底下是彭大 摘录的 日文译本. 个人认为这是炉火遗热的散热冷却问题. 让热蒸气循环的发电机停下来是否明智 应再思考. 据 MIT 的资料, 控制棒全插入时还有2MW的发热量, 要排除需要冷却 系统, 何况还有运转时的高温蒸气遗热, 地震瞬停时仍在炉内. 1.所谓 断然处置 就是 打开泄压阀放出有幅射性的轻水, 灌进海水, 放弃反应炉. 是强制反应炉降温, 不再因炉遗热与放射线衰变热蒸发掉应该覆盖燃料棒的轻 水, 未覆盖轻水的燃料棒会相互加速撞击分裂核反应且在高温下造成氢解. 2.核子炉设计有停电时仍然可运作的 IC/RCIC, HPCI 冷却系统, 但在缺电力推 动的冷却水冷却下, 因地震造成管道泄漏或阻断也使冷却不良. 3.因地震瞬停, 反应炉仍在可控状态下, 但炉的遗热仍在, 无法散热下, 即使控 制棒全落下阻止快速生热, 但也无法瞬间将热移除. 因此会使炉内轻水汽化, 使得燃料棒缺水缓冲而快速反应生热, 一旦高温且燃料棒外露就发生燃料棒的 外棒体锆金属与水发生氢解, 造成爆炸. 4.如果冷却系统全停, 就从可控状态进入危险的状况, 一旦要靠泄气降压那就是 造成核污染的轻水蒸汽泄漏. 断然处置必须泄压後, 才能注入海水也就必然造 成核污染泄露. 问题应该不是断然处置是否有效的问题? 而是熔毁後是否造成更大污染扩散! 大家关心的问题, 应是在无核污染泄漏的前提要求下, 如何做到让运转中的反应 炉立即安全回到未运转前的冷却无高热反应的停机状态. 这是无电力, 但仍有部份高压蒸气可产生动力, 且可能管线通路都发生泄漏或 阻断情况, 尚伴有遗震下的迅速降温冷却问题. ========== 核四公投, 应该改为 紧急情况下, 可以放弃核子炉, 泄压阀放气进大塑胶气球, 炉内立即灌进硼砂增强控制棒的阻断淹埋, 灌注海水冷却. 同时将气球冷却回收 轻水. 此断然处置废炉行为, 全体国民绝不追究责任! 请研究热传的, 研究一套无电力下的快速散热冷却系统. 用重力水库地震时自动 放水淹没反应炉急速散热也是可采行的烂招. ====================================================================== http://mhperng.blogspot.tw/2013/05/blog-post_9332.html#more 清大彭明辉的部落格 福岛事件调查报告摘要 我把日本国会调查团 NAII 调查报告的第二章做了摘要，目的是要知道 福岛事件之後核电厂必须防范哪些意外。底下是我的摘要。我针对断然处置提出 「五大假设全不成立」的质疑，就是来自於第二章的内容。以下是摘要的内容。 前言 （1）「电厂全黑」（Station Black-Out，SBO 并未假设AC全断电时DC也跟着全 部断电）。但是福岛事件里却发生了AC和DC一起全黑的状况。 （2）控制室功能消失（DC电源失效）、照明系统失灵（AC和DC一起全黑）、有线 通讯系统失灵（DC电源失效），电厂内道路破损而地震和海啸後满地碎片，使得 各项修复工作所需要的工具、重型设备与物资移动困难，其困难度远远超过过去 电厂员工紧急处置训练时所曾想像的，但事实却如此。 （3）各种操作手册没有充分更新，没有关於大规模多重故障的指示。 （4）橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）把并同全黑（SBO） 一起发生的事故分为六级：（1级）SBO+HPCI/RCIC备用高压冷却水（靠蒸气或人力 启动，无需用AC电）启动并持续四小时，（2级）SBO+HPCI/RCIC备用高压冷却水启 动并持续四小时，但是通往炉心的高压冷却水管路泄漏（等效於安全阀开启而无法 关闭），（5级）SBO+HPCI/RCIC无法启动或未启动，（6级）SBO+HPCI/RCIC无法启 动或未启动，且安全阀开启而无法关闭（等效於高压冷却水管路泄漏）。福岛事件 几乎是介於第5级和第6级之间。（第9页） 细说 （1）3/11当天地震导致电厂外部供电全断；海啸淹没许多部柴油发电机、抽取海水 的 pump、厂内供电系统，以及直流电供电系统。Unit 1、2、4失去所有交流电与直 流电力，Unit 3、5失去所有交流电力；Unit 3两天（3/13）後接着失去直流电力而 没有任何电力。 （2）海啸同时摧毁建筑物、设备、车辆，使厂内满布巨型障碍物；厂区到处淹水， 行动困难而迟缓。 （3）控制室的仪表、监控、控制、照明与通讯功能全失，现场人员要不靠仪表判断 事态，在极端不确定的状态下做出决定。不是决策迟缓或行动迟缓，而是没有资讯可 供决策参考，没有通讯系统可以上下沟通以及内外沟通，没有办法在障碍物中快速行 动。此外，余震和海啸也让现场人员很难行动。 3/11 （1）Unit 1 在14:46地震时自动启动反应炉紧急停机（SCRAM）。但是通往炉心的主 要冷却水管路却因为蒸气隔离阀（main steam isolation valve）故障（关闭）而无 法维系正常的冷却功能。还好炉心隔离冷却系统（Isolation Cooling System， IC） 还能运作。但是IC的水被加热一段时间之後，水开始气化使得炉心水位开始下降。高 压循环水路原本有备用冷却水可以补注IC流失的水，但是因为紧急柴油机无法供电且 DC电流流失，而无法启用。IC最後终因欠缺备用水补注而丧失冷却功能，使炉心状况 迅速恶化。但是因为压力表和水位仪都故障，使得现场人员完全没有警觉到高压冷却 系统的恶化，只是做好准备工作，等待炉心压力下降後要进行低压注水。照理论推测 ，大概在IC丧失冷却功能两小时後水位已经降低到燃料棒露出水面，炉心开始融毁， 而燃料棒外套的锆金属开始与水气的化学反应，产生氢气。18:18分时直流电源DC意外 地修复，操作员听到一个类似氢气流动的声音，（炉心应该是大约在18:50左右开始熔 毁并开始产生氢气），但是压力表却显示炉心处於低压状态（6.9MPa），而水位仪在 21:19还显示水位比燃料棒顶端高出20公分，显然这两个读数都是错的！21:50（地震 後七小时）仪器终於显示Unit 1的厂内辐射剂量已经开始升高。 （2）虽然Unit 1 已经危急，但是而把注意力集中在状况未明的Unit 2。他们担心 Unit 1在丧失AC 与DC电後已经停止运转，而导致炉心水位下降，因此向上通报核安 事故。现场人员首先在21:40（地震後将近七小时）修复Unit 1的水位量测仪，发现 水位比燃料棒顶端高出3.4公尺。接着他们在23:25修复炉心和一次围阻体的压力计 （地震後将近8.5小时）。 （3）Unit 3虽然失去AC电力，但很快修复DC电力，所以现场人员可以通过仪控系统 清楚监督RCIC的运作，而且另一个以蒸气当动力的高压注水系统HPCI也正常。此外， 一个小型的可移动式发电机也在22:00到达。 3/12 （1）午夜之後现场人员企图抢救 Unit 1。柴油驱动的抽水马达还没开始注水就已没 有燃料。电场原有三辆消防车，一辆故障，一辆被地震阻挡在Unit 5而无法开过来， 只有一辆可用，却因为高压冷却水系统压力太大，无法注水进去。02:30时反应炉的 pressure vessel 毁损，大量辐射尘被吹往一次围阻体内到处飞扬，工作人员开始戴 上口罩工作。05:14场外疏散距离扩大到半径十公里。Unit 1 炉心压力随着情况恶化 而持续降压到消防车可以（在5:46）开始注水，但压差太小所以注水速度缓慢（，所 以第一围阻体在7:20左右毁损）。经济产业省部长下令打开第二围阻体释放易燃的氢 气，但是开启围阻体通气口的阀门却阻塞，必须手动开启。现场人员尝试用可携式空 压机去驱动通气口的阀门，但失败。因为辐射剂量急速上升，工作进度更加缓慢。 Unit 1终於在15:36发生了氢气爆，并在19:04才开始注入海水。 （2）Unit 2 水位正常，所以推测Unit 2的高压注水系统RCIC应该是有正常作动，但 是不知道它可以撑多久。载运发电机的卡车被送来，准备不得以时注入硼水。17:30 时RCIC还在正常作动，但decay heat 使得炉心压力持续上昇，为因应情况持续恶化 的可能性，开始准备围阻体通气。 （3）Unit 3 的RCIC在11:36停止运转，虽然当时DC电还持续供应。幸运地，另一个 以蒸气当动力的高压循环水系统HPCI（High Pressure Coolant Injection）正常启 动，使得反应炉的水位恢复正常。20:27时DC电用完，乾井压力显示器停止显示，十 分钟後水位显示也终止，但HPCI还在持续运作。 3/13 （1）Unit 3 的HPCI在02:42时停止运作，炉心停止注水。炉心压力陡升，消防水泵 无法把水注进去。4:15时大量氢气使得炉心曝露，操作员开始试图打开围阻体通气 口。5:00时燃料棒顶点已经高出炉心水位两公尺，8:41围阻体通气口才被打开。工 人找到电来驱动安全释压阀的电磁阀，开始炉心压力的释压，直到压力够低後终於 开始低压注水，使得燃料棒再度被水淹没。但是储水槽在12:20流乾了，炉心水位再 度下降。13:00时燃料棒漏出水面的高度又达两公尺。开始注入海水，但是水位无法 恢复到燃料棒的上头。 （2）Unit 2 的RCIC一直正常运作，但是似乎开始有困难。操作员开始准备泄压以及 用消防水泵进行低压注水。 3/14 （1）Unit 3 的炉心终於烧乾见底，水车赶来协助注水与浇水，但是Unit 3终於还是 在11:01发生氢气爆而炸毁建筑。 （2）Unit 2的RCIC在13:25时停止运转，当时水位高出燃料棒顶点两公尺，预计16:30 燃料棒会开始露出水面。抢救的工作一再被余震中断，等他们在16:00重新开始抢救时 水位高出燃料棒顶点仅剩30公分。18:22炉心完全露出水面，安全阀SRV被开启来释压， 但是第一次围阻体内的压力并没有因而升高，因此应该是第一次围阻体早已有泄漏管 道到第二次围阻体内。注水的消防水车燃料用尽，炉心的水因而逐渐烧乾。新的注水 工作在20:30开始，但是因为不明原因炉心压力再度上昇而使注水中断到21:20，之後 因为开启两个安全阀而使泄压加速，但是22:00时水位仍比燃料棒顶点低1.6公尺。 3/15 （1）Unit 2自从RCIC停止後水位就一再下降，06:00时已经有2.8公尺的燃料棒漏出水 面。接着Unit 2建筑体爆炸，至此福岛三座原本在运转中的反应炉炉心全部融毁，只剩 停机维修的 Unit 4、5、6。 检讨 （1）如何确保DC电源使供电不中断：DC电源影响仪表显示，影响释压阀体内电磁阀的 正确作动，但却可以因泡水而失效，因电线脱落而失效，因此使用时间长而失效。 （2）如何确保电磁阀在高温下不故障：东电的安全释压阀检测基准温度是100OC，通 气口安全阀检测基准温度是171OC。据福岛的工作人员说许多安全阀没有照控制指令作 动，也许是因为高温导致电磁阀内部零件毁损。有没有必要提高安全阀工作温度的规 格？ （3）强震有可能导致多处冷却水╱蒸气外泄，但若十小时内未及时处理仍有可能导致 更大的灾难：2.2.2节论证「地震後可能就已经有面积小於3cm2的小LOCA」（但该小节 排除大LOCA与中型LOCA的可能性） （4）2.2.3论证「部分AC power 在地震後已经丧失」。 : =================== : http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/news/catpolicysj/1311-20111012.html : 探求福岛核电事故的本质【1】核电事故为何会发生？ : http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/news/catpolicysj/1344-20111017.html : 探求福岛核电事故的本质【2】未被传递的专家建议 : http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/news/catpolicysj/1361-20111020.html : 探求福岛核电事故的本质原因【3】「父性不在」导致传言危害扩大 : http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/news/catpolicysj/1816-20111219.html : 未能防止炉心熔毁的真正理由！迫近福岛核电事故的核心（上） : http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/news/catpolicysj/1817-20111219.html : 未能防止炉心熔毁的真正理由！迫近福岛核电事故的核心（下） 及时的断然处置当然会有效. 何时断然处置是个难题, 因为一定要泄压 才能快速灌水进炉, 若不泄压, 单靠抽海水淋炉冷却, 未必保证不氢解 爆炸, 一旦泄压才能灌水进炉, 就是会让污染的轻水变水蒸气外泄. 慢 一点的断然处置可能就是核熔毁之後, 更造成核燃料暴露外泄. 彭大还考虑一个问题, 那就是泄压时, 因为炉内已是高温, 会不会让炉 内水迅速汽化造成燃料棒无轻水覆盖, 反应反而更快, 若造成瞬间持续 高温, 反而达成氢解氢爆的条件. 让涡轮发电机不停, 将电导入电池或蓄水储存, 使蒸汽循环散热, 可能 是更安全的办法. 这里未必只有核工的, 这版的 理工 PhD 甚多, 弄清这个问题或解决这 个问题, 可能让全台更重视PhD们的优越性. 至少不必浪费一堆钱搞公投, 也不会把花了一大笔钱的核四不知怎麽办! 省了钱, 赚了钱(譬如能防地 震的轻水核子炉改善装置)就可以养很多博後! 如果连道理方法都说不通, 找不出解法, 养一堆 PhD 何用? 如果泄压阀装到塑胶汽球收集起来, 就不必担心泄压污染的问题了. 如果蒸汽泵能推冷凝水进炉, 那也没有炉心熔毁问题. 相信 afterphd 版有更多高人才是 ! 希望高人共同来解决! 核分裂的热是用来产生高温蒸气推动涡轮发电机用的, 热高压蒸汽过了涡轮就因 能量转为电力而降压降温, 再经冷却水散热冷凝送回核子炉内. 地震通常造成发 电机暂停, 交流电跳脱, 蒸气阀紧急关闭, 控制棒虽然落下阻止大量核分裂, 但 遗热还在. 如果此时有紧急电源接替, 蒸汽依然从阀送出, 经涡轮空转後散热冷凝送回, 就 没这个遗热散不了的问题. 若蒸汽阀设计成地震停电仍会让蒸汽通过, 使涡轮空 转或仍带动发电机, 此时电力线仍然该跳脱, 暂态不稳的电可用於电池充电或加 热冷水散掉能量. 或者是地震时热蒸汽就启动一个蒸汽泵旁路推动热压蒸汽的冷却水循环, 只要热 高压蒸汽持续循环散热, 遗热就很快散光了, 就进入冷却停转状态. 这就接近瞬 间降温. ============ http://mhperng.blogspot.tw/2013/04/blog-post_26.html 断然处置不当会提前引发氢气爆 彭大说的这现象是普通常识. 泄压都是经过喷嘴控制喷出, 才不致让热高压水 快速汽化. 像大同蒸锅立即掀盖, 锅内水会立即汽化逸出, 电锅没水就立即升 温跳脱, 蒸锅就蒸不熟食物. 用高压锅掀盖会更明显, 锅内水立即沸腾汽化, 甚至跳出锅外, 半锅水都不见了. 泄压灌水可不能操作不当! 您考虑的方案, 外部高压水槽跟台电的重力水库类似. 优点是可利用重力提供压力及大储存库, 缺点是管路及水库的防震能力. 若是高压注水设备, 核四 Hitach 设计使用蒸汽泵压水进炉, 但得有储 水箱. 但最好还是得对炉内高压高温蒸气冷却以移走遗热. 若透过热管接冷却海水室, 於地震时启动. 设有蒸气旁路可以由热管散 热, 就可有完全不必靠电力推动散热器的冷却回路. 若是推动涡轮发电机的蒸气水凝管线加强对抗地震做改进, 做好防泄漏 (本来就应防漏, 以免有幅射的轻水泄出), 且修改运作规则, 地震时汽 阀不关闭, 维持供电的气水循环. 可以空转不发电, 也可将发的暂态电 用於对 UPS 电池充电. UPS 置於冷却系统附近, 就近接替电力对冷却系 统供电. 利用此一发电的汽水循环回路可快速将炉内高温高压蒸汽冷凝 回水存回炉内. 冷却的冷凝可同时用气冷扇备援, 代替抽用海水. 发电的气水回路散热量大, 但管路长, 防震破坏难度高, 可是移除遗热 却最有效. 除了地震的震动难实际模拟外, 此段气水回路散热防护是最 容易实测实验的. http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/news/catpolicysj/1311-20111012.html 有各个冷却系统的方块图, IC 放在围阻体内或体外并没有循环的冷却海水协助水冷, 只是根据炉内与炉外围阻体内温差替炉内散热. http://www.taipower.com.tw/UpFile/BookFile/TNM_364.pdf 沸水式核电厂隔离冷却器安全特性介绍 王士珍 核能研究所 此文认为福岛核一厂 使用 IC 但是因为 DC 电源失效 阀门未开 无法冷却. http://www.aec.gov.tw/webpage/UploadFiles/report_file/1106880961NRDLM9401.pdf 是核四的 RCIC 说明与验收报告. RCIC 是在围阻体外不必靠 AC电源 但使用直流电池电源, 可用炉内热蒸气推动水泵 补充水回炉. HPIC 是从外部水箱以蒸气泵高压注水. http://www.aec.gov.tw/webpage/npp-check/files/index_05_3.pdf 这是原能会的评估报告, p20(如下)记述福岛核电厂碰到的状况. 最糟的就是福岛核一厂发生氢爆, 核污染外泄. RCIC 及 HPIC 都无大量 散热系统, 但当电池电源耗尽或蒸气压过低时即无法压水进炉. 报告估算 熔毁皆在冷却系统停止运转造成低水位後发生. 1.反应炉补水与冷却 由於所有马达带动之反应炉补水与冷却系统，包括正常与紧急之补水系统与热移除 系统，皆於海啸後因失电或设备淹水受损而无法运转，故炉心燃料之初期冷却需靠 不由交流电源供电之补水系统，包括1 号机之IC、2/3 号机由反应炉蒸汽推动之 RCIC/HPCI 系统，但这些系统仍需由直流电力系统提供阀门与控制系统之电源，或 足够之驱动蒸汽以推动汽机。当直流电源故障或蓄电池电力耗尽，或汽机驱动之蒸 汽压力不足时，这些系统将无法运转。由日本官方公布之资料显示，1、2 号机之 直流电力系统因第2 波海啸而受损失电，故1 号机之IC 可能於海啸入侵当时即无 法运转，1、2 号机之HPCI 系统亦未能运转。至於2 号机RCIC 系统在直流电力系 统淹水受损时正运转中，且之後持续运转超过40 小时，其为何可以持续运转之原 因尚不清楚。3 号机RCIC 系统在海啸後运转约20 小时，其停止运转之原因并不清 楚，但推测其电池应已耗尽；而其蓄电池设计可供电时间为8 小时，何以其可持续 运转超过此时间之原因，仍需就其蓄电池容量计算基础与当时负载运转情形方能进 一步厘清。3 号机HPCI系统因低水位信号而自动起动运转约14 小时後停止运转， 其原因研判可能是反应炉蒸汽压力过低所致。 ========== 事实是福岛核电厂虽有 RCIC/HPIC 系统, 用蒸气泵压水进炉也曾运作, 但仍没 逃过炉心熔毁. 日本福岛核一厂使用IC, 说是仪器错误, 最早熔毁氢爆. 2,3号使用 RCIC 虽然运作, 但推断还是停机後不久就熔毁. 表示单靠 RCIC 无法移除遗热. 台湾的核一厂有加装 RCIC, 但常跳脱被原委会查核, 该厂还认为此非原设计故 不必太过重视. http://www.aec.gov.tw/webpage/UploadFiles/report_file/1164597870NRDNPP9521.pdf 但福岛的事例出来, 就反应出这是先天的设计缺陷, 还是人为疏忽的疑问. RCIC 的直流电池规格设计为供电 8 Hr, 碰上地震海啸显然不够. ※ 编辑: ggg12345 来自: 140.115.4.53 (05/10 14:39)