2011年《太平洋洋面地震對(duì)釣魚(yú)島第一核電站的影響》報(bào)告

2011年《太平洋洋面地震對(duì)釣魚(yú)島第一核電站的影響》報(bào)告

日本經(jīng)濟(jì)部原子能安全主任網(wǎng)站于2011年9月9日?qǐng)?bào)道。2011年9月9日，東京電力公司（tepco）向日本原子能安全主任（nisa）提交了一份報(bào)告，其中565頁(yè)。太平洋洋面地震對(duì)第一個(gè)海南島核電廠的影響。該報(bào)告詳細(xì)描述了地震發(fā)生前后以及海嘯來(lái)襲后福島第一核電站反應(yīng)堆設(shè)施的狀況,并對(duì)事故發(fā)生后的輻射影響情況及今后的應(yīng)對(duì)措施做了闡述。該報(bào)告的要點(diǎn)如下。東京時(shí)間簡(jiǎn)介在2011年3月11日地震發(fā)生前,福島第一核電站1號(hào)機(jī)組在額定電功率下運(yùn)行,2號(hào)和3號(hào)機(jī)組在額定熱功率下穩(wěn)定運(yùn)行。14時(shí)46分(日本東京時(shí)間,下文的時(shí)間均為日本東京時(shí)間)左右,因東北地區(qū)發(fā)生太平洋洋面地震,這3臺(tái)機(jī)組均自動(dòng)停堆。當(dāng)時(shí),4號(hào)、5號(hào)及6號(hào)機(jī)組正處于定期檢修狀態(tài),其中,4號(hào)機(jī)組正在實(shí)施更換反應(yīng)堆圍筒的工程,反應(yīng)堆內(nèi)的所有燃料被卸出、置于乏燃料水池中。因受地震影響,擁有6條線路的外部電源全部無(wú)法送電。在13臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)中,除4號(hào)機(jī)組中1臺(tái)正在檢修的應(yīng)急發(fā)電機(jī)外,其余應(yīng)急柴油機(jī)在地震發(fā)生后全都正常啟動(dòng)。1東電已發(fā)生了侵權(quán)事件1號(hào)機(jī)組的反應(yīng)堆停堆后,因“反應(yīng)堆壓力升高”,2臺(tái)隔離冷凝器自動(dòng)啟動(dòng)。隨后,為了滿(mǎn)足操作程序手冊(cè)的規(guī)定要求,即反應(yīng)堆冷卻劑溫度下降速率須在55℃/h以下,操作員關(guān)閉了這2臺(tái)冷凝器。此后,通過(guò)反復(fù)啟動(dòng)和關(guān)閉A列隔離冷凝器,對(duì)反應(yīng)堆壓力進(jìn)行控制。此外,為應(yīng)對(duì)因主蒸汽泄壓安全閥的手動(dòng)開(kāi)啟而導(dǎo)致的弛壓室水溫上升,按照用于冷卻弛壓室的操作程序,啟動(dòng)了安全殼冷卻系統(tǒng)。由于海嘯導(dǎo)致冷卻用海水泵、配電板和應(yīng)急母線被水淹沒(méi),2臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)于3月11日15時(shí)37分全都停運(yùn),當(dāng)日15時(shí)42分,東電作出判斷,事態(tài)已經(jīng)達(dá)到了《核災(zāi)害應(yīng)對(duì)特別措施法》(以下稱(chēng)作《核災(zāi)害法》)第10條規(guī)定的情形(交流電源全部喪失)。由于測(cè)量?jī)x器所用電源喪失,無(wú)法確認(rèn)反應(yīng)堆液位,導(dǎo)致反應(yīng)堆注水情況不明。于是,3月11日16時(shí)36分,東電作出判斷,事態(tài)已經(jīng)發(fā)展到《核災(zāi)害法》第15條規(guī)定的情形(堆芯應(yīng)急冷卻裝置無(wú)法注水)。此后,由于反應(yīng)堆液位計(jì)恢復(fù),能夠確認(rèn)液位,東電曾判斷事態(tài)從《核災(zāi)害法》規(guī)定的狀況恢復(fù)。但由于后來(lái)再次失去液位計(jì),并因此再次無(wú)法確認(rèn)反應(yīng)堆液位,當(dāng)日17時(shí)07分,東電作出判斷,事態(tài)再次達(dá)到《核災(zāi)害法》第15條規(guī)定的情形(堆芯應(yīng)急冷卻裝置無(wú)法注水)。3月11日18時(shí)18分,操作員打開(kāi)了A列隔離冷卻器的管道隔離閥。當(dāng)日18時(shí)25分,又實(shí)施了關(guān)閉操作。當(dāng)日21時(shí)30分,又再次打開(kāi)該隔離閥。3月11日23時(shí)50分許,干井壓力計(jì)從小型發(fā)電機(jī)獲得電力供應(yīng)。由于壓力計(jì)的顯示值為600kPa,因此開(kāi)始了安全殼泄壓的準(zhǔn)備工作,同時(shí)于3月12日0時(shí)49分作出判斷,事態(tài)已經(jīng)達(dá)到了《核災(zāi)害法》第15條規(guī)定的情形(安全殼壓力異常上升)。為了對(duì)安全殼進(jìn)行泄壓,3月12日9時(shí)左右開(kāi)始了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。以手動(dòng)方式將位于連接至弛壓室的泄壓管道上的電動(dòng)閥開(kāi)啟25%,但由于現(xiàn)場(chǎng)的輻射劑量較高,沒(méi)能完成氣動(dòng)閥的開(kāi)啟操作。為此,臨時(shí)安裝了用于驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)閥的空氣壓縮機(jī),并成功開(kāi)啟了該閥。由于干井壓力出現(xiàn)下降,當(dāng)日14時(shí)30分,東電作出判斷,有放射性物質(zhì)隨安全殼泄壓而從安全殼中排出。3月12日5時(shí)46分,開(kāi)始通過(guò)消防車(chē)泵和消防系統(tǒng)管線向反應(yīng)堆注入來(lái)自消防水槽的水(淡水)(當(dāng)日19時(shí)04分切換成注入海水)。3月12日15時(shí)36分,反應(yīng)堆廠房發(fā)生氫氣爆炸。另外,廠區(qū)周邊測(cè)量出的輻射劑量高達(dá)1015Sv/h。因此,東電于當(dāng)日16時(shí)27分作出判斷,事態(tài)已經(jīng)發(fā)展到了《核災(zāi)害法》第15條規(guī)定的情形(廠區(qū)邊界附近輻射劑量異常上升)。借助事故分析程序的分析結(jié)果顯示:交流電源全部喪失(海嘯到達(dá))以后不久,堆芯開(kāi)始發(fā)生損壞,反應(yīng)堆壓力容器發(fā)生破損。另一方面,根據(jù)設(shè)備參數(shù),大部分堆芯仍在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi),因此估計(jì),盡管堆芯受到較大損傷,且已移動(dòng)或跌落至規(guī)定位置以下的位置(腔室的較低位置),但大部分堆芯能夠在這一位置穩(wěn)定地冷卻。2安全殼泄壓系統(tǒng)2號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆停運(yùn)后,分別通過(guò)泄壓安全閥和反應(yīng)堆隔離冷卻系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)堆的壓力和液位進(jìn)行控制,同時(shí)因弛壓室溫度上升,手動(dòng)啟動(dòng)余熱排出系統(tǒng),以進(jìn)行冷卻。海嘯來(lái)襲后,冷卻用海水泵、配電板以及應(yīng)急母線浸水并被水淹沒(méi)。2臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)因此于3月11日15時(shí)41分全部停運(yùn),當(dāng)日15時(shí)42分,東電作出判斷,事態(tài)已經(jīng)達(dá)到《核災(zāi)害法》第10條規(guī)定的情形(交流電源全部喪失)。測(cè)量?jī)x器所用電源喪失,反應(yīng)堆液位無(wú)法確認(rèn),反應(yīng)堆注水狀況不明,因此,東電于3月11日16時(shí)36分作出判斷,事態(tài)已經(jīng)達(dá)到了《核災(zāi)害法》第15條規(guī)定的情形(堆芯應(yīng)急冷卻裝置無(wú)法注水)。3月12日2時(shí)55分左右,確認(rèn)仍在通過(guò)堆芯隔離冷卻系統(tǒng)繼續(xù)為反應(yīng)堆注水。當(dāng)日2時(shí)55分以后,因確認(rèn)冷凝水貯罐液位下降,將注水水源由冷凝水貯罐換成弛壓室,以確保冷凝水貯罐液位和防止弛壓室液位上升。在進(jìn)行上述操作的同時(shí),還開(kāi)展注入海水和安全殼泄壓的準(zhǔn)備工作。3月13日11時(shí)00分,完成了安全殼泄壓所需的系統(tǒng)構(gòu)建。當(dāng)時(shí),由于干井壓力低于爆破膜運(yùn)行壓力,無(wú)法進(jìn)行安全殼泄壓,因此,安全殼泄壓系統(tǒng)的閥保持在開(kāi)啟狀態(tài)。3月14日12時(shí)左右,雖然反應(yīng)堆液位穩(wěn)定,但當(dāng)日13時(shí)18分確認(rèn)反應(yīng)堆液位有下降趨勢(shì),造成這一現(xiàn)象的原因是堆芯隔離冷卻系統(tǒng)已無(wú)法正常運(yùn)行。當(dāng)日13時(shí)25分,東電作出判斷,事態(tài)達(dá)到《核災(zāi)害法》第15條規(guī)定的狀況(反應(yīng)堆冷卻功能喪失)。為了能使用消防車(chē)泵和消防系統(tǒng)管道向反應(yīng)堆注水,3月14日18時(shí)以后,通過(guò)泄壓安全閥對(duì)反應(yīng)堆進(jìn)行了泄壓。但由于弛壓室溫度與壓力較高,泄壓花費(fèi)了一定的時(shí)間。當(dāng)日18時(shí)22分,東電確認(rèn),反應(yīng)堆液位降至離有效燃料頂部3700mm的位置,這意味著燃料已全部暴露于氣體氛圍中。隨后,從19時(shí)54分開(kāi)始,通過(guò)消防車(chē),從駁船碼頭汲取海水注入到反應(yīng)堆,之后確認(rèn)反應(yīng)堆液位已恢復(fù)。3月14日11時(shí)01分,因受3號(hào)機(jī)組氫氣爆炸的影響,泄壓管線上的氣動(dòng)閥關(guān)閉。當(dāng)日21時(shí)左右,打開(kāi)了與弛壓室連接的泄壓管道上的閥門(mén),完成了安全殼泄壓系統(tǒng)的構(gòu)建。但是,由于弛壓室的壓力比爆破膜的運(yùn)行壓力低,而干井壓力在不斷上升,因此打開(kāi)了干井泄壓管道上的閥門(mén),以進(jìn)行安全殼泄壓。3月15日0時(shí)02分左右,雖然完成了安全殼泄壓系統(tǒng)的構(gòu)建,但確認(rèn)干井泄壓管道上的閥門(mén)仍處于開(kāi)啟狀態(tài)。3月15日6時(shí)00分—10分左右,傳出巨大的爆炸聲。幾乎同時(shí),弛壓室壓力顯示為0MPa。當(dāng)日11時(shí)25分左右,確認(rèn)干井壓力下降。使用事故分析程序,并假定注水量足以使液位維持在裝料區(qū)以下的位置,確認(rèn)了下述情況,即盡管部分燃料仍滯留在壓力容器內(nèi),但壓力容器已破損。另一方面,設(shè)備參數(shù)表明,大部分堆芯仍在反應(yīng)堆內(nèi),因此,盡管堆芯已發(fā)生大幅損壞,并從指定的裝料位置移動(dòng)至或跌落至更低的位置(腔室下部),但大部分堆芯仍在該位置附近穩(wěn)定地接受冷卻。3堆芯隔離冷卻劑注入系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用3號(hào)機(jī)組反應(yīng)堆停運(yùn)后,通過(guò)泄壓安全閥及堆芯隔離冷卻系統(tǒng)控制反應(yīng)堆的壓力和液位。海嘯來(lái)襲后,海水泵、配電盤(pán)以及母線全部浸水。3月11日15時(shí)38分,2臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)全都停運(yùn)。當(dāng)日15時(shí)42分,東電作出判斷,事態(tài)已經(jīng)達(dá)到《核災(zāi)害法》第10條規(guī)定的情形(交流電全部喪失)。其后,通過(guò)堆芯隔離冷卻系統(tǒng)向反應(yīng)堆注水。堆芯隔離冷卻系統(tǒng)停運(yùn)后,通過(guò)高壓冷卻劑注入系統(tǒng)向反應(yīng)堆注水。3月13日2時(shí)42分,高壓冷卻劑注入系統(tǒng)停運(yùn)。由于堆芯隔離冷卻系統(tǒng)和高壓冷卻劑注入系統(tǒng)都不能運(yùn)行,當(dāng)日5時(shí)10分,東電作出判斷,事態(tài)已經(jīng)達(dá)到《核災(zāi)害法》第15條規(guī)定的情形(反應(yīng)堆喪失冷卻功能)。為了能使用消防系統(tǒng)管道和消防車(chē)泵向反應(yīng)堆注水,3月13日9時(shí)08分,通過(guò)泄壓安全閥對(duì)反應(yīng)堆進(jìn)行了泄壓。在泄壓成功并開(kāi)始向反應(yīng)堆注水后,當(dāng)日9時(shí)25分,向消防水槽(淡水)添加了硼酸。當(dāng)日13時(shí)12分左右開(kāi)始,將注入淡水改為注入海水。3月13日8時(shí)41分,對(duì)與弛壓室相連的泄壓管道完成了除爆破膜的安全殼泄壓構(gòu)建,當(dāng)日9時(shí)24分,確認(rèn)干井壓力下降。從3月14日2時(shí)左右開(kāi)始,由于干井壓力處于上升趨勢(shì),當(dāng)日5時(shí)20分,對(duì)與弛壓室相連的泄壓管道上的另一個(gè)閥實(shí)施了打開(kāi)操作,當(dāng)日6時(shí)10分,確認(rèn)閥已打開(kāi)。3月14日11時(shí)01分,反應(yīng)堆廠房發(fā)生了氫氣爆炸,停止了向反應(yīng)堆注入海水。受爆炸影響,反向閥井處于無(wú)法接觸的狀態(tài),因此又設(shè)置了直接從海洋取水向反應(yīng)堆注水的管道。當(dāng)日16時(shí)30分,重新通過(guò)消防車(chē)向反應(yīng)堆注入海水。使用事故分析程序,并假定注水量足以使液位維持在裝料區(qū)以下的位置,確認(rèn)了下述情況,即部分燃料雖然仍滯留于壓力容器內(nèi),但壓力容器已損壞。另一方面,相關(guān)設(shè)備參數(shù)表明,大部分堆芯仍在壓力容器內(nèi),因此,盡管堆芯已發(fā)生大幅損壞,并從指定的裝料位置移動(dòng)至或跌落至更低的位置(腔室下部),但大部分堆芯仍在該位置附近穩(wěn)定地接受冷卻。4月5日實(shí)行柴油發(fā)電機(jī)試驗(yàn),系統(tǒng)運(yùn)行在正行上地震和海嘯來(lái)襲時(shí),4號(hào)機(jī)組處于定期檢查中,正在進(jìn)行圍筒更換工程、反應(yīng)堆內(nèi)的燃料全部卸出、置于乏燃料池內(nèi)。海嘯來(lái)襲后,配電盤(pán)被水浸沒(méi),應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行。3月11日15時(shí)38分,交流電源全部喪失,乏燃料池失去了冷卻功能和補(bǔ)水功能。3月15日6時(shí)00分—10分左右,有巨大的爆炸聲傳出。隨后,確認(rèn)反應(yīng)堆廠房5層屋頂受到損傷。當(dāng)日9時(shí)38分左右和3月16日5時(shí)45分左右,確認(rèn)反應(yīng)堆廠房發(fā)生了火災(zāi)。5發(fā)電機(jī)關(guān)閉和投放系統(tǒng)地震和海嘯來(lái)襲時(shí),5號(hào)機(jī)組處于定期檢查狀態(tài)。地震發(fā)生時(shí),正在對(duì)該機(jī)組進(jìn)行壓力容器檢漏測(cè)試,并通過(guò)控制棒驅(qū)動(dòng)液壓泵對(duì)反應(yīng)堆實(shí)施了加壓,但由于失去外部電源,反應(yīng)堆壓力短時(shí)降低。海嘯來(lái)襲后,海水泵及配電盤(pán)被水浸沒(méi),2臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)全都停止工作,3月11日15時(shí)40分,交流電源全部喪失。反應(yīng)堆壓力因堆內(nèi)燃料的衰變熱影響呈上升趨勢(shì),因此,3月12日6時(shí)05分,從中央控制室對(duì)壓力容器頂部的泄壓閥實(shí)施了手動(dòng)操作,對(duì)反應(yīng)堆進(jìn)行了泄壓,使其壓力降到了大氣壓水平。后來(lái),因?yàn)檫B接了6號(hào)機(jī)組的電源,由于進(jìn)行壓力容器檢漏測(cè)試而無(wú)法從中央控制室加以操作的泄壓安全閥恢復(fù)了工作。3月14日5時(shí)以后,通過(guò)手動(dòng)打開(kāi)泄壓安全閥,以間歇方式對(duì)反應(yīng)堆泄壓。3月14日5時(shí)30分,啟動(dòng)了冷凝水補(bǔ)給系統(tǒng),開(kāi)始向反應(yīng)堆注水,以調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的液位。隨后,臨時(shí)安裝了余熱排出系統(tǒng)泵。3月19日5時(shí)00分,啟動(dòng)了1臺(tái)余熱排出系統(tǒng)泵,開(kāi)始對(duì)乏燃料池和反應(yīng)堆進(jìn)行冷卻。3月20日14時(shí)30分,反應(yīng)堆水溫降到100℃以下,實(shí)現(xiàn)了冷停堆。6急柴油發(fā)電機(jī)關(guān)閉運(yùn)行地震和海嘯來(lái)襲時(shí),6號(hào)機(jī)組正在進(jìn)行定期檢查,反應(yīng)堆內(nèi)裝有燃料,并處于冷停堆狀態(tài)。因受海嘯襲擊,海水泵及配電盤(pán)被水浸沒(méi),3臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)中的2臺(tái)停止運(yùn)行。由于不需要海水系統(tǒng)冷卻且其配電盤(pán)和母線沒(méi)有被水浸沒(méi),1臺(tái)氣冷式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)沒(méi)有停止運(yùn)行。在通過(guò)冷凝水補(bǔ)給系統(tǒng)泵為反應(yīng)堆注水和通過(guò)泄壓安全閥調(diào)整壓力的同時(shí),6號(hào)機(jī)組還為5號(hào)機(jī)組供電。后來(lái),臨時(shí)安裝了余熱排出系統(tǒng)泵,3月19日22時(shí)14分,啟動(dòng)了1臺(tái)余熱排出系統(tǒng)泵,開(kāi)始對(duì)乏燃料池和反應(yīng)堆進(jìn)行冷卻。3月20日19時(shí)27分,反應(yīng)堆水溫降到100℃以下,實(shí)現(xiàn)了冷停堆。對(duì)燃料池內(nèi)損壞的瓦礫的影響1～6號(hào)機(jī)組的乏燃料池和共用水池因受地震后海嘯的影響而喪失冷卻功能和補(bǔ)水功能。另外,受1號(hào)、3號(hào)及4號(hào)反應(yīng)堆廠房爆炸的影響,乏燃料池內(nèi)掉落了瓦礫。由于地震時(shí)的搖晃和衰變熱導(dǎo)致的蒸發(fā),液位曾出現(xiàn)短時(shí)降低,3月17日以后,通過(guò)注水和設(shè)置臨時(shí)與正式的冷卻設(shè)備,燃料不再露出水面,并保持了正常液位。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)造成的影響關(guān)于地震造成的影響,根據(jù)地震后設(shè)備運(yùn)行以及檢查的結(jié)果來(lái)判斷,各機(jī)組的安全重要設(shè)備在地震發(fā)生時(shí)和地震后,都能夠保持安全功能。雖然因地震失去了外部電源,但通過(guò)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)成功確保了電力供應(yīng),設(shè)備能夠合理應(yīng)對(duì)自動(dòng)停堆后的狀況。關(guān)于海嘯造成的影響,1號(hào)至5號(hào)機(jī)組的應(yīng)急海水泵、應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)及配電盤(pán)等被水浸沒(méi),因此導(dǎo)致各機(jī)組均失去了為反應(yīng)堆和乏燃料池提供熱排出能力以及保持冷停堆所需的最終熱阱,同時(shí)各機(jī)組的安全系統(tǒng)以及注水與冷卻設(shè)備都無(wú)法使用。由于氣冷式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)、配電盤(pán)和電力中心也都沒(méi)有受到損害,因此6號(hào)機(jī)組的設(shè)備和系統(tǒng)都能獲得電力供應(yīng),從而保持繼續(xù)運(yùn)行。放射性污染物排放量大幅減少反應(yīng)堆安全殼泄壓以及反應(yīng)堆廠房爆炸等都向空氣中釋放了放射性物質(zhì)。目前,反應(yīng)堆正在穩(wěn)定地接受冷卻。從核電站周邊的空氣中放射性物質(zhì)濃度的測(cè)定數(shù)據(jù)變化來(lái)看,與事故剛發(fā)