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2023-11-22
芬兰核电站应急操作规程及安全措施
【摘要】：电站正常运行状态下不使用安全壳过滤排放系统，仅在严重事故工况下使用。严重事故的应急操作规程明确要求操作员等待爆破阀打开。图4-3奥尔基洛托核电站1号和2号安全壳过滤排放系统简图在安全壳过滤排放系统激活后的第一个24 h内，不需要操作员操作。尽管安全壳过滤排放系统能够防止安全壳超压，但其主要目的是在严重事故发生后，在一个较长时间段内降低安全壳的压力。
芬兰在两个核电站有4个反应堆（Loviisa（2），Olkiluoto（2 BWR）），生产30%的总电量。在奥尔基洛托（Olkiluoto）核电站，第五个反应堆（欧洲压水堆）正在建设，还有两个在计划中。
奥尔基洛托核电站在1980年的切尔诺贝利事故后，其两个沸水堆（Olkiluoto 1和Olkiluoto 2）中安装了高速滑压文丘里类型的安全壳过滤排放系统和其他严重事故管理系统。过滤排放系统的作用是用一种可控的方式使蒸汽和气体能够排放到环境中去，防止安全壳超压威胁安全壳的完整性。该系统由湿阱和干阱的减压管路组成，蒸汽和气体经由两级过滤装置和一个排放管道进入环境中。过滤器由带有文丘里喷嘴的湿式洗涤器组成，连接组合式液滴分离器和不锈钢纤维过滤器。
过滤排放系统在0.3 MPa的安全壳压力下，能够以6 kg/s的速度排出饱和蒸汽。系统设计参数：6 kg/s 蒸汽释放，对应热功率为2160 MW的反应堆应急停堆后衰变热产生的蒸汽量。尽管功率升级到2500 MW，但系统的排气能力仍然被认为是足够的。
安全壳过滤排放系统的设计目标是过滤99%的气溶胶微粒、99%的气态碘和60%～80%的气化有机碘。
为了防止氢燃烧，过滤装置和系统管道充满氮气，管道中的氧气含量低于4%。
处理过的气体通过一个单独的交换管道排放到大气中，这些管道已经安装在电站堆栈中，一直到堆栈的出口。
干阱排放管道贯穿于安全壳墙，靠近堆顶。过滤器装置安装于反应堆厂房中。系统阀门由手动开启（在系统中没有气动阀和电动阀）。在减压装置中，有一个带有爆破阀的旁路管道连到干阱。爆破阀设计为在0.55 MPa下爆裂。
电站正常运行状态下不使用安全壳过滤排放系统，仅在严重事故工况下使用。通过干阱排放管道中爆破阀爆炸或者人工开启阀门来使安全壳排放系统开始运行。严重事故的应急操作规程明确要求操作员等待爆破阀打开。安全壳过滤排放系统在严重事故下的启动是非能动的，不需要操作员的任何操作。
因为奥尔基洛托核电站1号和2号机组（见图4-3）严重事故管理涉及安全壳充水，所以上部干阱的排放是处于优先等级的。在安全壳内大部分充水的情况下，干阱顶部的泄流使过滤器排放能够正常进行。在安全壳充水和爆破阀打开前，如果必须进行安全壳排放，应使用湿阱气体排放管道。冷凝池的净化效果可以进一步减少污染物的释放。
图4-3 奥尔基洛托核电站1号和2号安全壳过滤排放系统简图
在安全壳过滤排放系统激活后的第一个24 h内，不需要操作员操作。在长期运行中，必须给系统补水。据估算，在严重事故期间，堆芯中15%的碘、10%的铯和5%的碲将被过滤装置过滤，这大概相当于150 kW的衰变热。在系统激活48～72 h后，需要添加冷却剂。
与安装在奥尔基洛托核电站3号机组的安全壳过滤排放系统相反，安装在奥尔基洛托核电站1号和2号机组的系统不包括使含有裂变产物的流体返回安全壳的管道，这将大大降低操作系统时暴露的风险。
在芬兰安全协会的要求下，在建的欧洲压水堆机组将安装安全壳过滤排放系统，使奥尔基洛夫核电站1号和2号机组在完全丧失安全壳冷却能力后，有一个额外的控制手段。尽管安全壳过滤排放系统能够防止安全壳超压，但其主要目的是在严重事故发生后，在一个较长时间段内降低安全壳的压力。安全壳压力由专门的热量移除系统和安全壳喷淋系统控制，目的是保持安全壳压力在严重事故工况下处于设计压力以下。
洛维萨的两个轻水核电站安装有钢化安全壳，其容易受到压力低于大气压的影响，在大量不凝结气体溢出安全壳后，安全壳可能受到损坏，因此没有安装安全壳过滤排放系统的计划。作为防止安全壳超压的一个替代方法，安全壳外部喷淋系统已经在1990年安装，当其他的排出衰变热的方法不起作用的时候，该系统用来排出严重事故情况下安全壳中的热量。其他的严重事故管理设备已在1990年安装就绪。
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