推 nfsong:@@ 05/21 23:41
: 3.因地震瞬停, 反應爐仍在可控狀態下, 但爐的遺熱仍在, 無法散熱下, 即使控
: 制棒全落下阻止快速生熱, 但也無法瞬間將熱移除. 因此會使爐內輕水汽化,
: 使得燃料棒缺水緩衝而快速反應生熱, 一旦高溫且燃料棒外露就發生燃料棒的
: 外棒體鋯金屬與水發生氫解, 造成爆炸.
:
: 4.如果冷卻系統全停, 就從可控狀態進入危險的狀況, 一旦要靠洩氣降壓那就是
: 造成核污染的輕水蒸汽洩漏. 斷然處置必須洩壓後, 才能注入海水也就必然造
: 成核污染洩露.
:
: 大家關心的問題, 應是在無核污染洩漏的前提要求下, 如何做到讓運轉中的反應
: 爐立即安全回到未運轉前的冷卻無高熱反應的停機狀態.
:
: 這是無電力, 但仍有部份高壓蒸氣可產生動力, 且可能管線通路都發生洩漏或
: 阻斷情況, 尚伴有遺震下的迅速降溫冷卻問題.
:
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福島一號機的反應爐內壓力是 設計圧力（8.7MPa abs）. 運転圧力（7.0MPa abs)
一個大氣壓是 0.1 MPa abs , 運轉時有 70 大氣壓在熱爐內.
一大氣壓= 0.76m 汞柱重. 換成水就是 0.76M*13.6(水銀比重)*70=723.5M
若不洩壓, 這個重力水塔要有 800 米高以上才有可能靠重力灌水進爐, 這顯然
不切實際. 洩壓則有放出幅射污染輕水的顧忌.
因此把洩壓氣體罩在水箱內的氣球裡又藉水散熱冷卻, 若可能做在密閉水箱裡再
借氣壓將水壓回爐內. 水箱內的氣球(或可膨脹的氣室)與水的接觸面就是熱氣的
散熱面. 水箱的水溫差與總量是水的熱容量, 也就是爐內的總熱量. 從發電量與
熱功效率倒算回去就可推知爐熱含量, 就知所需水量. 一個靠近原子爐, 注滿水
的密閉水箱與連接洩壓閥與注入口的全密閉管道應該就能將爐內餘熱移到升溫後
的大水箱. 同時也不會有爐內氣體洩漏到大氣的問題.
這個裝置的缺陷是一旦閥門打開, 從置高的水箱到爐體就形成連通管, 氣體會從
洩壓閥逸出到水箱的氣球(室), 這會將整個爐體注滿水. 就需要一個機械壓力傳
動的壓差作動裝置關閉重力水的進水口. 但, 理論上, 爐內的蒸汽壓若冷卻收縮
等於水箱的水對氣球(室)的重壓, 就不再會有氣體借熱氣壓擠進氣球(室). 這時
候, 原子爐內的氣體就會從氣球內被擠縮回原子爐, 使爐內保有空氣空腔.
本建議的方法是有個可散熱又能收集爐內氣體的可膨賬氣球(室), 利用連通管讓
水箱的水藉重力差與熱氣壓壓水進爐, 同時靠大接觸面的氣球(室)散熱, 利用水
的熱含量移走爐內餘熱. 持續的燃料棒熱可由水箱再經其它散熱(如接到海水的熱
管)方式散熱. 只要氣球(室)與水的接觸面夠大, 就足夠膨漲冷卻並由新水注入.
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http://info.taipower.com.tw/TaipowerWeb//upload/files/34/TNM_351_I5.pdf
在台電的核能月刊裡, 介紹了使用重力水池的一個設計.
(3) 採用被動安全系統
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福島一號機是裝備有 Isolation Condenser 的唯一系統, 這是個 passive 裝置
不必用上電力設備, 但第一個發生熔毀氫爆的卻是這個一號機系統.
設計與人為失誤是較明顯的, 但大家都避而不明指這個問題, 而歸罪於沒預料到
的高浪海嘯淹過來. 但這個一號機第一爆, 那就是摧毀整個運作人員的信心而失
控了. 台灣有核一,二都是老式的沸水反應爐跟福島一號機是類似的, 核三是改
良型. 如果萬一有同樣的地震海嘯發生在台灣, 這個 Passive Isolation
Condenser 應該是要能發揮作用的.
首先, 安全防護系統在失去電力時應該處於無電力下的安全防護狀態, 人工按電
紐切斷, 失電時應該自動跳入安全防備狀態才是. 因為該IC系統應該是自動洩壓
降溫的被動裝置. 即使地震時因震動使控制棒未能落下, 這個反應爐的IC冷卻系
統因其熱交換散熱可能會把IC的外部冷卻池水, 在欠外部電力驅動的循環水補充
下燒乾, 但也不會立即造成爐心缺水覆蓋而熔毀, 何況冷卻池大量產生的蒸發水
氣是人就能目視察覺的.
假設核電廠是供應 1000MW 的電力, 按能量轉換效率 30% 估, 產生的熱量就相
當於 3333MW, 依能量單位換算 1Kcal=1.2Whr.
假設一小時內控制棒未落下, 爐心全運轉, 一小時的發熱量就是 2777.5Mkcal.
一克水升高一度就約 1cal, 假設室溫水25C, 煮沸一克水要(100-25)*1cal,
1克水的氣化熱是 452 cal, 燒乾1克25C的水需527cal
一小時全運轉熱量用於燒冷卻水池, 能加熱 526kKg的水成為100C水蒸氣, 就相
當於526立方米的水全化為水蒸汽. 水量約要長寬高各 8.1米的水池才能撐 1 Hr.
這是最壞狀況, 何況控制棒應該立即落下. 假設需1分鐘內才全落下, 1分鐘累
積的熱量從最高到0只有 23.145 MKcal, 只會燒熱 0.3086Mkg 的水至 100C,
約為308立方米的水. 大約就是 7米*7米*7米 水池的量. 若燒沸為蒸氣就只需
4.38KKg的水, 大約小於長寬高各 1.7 米水池的水全化為蒸氣.
最低運轉的 5MW 每小時則有 13.875 Mkcal 可燒乾 2.63 立方米的水
底下這幾個網站說出福島一號機失誤這件事, 另有一號機的記錄資料.
http://www.ucsusa.org/assets/documents/nuclear_power/fukushima-daiichi-ucs-analysis-unit-1-first-30-minutes.pdf
http://www.neimagazine.com/news/newsunit-1-isolation-condensers-stopped-working-after-tsunami
http://www.joewein.net/blog/2011/05/17/fukushima-cooling-system-switched-off-10-minutes-after-quake/
Fukushima cooling system switched off 10 minutes after quake
May 17th, 2011 · No Comments
很想知道 Passive Isolation Condenser 裝置在無電力狀況下, 若閥門是無
電就跳開自動接通, 單靠燒乾冷水堆, 是否能自動防止爐心熔毀?
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