严重事故管理范文（精选6篇）

严重事故管理 第1篇

关键词：严重事故,管理,导则

前言

2011年3月11日, 在日本本州附近的东海岸发生9级的特大地震, 地震及其引发的海啸切断了福岛第一核电站的厂外电源。海啸后, 福岛第一核电站1、2、3号核电机组发生爆炸。福岛核电站事故对人类的危害仅次于前苏联的切尔诺贝利核电站事故, 事故发生后, 我国新上核电项目的审批变得更加严格, 核安全被重新评估和定义, 我国的核电发展进入低潮期。时隔4年, 我国的核电重启大幕已正式拉开。面对已经远去的福岛核事故, 新建的核电厂能否应对类似的严重事故。文章简要分析M310核电机组严重事故管理导则在发生严重事故时的应用。

1 M310核电机组严重事故管理导则简介

M310核电机组严重事故管理导则提供了堆芯可能损坏的情况下对严重事故的响应, 包括主控室使用的导则和技术支持中心使用的导则两部分。其中主控室使用的导则又分为主控室初始响应导则和技术支持中心正常运作后主控室的响应导则。文章主要介绍技术支持中心运作后主控室的响应导则, 该导则由7个分导则组成, 分别为向蒸汽发生器注水、反应堆冷却剂系统卸压、向反应堆冷却剂系统注水、向安全壳注水、减少裂变产物释放、控制安全壳状态、降低安全壳内氢气浓度。下面就各分导则进行简要介绍。

1.1 向蒸汽发生器注水

向蒸汽发生器注水的目的是:预防蒸汽发生器传热管蠕变失效;洗涤从蒸汽发生器传热管破口进入蒸汽发生器的裂变产物;为反应堆冷却剂系统提供热阱。

本导则主要针对压水堆, 沸水堆无蒸汽发生器。在实施本导则时的负面影响主要是对蒸汽发生器的热冲击, 有可能导致蒸汽发生器损坏, 从而使得裂变产物从破损的蒸汽发生器释放出来。因此, 在实施本导则时, 最重要的一点就是要控制向蒸汽发生器注水的速率。

1.2 反应堆冷却剂系统卸压

反应堆冷却剂系统卸压的目的是:预防高压熔融物喷射;当蒸汽发生器二次侧干涸时, 预防蒸汽发生器传热管蠕变失效;增强水源注入到反应堆冷却剂系统的能力。

在实施该导则时, 主要的负面影响是氢气燃烧对安全壳的严重威胁、超压对安全壳的严重威胁。在对反应堆冷却剂进行卸压时, 高压流体主要排放到安全壳内, 其产生的氢气会在安全壳内聚集, 严重时可能发生氢气爆炸。福岛第一核电站主要由于氢爆导致安全壳完整性破坏, 放射性物质大量释放到环境。因此在实施本导致时, 需同时考虑实施降低安全壳内氢气浓度的导则。

1.3 向反应堆冷却剂系统注水

向反应堆冷却剂系统注水的目的是:在堆芯裸露后, 排出堆芯余热;预防或延缓反应堆压力容器失效;提供水源, 洗涤由堆芯熔融物释放的裂变产物。

在福岛核事故中, 外电源全部丧失, 从现场拉临时电缆的进展速度, 福岛核电站的领导层可判断堆芯面临极大的熔化风险, 必须立即用消防水泵向反应堆灌水, 以避免堆芯熔化。但是该决定下晚了, 原想保住机组, 结果适得其反, 导致了更大的损失。

在实施本导则时, 主要的负面影响是氢气燃烧对安全壳的严重威胁, 如果堆芯在淹没过程中产生的氢气发生燃烧, 会威胁到安全壳的完整性, 因此在开始注水前, 需预计注水后安全壳内的氢气浓度。实施本导则的另一个负面影响是蒸汽发生器传热管蠕变失效, 一旦开始向反应堆冷却剂系统注水, 反应堆冷却剂系统的压力可能增加很多, 可能导致蒸汽发生器一次侧和二次侧的压差快速增加并超过限值。

1.4 向安全壳注水

向安全壳注水的目的是:对压力容器外的堆芯熔渣释放的放射性产物进行洗涤;允许进行安注、安喷再循环。

实施本导则的主要负面影响是安全壳水源不足, 如果堆芯还没有再淹没, 为了保证足够的水对堆芯进行再淹没, 则在决策实施本导则时需考虑是将水注入安全壳, 还是将水节省下来用于向反应堆冷却剂系统注水。而在发生类似福岛的严重事故时, 在安全壳的完整性尚未破坏时, 向安全壳注水以及向反应堆冷却剂系统注水均可以降低安全壳内的压力, 作者认为可优先向反应堆冷却剂系统注水, 可有效避免堆芯熔化, 从根本上解决安全壳压力升高的原因。

实施本导则的另一个负面影响是氢气燃烧引起安全壳严重威胁, 如果安全壳内有足够的蒸汽, 那么聚积在安全壳大气中的氢气则不可能燃烧。如果启动向安全壳注水, 则可能使安全壳内的的蒸汽凝结, 已经聚积在安全壳内的氢气可能被点燃, 影响安全壳的完整性。在实施本导则时需评估安全壳发生氢气燃烧或氢爆的风险, 福岛发生核事故的几个机组均是由于氢爆而导致严重后果的。

1.5 减少裂变产物释放

减少裂变产物释放的目的是:保护公众的健康和安全;减少对应急响应人员的辐照。

该导则主要分为减少安全壳释放、缓解蒸汽发生器释放和减少辅助厂房释放。在实施本导则时, 需先确认裂变产物释放路径, 并对释放路径进行优先级划分, 然后再对所有的释放路径进行处理。

1.5.1 控制安全壳状态

控制安全壳状态的目的是:防止安全壳高压威胁安全壳的完整性;防止安全壳高温威胁安全壳的贯穿件密封;尽量减小安全壳恶劣环境对安全壳设备和仪表的威胁;降低气溶胶浓度;减轻安全壳的裂变产物泄漏。

实施本导则首先需要确认安全壳热阱的可用性, 然后通过安全壳热阱降低安全壳内的压力和温度, 以确保安全壳的完整性。安全壳最主要的热阱是安全壳喷淋和安全壳通风, 因此在实施本导则时需事先评估安全壳喷淋的水源是否足够。

1.5.2 降低安全壳内氢气浓度

降低安全壳内氢气浓度的目的是:通过使用非能动氢气复合器防止安全壳内氢气聚积达到威胁安全壳完整性的限值;通过维持安全壳的蒸汽惰化环境防止氢气燃烧。

当安全壳氢气浓度>4.1%时, 使用本导则。当发生类似福岛核事故的严重事故时, 即使全厂失电, 也可以通过非能动氢气复合器防止安全壳内的氢气聚积, 从而保证安全壳的完整性, 避免放射性物质大量释放到环境。

2 福岛第一核电站的设计缺陷

以上简要介绍了M310核电机组的严重事故管理导则, 福岛第一核电站的机组设计与建造完成于美国三里岛事故之前, 当时还没有形成严重事故的清晰概念, 更谈不上预防和缓解严重事故的安全措施。从福岛事故处理过程可知, 福岛第一核电厂的设计存在几个主要缺陷: (1) 由于认为堆芯极不可能熔化, 安全壳设计中未考虑氢氧复合系统, 更没有非能动的氢气复合器, 因此在全厂失电后, 堆芯开始熔化, 产生的氢气在安全壳内聚积, 最终发生爆炸, 导致放射性物质大量释放到环境。 (2) 沸水堆安全壳的设计理念是基于无论是反应堆超压, 还是主回路失水, 都能使安全壳中的蒸汽迅速冷凝而降低使用压力。所以其安全壳的自由空间比较小。在福岛核事故中安全壳内抑压水池的冷凝器由于失电而失效, 导致1号机组安全壳压力升至设计压力的两倍, 非常危险。 (3) 福岛核电厂无严重事故管理导则, 而我国的核电厂已有严重事故管理导则, 并已全面推广。 (4) 由于早期设计认为沸水堆堆芯极不可能熔化, 所以未考虑堆芯熔融物穿透压力容器壁的严重后果。直到第三代先进沸水堆 (ABWR) 设计时, 才在反应堆压力容器与安全壳之间设置了一个收集与冷却堆芯熔融物的设施, 从而避免了堆芯熔融物与安全壳地板作用, 保证了安全壳的完整性。 (5) 福岛核事故的发生也存在电厂超期服役、设备老化等非技术因素, 我国核电站多为压水堆, 且属于80年度后期技术, 防御和抵抗类似事故的能力要强。

3 结束语

经过以上描述, 可得出结论, M310机组在发生类似福岛核事故的严重事故时, 其事故后果会比福岛核事故所导致的后果要小得多。

参考文献

十起最严重的原油泄漏事故 第2篇

1科威特漏油事故原油泄漏量：t36万N150万吨这是迄今最严重的原油泄漏事故。1991年1月，入侵科威特的伊拉克军队在撤退时打开了石油管道、油井甚至停泊在港口的油轮的阀门。为阻止原油外泄，美国战机不得不轰炸石油管线。

2“伊克斯托克-1”油井事故

原油泄漏量：45.4万吨

1979年6月3日，墨西哥湾的“伊克斯托克-1”油井发生爆炸，向墨西哥卡门城附近的坎佩切湾泄漏了大量原油。直到1980年3月油井才被封住，对环境造成了严重破坏。

3“大西洋女星”号事故原油泄漏量：28.7万吨1979年7月19日，多巴哥岛附近的加勒比海水域遭受强热带风暴袭击。两艘被困在风暴中的满载原油的超级油轮“大西洋女皇”号和“爱琴海船长”号发生碰撞导致大爆炸，造成了迄今最严重的油轮漏油事故。

4费尔千纳盆地事故原油泄漏量：28.5万吨原油泄漏事故并不总是发生在海上钻井或油轮上。1992年3月2日，位于鸟兹别克斯坦和吉尔吉斯斯坦两国边境的费尔干纳盆地的一个油井发生了机械故障导致井喷，约28.5万吨的原油从油井喷出，流到附近盆地。

5埃科菲斯克油田井喷事故

原油泄漏量：26.3万吨

33年前，位于挪威和英国之间的北海曾发生过一起原油泄漏事故，8天时间内共有约26.3万吨的原油泄漏到海中。

6瑙鲁兹海上油田事故原油泄漏量：2677吨伊朗瑙鲁兹海上油田在两伊战争中多次经历战火。1983年2月10日，一艘油轮与钻井平台相撞，造成原油泄漏。后来，发生事故的钻井平台及附近的钻井平台又多次遭到伊拉克直升机的袭击，引发火灾。直至1985年5月，油田大火才最终被扑灭。这几起事故共造成瑙鲁兹油265吨的原油泄漏。

7“ABT夏日”号事故

原油泄漏量：26万吨

1991年5月，伊朗籍油轮“ABT夏日”号装载了26万吨的重油，经由好望角驶向荷兰鹿特丹。在距安哥拉海岸以西1448千米的南大西洋水域时，油轮爆炸沉没。泄露的原油被烧掉，油轮残骸也沉入海底。寻找沉船的努力至今没有任何结果。

8“贝利韦尔城堡”号事故

原油泄漏量：25.2万吨

1983年，“贝利韦尔城堡”号油轮因失控的大火导致爆炸。事发时，它距离南非开普敦海水浴场只有不到39千米。所幸由于近岸风和快速的水流等因素，泄漏的绝大部分原油迅速消散，对抑制生态灾难的发生起到一定作用。

9“阿莫戈一卡迪兹”号事故

原油泄漏量：22.3万吨

满载原油的“阿莫戈一卡迪兹”号油轮1978年3月16日撞上法国布列塔尼海岸附近的波特萨尔岩礁，油轮断为两截，迅速沉入海底，泄漏的原油漂到300多千米以外的法国海岸线，野生动物因此遭遇灾难。共计有2万只海鸟、9000吨重的牡蛎以及无以计数的像海星和海胆这样栖息于海底的动物死亡。

10“M／T天堂”号事故

原油泄漏量：14.5万吨

234吨级的“M／T天堂”号是超级油轮“阿莫戈一卡迪兹”号的姐妹船。1991年4月11日，由于爆炸导致14.5万吨重油泄漏到意大利热那亚港口附近的地中海，意大利和法国共花了十多年时间才恢复了当地的自然环境。调查人员后来发现，部分泄漏的原油沉入480多米深的海底，可能会在那里存在数十年甚至数百年。(文章代码：101214)

拖拉机严重超载酿事故 第3篇

乔某, 男, 29岁, 河南省郸城县济冢镇农民。2010年12月14日8时许, 乔某驾驶满载水泥的某牌号中型轮式拖拉机沿311国道自西向东行驶, 当行驶至许昌县某村路口时, 为避让公交车, 乔某连忙减速并向右打方向, 但因拖拉机严重超载 (核载5 t, 实载27.8 t) 、车斗较重、惯性大, 拖拉机还是朝公交车撞去。乔某见状向右打死了方向并踩死了制动, 结果, 拖拉机的车斗还是推着车头继续往前走, 并将车头推翻滑向路边。

路边同向骑自行车行走的霍先生被车头当场碾压致死。周围群众报警后, 乔某被许昌县公安交通民警抓获。经许昌县交警大队责任事故认定, 乔某负事故的全部责任。

严重事故管理 第4篇

如何避免或减少新建城际快速道路严重交通事故的发生, 笔者就事故频发的原因和应对方法有些许的分析和想法, 拿出来与大家商讨。

一、新建城际快速道路严重交通事故频发的原因

导致新建城际快速道路严重交通事故频发的原因很多, 笔者将其归纳为三个方面:

1、道路规划设计方面的原因

新建城际快速道路在规划设计方面一般都追求宽阔平直, 线形流畅, 通行能力强。这都无可厚非, 但在事故预防上却大多想得不够周到。设计上的缺陷就如娘胎里带的疾病一样, 一旦道路建成, 这些缺陷就难以弥补!

(1) 道路沿途平交路口多。多数新建道路沿途为村庄、单位设置的平交路口较多。一个路口就是一个事故多发的点, 也可称为交通冲突点。那么在单位时间内途经的交通冲突点越多发生交通事故的概率就越高。在路口发生的事故又大多是侧面的撞击事故, 造成严重事故的可能性也随之升高。

(2) 只考虑车辆快速通行, 对如何控制车速考虑的不够周全。新建道路由于路面宽、路面平整, 通行条件良好, 在路上驾驶机动车会不由自主的提高车速, 这和道路设计的理念是不矛盾的。建设一条新的道路就是希望能“多拉快跑”, 给人们的出行带来方便。但机动车驾驶员可能会在不自觉中就超速行驶, 即使不超速, 由于有些道路的限速也是非常高的, 例如郑开大道限速80公里∕小时, 洛偃快速路限速70公里∕小时, 一旦发生交通事故后果大多都比较严重。有研究表明, 当机动车与行人发生碰撞时的速度超过55公里∕小时, 造成行人死亡的概率会很高, 而当碰撞时的速度超过80公里∕小时, 基本上绝无生还可能。

(3) 混合交通情况还存在, 道路隔离设施不够完善。有些道路未设置隔离带, 汽车、摩托车、农用车、畜力车、非机动车和行人共行一路, 虽然地面画有标志标线, 但不能完全保障车辆行人各行其道, 这就必然增加了事故的发生几率。今年2月在洛偃快速路上就发生了一起小轿车和一辆对向行驶的大货车迎面碰撞的事故, 造成小轿车上的两名成员死亡。事故的原因就是洛偃快速未设立中间隔离带, 大货车越中线行驶, 小轿车躲闪不及发生事故。有些道路虽设置有隔离带, 但隔离带的宽度不够, 不能完全避免车辆的对碰和侧碰事故的发生。有人拿美国的康州和中国的山东省所发生的交通事故进行比较发现, 山东正面碰撞事故占事故总数的30%, 而康州正面碰撞事故占事故总数的6.85%, 山东正面碰撞事故所占比例是康州的4.38倍;山东侧面碰撞事故占事故总数的41.7%, 而康州侧面碰撞事故占总事故数的21.77%, 山东侧面碰撞事故所占的比例是康州的1.9倍。两个地方之所以在正碰和侧碰事故上有这么大的差别, 究其原因就是因为我国目前以混合交通为主, 缺少道路隔离设施造成的。而正面碰撞和侧面碰撞造成的事故后果往往是比较严重的。

2、道路建设管理方面的原因

道路建设管理方面的原因可以归结为两个方面:

(1) 道路安全设施建设不同步。道路安全设施建设的要求是要做到“三同步”。即同步规划设计、同步施工建设、同步交付使用。虽然很早就有了这方面的专门规定, 但在落实方面, 还存在着道路设计、建设和交通安全管理的相关部门之间的有效沟通和协调机制。这几个部门各自为战, 导致道路安全设施建设跟不上道路的建设进度。往往是道路已通车, 道路安全设施还未建设完毕, 发生严重交通事故就必然成为“情理之中”了!几乎所有新建成的城际道路都有这样的问题。

(2) 交通安全管理措施跟不上。城际间的快速路是最近几年才开始投入建设的新型道路。在使用的初期, 安全管理处于“摸着石头过河”的状态。交警部门没有经验可循, 往往会出现警力不足、管理手段滞后的问题。导致严重的违法行为得不到及时有效的约束, 发生严重交通事故就成为必然。

3、道路参与者的原因

交通事故的当事人必然是道路的参与者。道路参与者如果自我约束差, 在通行过程中违法、违规的情况多, 那么发生交通事故的概率就大。机动车超速行驶, 随意的超车, 变更车道;非机动车、行人不靠边行驶 (走) , 随意横穿道路都会导致严重交通事故的发生。如郑开大道刚通车时经常见到路边有占道经营的商贩, 机动三轮车在道路上随意的掉头, 非常的危险。

二、预防新建城际快速道路严重交通事故频发的对策

新建的城际快速道路建设的初衷就是满足人们快速安全出行的要求。但严重交通事故频发是与设计之初的要求背道而驰的。因此遏制新建城际快速道路严重交通频发的态势正迫在眉睫。

1、在道路设计时既要保证人们的出行方便, 更应该把道路安全和交通事故的预防放在首位

再建设此类的城际快速道路要尽量减少平交路口的数量, 路口多采用立体交叉的设计, 另外中间隔离带的宽度要达到一定的数值, 最合适的宽度应为12米以上, 并且应使用硬隔离设施。虽然这样会增加道路建设的成本和建成时间, 但在人的生命面前, 这点成本和时间就显得微不足道了。

对已建成的城际快速道路应采取相应的补救措施, 在事故频发的地点设置连续警告标志、减速标准、增加照明设备等来提醒、警告交通参与者。通过设置中间硬隔离带, 安装交通信号灯来减少交通冲突点。

要坚决杜绝机非混合行驶的情况出现。在道路设计时, 设计者可能认为是城际间的快速通道, 多以机动车通行, 没必要再专门规划出非机动车道。但这些道路必然会经过村庄、单位, 当地居民借道行驶的情况难以避免。再加之最近几年骑自行车出游的情况愈来愈多 (各地都有大大小小的自行车出游俱乐部, 而且活动组织频繁) , 不设计非机动车道就难以避免机非交通事故的频发, 从而导致严重交通事故的发生。

2、加强道路使用初期的管理

笔者发现, 已竣工的城际快速路往往是在竣工的前后严重交通事故频发。一方面原因是因为路面往往是先铺设完毕, 然后道路安全设施再进行施工。施工单位没能做到封闭施工, 使一些非施工车辆在没有安全设施的道路上通行, 进而发生严重的交通事故。另一方面原因是新建成的道路, 道路参与者对路况不是非常的了解, 也易发生严重的交通事故。结合这种情况, 在道路建成初期就必须严格管理, 具体做法有:

严格做到道路安全设施建设的“三同步”。不能因为按期通车或提前通车而忽略了道路安全设施的建设。把一条没有安全设施的道路交付使用, 就相当于开通了一条“通向死亡的道路”。

加强路面的管控。在道路交付使用之初, 要加大交警的路面警力和处罚力度, 警车出现的频率越高对交通参与者交通行为的约束就越紧, 对超速、越线超车等交通违法行为的查处要严, 处罚要重。

加大科技装备的投入。动态电视监控、卡口设备, 电子警察等交通管理装备一次性投入要大, 加大对道路的上的交通行为的监督。

3、加强农运车、摩托车和非机动车驾驶员的交通安全教育和管理

虽然严重交通事故的肇事主体还是以客车和货车为主, 但事故的另一方多是农用车、摩托车和非机动车驾驶员, 而且他们还多在事故中负有责任。如农用车载人, 无证驾驶摩托车, 驾驶摩托车不佩戴头盔, 非机动车占机动车道行驶和非机动车随意穿行马路等等。如何搞好这些车辆驾驶员的安全教育, 并实施有效的管理是减轻严重交通事故发生的有效途径。

好的交通习惯的养成就必须坚持交通安全宣传的常态化。要借助广播、电视、报刊等新闻媒体曝光违法行为;在事故多发地段、主要路口设置安全警示、宣传、公益性广告;在学校、村委会开设交通安全宣传课。多形式、广覆盖的进行交通宣传, 力争在短时间内改变人们的出行方式。

加大对农用车载人、无证驾驶摩托车的交通违法行为的查处。在道路所经过的村庄路口设立流动岗, 对发现的农用车载人、无证驾驶摩托车的情况进行查处。控制农用车、摩托车在城际高速路上行驶的频率。

在道路建设方面, 我们要有把生命放在首位的理念。在基础建设迅猛发展的当代中国, 如何能把道路建好, 不但方便了人们的出行, 又能让人们能够安全的出行是需要我们的道路建设者充分发挥他们智慧的。任何不顾及人们生命的道路, 那怕它修得再宽阔, 我们宁可不要。

摘要：随着机动车数量的迅猛增加, 使人们驾车出行的频率日渐增高。在城市与城市之间新建的快速道路上严重交通事故频发。如何避免或减少新建城际快速道路严重交通事故的发生, 笔者就事故频发的原因和应对方法两个方面做了阐述。

关键词：城际快速道路,交通事故,问题研究

参考文献

严重事故管理 第5篇

关键词：严重事故,系统电压,调节

大约在公元前半世纪人类最开始发现的电现象是摩擦起电现象。经过泰勒斯的希腊人研究了观察和思索, 从而得到启发。经过多次实验, 发现了“电”。后来爱迪生发明灯泡前已有发电机了, 从此人类进入了电器应用时代, 但是从19世纪后期有许多国家相继发生电压崩溃性事故, 这些事故给人们的生命财产造成了不可估量的损失。事故发生的主要原因是当时人们对电压偏移所导致的后果, 没能引起足够的重视, 对系统中的电压偏移没能及时进行调节。在事故中吸取教训。自此以后, 人们认识到了电压调节的重要性。在系统运行中, 人们时刻关注电压数值, 采取种种措施, 始终保持电压与额定值相近, 这样也保证了电网安全可靠的运行。

1 电压调整及其基本理论

电力系统在运行过程中, 其电压数值的变化不能在正常范围之外, 否则, 极易发生电压崩溃事故。在电能指标中, 电压是最重要的指标之一, 同时电压指标还能反映出内无功功率的平衡状况。一般情况下, 内无功率平衡可以避免因电压的变化而产生不同种程度的偏移, 进而保证运行中的可靠性和适应无功功率的增长, 通过无功功率平衡原理, 可以看出进行电压调整其实就是从补偿无功电源和减小网络无功损耗两方面出发的。

2 电压调整的基本方式

2.1 选择电压监视点

因为电力系统用电设备数量非常大并且其结构也非常的复杂, 因此, 要想对这些设备全部、实时监控, 并做到及时调整, 是非常困难的, 也是不可能实现的。因此, 管理人员常常选择某一个电压监视点严格进行监视和控制。根据电力系统运行的特点, 大家所选择的电压监视点一般为有集中负荷的、关键性的母线。通常, 只要能将电压监视点的电压控制在正常范围内的话, 系统中其他节点的电压数值就会都能符合要求。一般情况下, 在选择电压监视点的时候要考虑它是否能反映整个系统的电压水平, 一般有三种选择方法, 第一选择大型发电厂的高压母线, 第二选择枢纽变电站的二次母线, 第三选择带有大量负荷的发电厂母线。

2.2 电压监视点调压方式

调整的目的就是为了是设备电压数值符合要求, 通常使用以下几种方式。

2.2.1 逆调压

这种方式比价适合大型电力网络。一般来说, 大型电力网络线路长且负荷变化大。当处于最大负荷时, 通过提高系统电压监视点电压来补偿线路上增加的电压损失;处于最小负荷时, 通过降低系统电压来防止受端电压过高。一般来说, 其调整范围为额定电压的0~+5%。这种方式在使用时对设备的要求比较高, 需要在电压监视点配备先进的调压设备, 这种设备的价格高昂。

2.2.2 顺调压

这种方式比较适合小型电力网络。一般来说, 小型电力网络线路较短, 符合变化不大。当电网处于最大负荷时, 可以根据情况降低电压, 其降低幅度在额定电压的102.5%之内;当电网处于最小负荷, 再根据情况提高电压, 但提高幅度在额定电压的107.5%之内。顺调压对设备要求不高, 一般的普通变压器分接头就可以完成调整目标, 一般小型电力网络完全可以实现。

2.2.3 常调压

这种方式比较适合中型电力网络。一般来说中型电力网络负荷也较为稳定, 电压损耗不大。这种中型电力网络在电压调整时, 根本不需要按照负荷变化予以调节, 平时将电压监视点电压稳定在额定电压的2%~5%的数值范围内, 就可以保证系统的稳定运行。常调压方式是电力网络经常使用的方式, 也不必采用先进的、价格高的调压设备, 用电力网络都具备的变压器分接头或者静电电容器就可以完成。

3 常用调压措施分析

3.1 负荷点电压调整

充足的无功功率是获得优质电压水平的前提条件。从理论上说, 任何情况下电源的无功功率输出同网络的无功损耗及负荷的无功功率和总和应该相等或近似。如果发生偏差, 需要采取三项措施来进行, 来降低电压损耗。第一是通过改变发电机端电压措施来调整, 这需要对发电机的励磁电流予以调节;第二项措施是调节变压器分接的变压比;第三项措施是将电力网络参数予以改变, 同时改变无功功率分布。

3.2 变压器分接头调整

对变压器分接头档位的改变可以调节变压器的二次侧电压, 使系统电压趋于正常范围值内, 保证电力网络的稳定运行。一般采用无载调压、有载调压方法进行。

3.2.1 无载调压

即不带其它任何负荷调压。该方式对经常季节性停电的配电所和变电站比较适合。在使用时, 必须将变压器电源断开, 保证变压器处于断电环境后方进行调整。这种调整方式安全性较强, 所以很多电网提倡多采用该办法。

3.2.2 有载调压

是指带负载的调压。是通过不同的符合选择不同的变压器分接头来实现电压调整的。其调节的范围在15%以上, 调节范围较大。但是其操作过程较为复杂, 且是带电操作, 安全性较差, 在操作时, 必须两人同时在场, 并要求准备充分。所以只在要求比较高的变电站、变电所中使用。如果能使用无载调压的, 就尽量不使用有载调压。

3.2.3 对电力网络参数和无功功率分布的改变

有以下几种方法, 串联电容器、并联同步调相机、并联电抗器、0动态电压恢复器调压、并联静电电容器、并联静止补偿器SVC (Static Var Compensator) 、并联STATCOM (Static Synchronous Compensator) STATCOM3、切去部分负荷调压。

4 结语

严重事故管理 第6篇

关键词：核电站,严重事故,火焰加速,爆燃-爆轰转变

0前言

核电站严重事故条件下, 堆芯丧失有效冷却, 堆芯余热使得核燃料元件锆包壳不断升温并与水蒸气反应, 产生的大量氢气进入安全壳内与空气混合, 当氢气浓度等因素满足一定条件时, 即使外界点火源能量较弱, 被点燃的可燃混合气也能逐渐由缓慢的层流扩散燃烧逐渐发展为爆燃甚至爆轰, 压力载荷可达初始压力的几倍甚至十几倍, 这将直接威胁到安全壳的完整性。

三里岛事故 (1979) 之后, 核工业界开始对氢气-空气-水蒸气混合物的燃烧行为开展研究[1]。对于大型干式安全壳, 早期的安全分析表明安全壳设计可以承受爆燃 (Deflagration) 产生的压力冲击。同时, 由于导致氢气混合气爆轰 (Detonation) 所需的能量较高[2], 而安全壳内不存在此类高能火源, 因此不可能发生氢气直接爆炸。但在一定条件下氢气燃烧模式可由爆燃转变为爆轰 (DDT) 。与外点火源引起的爆炸相比, DDT现象出现不需要点火源提供较高能量, 因此更可能在安全壳内发生, 但其发生受到混合物组成、几何条件等因素的影响, 机理较为复杂, 是90年代至今氢气燃烧研究的重点[3]。

本文由火焰加速 (FA) 及爆燃-爆炸转变 (DDT) 的基本现象及发展过程出发, 介绍了其中涉及的重要的火焰不稳定机制以及经典爆震波理论, 同时, 对业界开展的大型氢气燃烧实验进行了梳理, 并对目前湍流燃烧数值模拟及其在工程中的应用存在的困难进行了分析。

2 火焰加速和爆燃-爆轰转变现象

火焰加速 (FA) 和爆燃-爆炸转变 (DDT) 现象本质是由火焰内在的不稳定性所引起的。火焰加速和爆燃-爆轰过程转变过程的燃烧波分为缓燃波和爆震波, 其中缓燃波即通常所说的燃烧, 产生的能量通过热传导、热扩散及热辐射作用传入未燃混合物, 逐层加热和燃烧, 从而实现缓燃波的传播。缓燃波速度较低, 一般为几米到几十米, 缓燃波使得流体比容增加, 但压力变化不大。爆震波是具有化学反应的强激波, 由于没有足够时间使压力平衡, 因此爆震燃烧过程接近于等容燃烧过程。爆震波传播速度远大于缓燃波传播速度, 是一种超声速燃烧波, 能产生极高压力 (兆帕量级) [4]。

加拿大、法国和美国等在20世纪80年代开展了不同规模的实验研究[5,6,7,8,9,10,11,12]表明:沿扩展火焰传播方向上的障碍物会引起火焰加速现象。FA的机理可定性解释为:当出现障碍物时, 产生的湍流可能对燃烧后的气体流动形成扰动, 从而增加了火焰区域的表面积并促进了局部质量和能量交换速率。燃烧速率越快, 则未点燃气体速率越快, 从而造成火焰沿传播方向不断加速, 在一定条件下甚至会转变成为爆炸。湍流对火焰传播影响的复杂之处在于其并不总是对燃烧速率起促进作用。例如当湍流强度过大时, 可能导致火焰过度伸展同时燃烧产物和反应物在反应区快速混合, 当反应区温度降低到一定程度时, 火焰传播将终止。

混合物自缓慢点燃至发生燃爆转变一般会经过层流火焰、蜂窝状火焰、湍流火焰几个阶段。对层流火焰的研究比较充分, 其传播速度由层流火焰燃烧速率和燃烧产物/反应物的密度比决定。随着层流火焰的进一步发展, 火焰面积不断增加, 由于流动, 质能扩散的不稳定性, 火焰表面开始出现褶皱, 呈现出类似蜂窝状。如果火焰传播过程遇到障碍物, 则在产生的湍流作用下火焰将进一步加速直至最终发生燃爆转变, 火焰速度可能达到1000~2000m/s。

实验研究表明, DDT现象总是发生在火焰加速FA过程之后, 因此评估DDT发生的可能性, 必须首先对影响火焰加速过程的因素进行研究, 已开展的研究包括障碍物设置 (如间距和阻塞率) 、开孔等的影响研究:

美国SANDIA国家实验室在建立了大型氢气燃烧实验装置FLAME, 该装置是一个长30.5m, 高2.44m, 宽1.83m的矩形管道。点火端密封, 远端开口。实验研究[14]表明, 障碍物的出现能够明显增加火焰速度、燃烧过程产生的压力上升及DDT出现的可能, 而横向的开孔的影响则相反。

层流火焰理论比较成熟, 其火焰速度由火焰前沿反应层中的能量和质量传递速率决定, 可准确计算。蜂窝状火焰传播过程由一系列复杂的扩散和动力学不稳定性过程决定, 模拟起来较困难。蜂窝状火焰的传播由Markstein和Somers[15]给出, 其理论分析可参见Clavin[16]等人的文章。从模拟的角度而言, 通常引入火焰表面增强因子对蜂窝状火焰进行模拟, 该因子通常由实验获得, 且仅适用于特定组成的燃烧混合物。

随着蜂窝状火焰的传播, 一旦遇到障碍物, 则在火焰前方产生扰动, 燃烧模式转变为湍流燃烧。湍流对火焰传播的扰动机制包括Kelvin-Helmholtz或Rayleigh-Taylor不稳定性。湍流火焰形状由湍流扰动强度及燃烧和湍流特征时间尺度共同决定。如果燃烧过程的特征时间小于湍流特征时间, 则可将湍流火焰细分为不同的层流火焰单元, 反之, 则按照Borghi图[3]对湍流燃烧模式进一步划分。大部分湍流火焰的理论模型都是基于Borghi图和火焰形状进行验证的。

3 相关机理和模型

关于爆震的最简单一维理论是由Chapman和Jouget建立的C-J理论, 该理论假设爆震波是一个带化学反应的一维强断面, 可燃物的燃烧过程在断面上瞬间完成, 不考虑流体黏性及热传导。由C-J理论预测的爆震火焰速度往往高于实验测量结果。为更为准确描述爆震波物理过程, 20世纪40年代, Zeldovich, Von Neumann和Doring分别独立提出了相似的一维爆震波结构模型, 称为ZND模型。该模型假设爆震波是由激波以及紧跟其后的化学反应区组成, 激波把反应物预热到自燃温度, 因而反应区中化学反应速率很高, 反应区可以与激波具有相同传播速度。ZND模型是目前描述爆震波比较常用的模型。

20世纪五六十年代, 条纹照相技术的迅速发展使得人们对DDT现象的发生条件、发展过程以及。在DDT发生机理研究方面比较重要的机制是SWACER (shock wave amplification by coherent with energy release) , 该机制是由Zeldovich和Lee等人提出, 后经Dorofeev等人[17]发展, 是目前公认的适用于DDT发生机制的解释的比较好的解释。

4 实验研究

C.Johansen和G.Ciccarelli[9], [10]研究了在含有方形障碍物的通道内开展的火焰加速现象。实验研究证明:

(1) 通道宽度对火焰锋面表面积及火焰速度有显著影响, 通道变窄, 导致火焰散热增加, 但同时边界层增加了火焰面积, 由于火焰面积增加对燃烧速率的影响大于热损失增加的影响, 因此随着通道的变窄, 火焰传播速度增加。

(2) 在火焰加速后期, 障碍物及管道壁面反射的冲击波将导致火焰锋面速度出现明显的波动。在BR=0.33的情形下, 火焰最终速度可达燃烧产物声速, 而较大BR下的火焰最终速度较低。

20世纪90年代, 欧洲和北美洲各国在火焰加速FA和DDT现象学研究方面开展的重要实验有:

(1) 在大型氢气燃爆实验装置RUT上开展了氢气燃烧实验, 并综合之前的实验数据, 提出了DDT发生判定准则7λ准则。

(2) Thomas开展的冲击波-火焰耦合机制下诱发的DDT实验, 与Khokhlov开展的数值模拟研究一起, 被认为为未来揭示DDT现象和SWACER深层机制指出了方向。

(3) 慕尼黑大学开展的火焰传播实验和开口系统燃爆实验[11]。

(4) FZK在不同几何结构上开展的DDT实验研究[12]。

(5) BNL在高温燃烧实验台架HTCF上开展的实验研究[13], 实验研究了通风、初始条件等因素对DDT和火焰加速现象的影响。

5 工程应用

氢气爆燃及爆轰过程涉及复杂的湍流-燃烧耦合过程, 空间、时间尺度不同, 则现象和作用机制不同, 目前仍缺乏精确描述这些复杂现象和机制的数学模型, 采用DNS方法也仅适用于揭示中小尺度 (1m3-10m3) 下的火焰加速 (FA) 及燃爆转变 (DDT) 过程, 对于类似电厂安全壳 (约50000m3) 尺度的大空间内的燃爆分析, 研究所涉及的现象尺度范围通常涵盖从数毫米厚的火焰层直至数米甚至数十米的气体扩散尺度, 若要分析详细的局部燃烧特征, 则1m3空间内的网格数量将达到1015量级, 以现有计算能力及工程要求下, 采用复杂的机理燃烧模型进行分析显然是不现实的。

为满足严重事故下安全壳内氢气燃爆分析的需要, 一些主要的核能研究机构开发了适用于大尺度空间氢气燃烧分析的三维数值模拟分析软件, 例如由德国FZK开发的COM3D、法国CEA开发的TONUS3D软件。这些软件并不关注H2-O2反应系统分步反应细节, 而是基于总包反应速率的概念建立简化的燃烧产物源项表达式, 常见的燃烧源项模型包括Arrhenius模型、Eddy Break-UP模型以及CREBCOM模型[3]。这些源项模型将混合物组分、特征几何参数、湍流强度对总包反应速率的影响以经验参数的形式代替, 因而在应用这些分析软件时, 必须需通过与研究对象参数、空间尺度相近的氢气燃烧实验进行验证, 才能保证分析结果的合理性。

6 小结

本文介绍了与核电站严重事故下安全壳内氢气燃烧风险相关的火焰加速 (FA) 及爆燃-爆轰转变 (DDT) 过程的基本物理现象、机理、实验研究开展情况以及工程应用进展, 主要结论如下:

(1) 基础研究方面:目前针对FA和DDT现象的基本发展过程, 重要机制积累了一定的认识, 并基于大量氢气燃烧实验数据, 总结出了FA及DDT发生的必要条件, 但仍缺少能够完整描述层流火焰、湍流火焰和爆轰过程的机理模型。采用DNS方法计算代价高, 适用的几何尺度有限, 并不适用于类似于安全壳大尺度空间的燃爆分析。