地震引發(fā)的海嘯又沖走了柴油發(fā)電機(jī)組。
美國圣迪亞國家實(shí)驗(yàn)室物理學(xué)家肯勒斯·伯杰倫對(duì)此稱,這兩種幾乎不可能同時(shí)發(fā)生的情況同時(shí)發(fā)生,在專業(yè)術(shù)語上被稱作“全廠斷電”。由于發(fā)生的幾率極低,此前幾乎從來沒有人會(huì)想過這種狀況。但這次卻在福島發(fā)生了。
另一個(gè)原因則涉及到福島核電站整體采用的設(shè)計(jì)。建成于40年前的福島核電站是日本的*批核電機(jī)組,采用的還是二代核電技術(shù)。二代核電技術(shù)與三代核電技術(shù)相比,一個(gè)重要區(qū)別就在于二代核電技術(shù)采用的是“能動(dòng)”安全系統(tǒng),而三代核電技術(shù)如AP1000,則采用了“非能動(dòng)”安全系統(tǒng)。
簡(jiǎn)要地說,就是三代核電技術(shù)在遭遇緊急情況時(shí),不需要用電,僅靠地球引力、物質(zhì)重力等自然現(xiàn)象就可以驅(qū)動(dòng)核電廠的安全系統(tǒng),從而冷卻反應(yīng)堆堆芯,帶走堆芯余熱,并對(duì)安全殼外部實(shí)施噴淋,進(jìn)而使核電站恢復(fù)到安全狀態(tài)。
相比必須通過電力維持冷卻泵運(yùn)轉(zhuǎn)來為核電機(jī)組反應(yīng)堆降溫的第二代核電技術(shù),AP1000的這種非能動(dòng)設(shè)計(jì)在遭遇類似福島這樣事件時(shí),就優(yōu)勢(shì)盡現(xiàn)了。
再回過頭來看福島,根據(jù)麻省理工學(xué)院的JosefOehmen博士分析,福島核電站在地震后,關(guān)于電力方面發(fā)生的一切大致如下:在地震發(fā)生后的一小時(shí)內(nèi)一切情況是平穩(wěn)的。為緊急情況而準(zhǔn)備的多組柴油發(fā)電機(jī)中的一組啟動(dòng),為冷卻泵提供了所需的電力。然后海嘯來了,比核電站設(shè)計(jì)時(shí)所預(yù)料的規(guī)模要更巨大的海嘯,摧毀了所有的柴油發(fā)電機(jī)組。
當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組被沖走后,反應(yīng)堆操作員將反應(yīng)堆切換到使用緊急電池。這些電池被設(shè)計(jì)為備用方案的備用方案,用于提供給冷卻系統(tǒng)8個(gè)小時(shí)所需的電力,并且也確實(shí)完成了任務(wù)。
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