福岛惊魂(2)

2016-05-24 15:36
劳动保护 2016年4期
关键词:消防车厂房阀门

一场远超预想的巨大海啸,袭击了位于海平面10 m高的核反应堆厂房、汽轮机厂房等重要设施,海水灌入厂房,造成整个核电站停电。对于核电站来说,“电源全失”及其所导致的“无法冷却”是失控的开端……

巨大的海啸涌过来,海水灌入厂房,造成停电。泵组和马达都在地下,无一幸免。对于核电站来说,“电源全失”及其所导致的“无法冷却”,意味着核反应堆将会失去控制。

地震发生时正在运行的一至三号机,发电功率分别为46 MW、78 MW、78 MW。它们都属于BWR式,即使用轻水(普通水)作为冷却剂的沸水式核反应堆,一号机利用依靠自然循环的隔离冷凝器(IC)进行冷却;二、三号机利用炉心隔离冷却系统(RCIC)进行注水冷却,因其输出功率变大,单纯依靠自然循环的办法无法充分冷却,改用汽轮机,外部的水得以进入到炉心。

2011年3月11日下午3时46分,地震发生1小时后,由于用以确认的控制盘显示全灭,一号机的隔离冷凝器的状态无法得知,三号机的炉心隔离系统未能启动。

3月11日晚上9时,二号机的炉心隔离系统停止运作。

此时,只有通过人工注水以冷却反应堆。

3月12日上午9时左右,一号机进行注水冷却。这个过程需要三辆消防车串联起来,一辆消防车从四号机旁的出水槽取水,然后用消防水管把水送到另一消防车内,再用水管把水送到第三辆消防车,对一号机持续进行注水作业。

减压!全世界范围内第一次

3月12日凌晨2时30分左右,核反应堆数据显示,一号机存放容器压力超过800 kPa,已经接近了设计压力的两倍。一号机的设计压力是427 kPa。

当存放容器超过了安全限定的高温、高压情况下,核反应堆存放容器会发生爆炸,放射性物质会全部飞散出来造成辐射污染灾难。

此时,不仅需要考虑如何注水冷却核反应堆,更重要的是“如何阻止存放容器爆炸”,也就是“减压”。

为了防止容器爆炸、辐射污染四散,必须进行减压措施。必须执行“feed and bleed”,即当核反应堆发生事故时,对核反应堆进行注水,并从减压阀释放蒸汽的“降温方式”。然而,因为是把减压阀里面的蒸汽放到大气,必将会造成周边的辐射污染。这样的做法,整个世界上都没有真正实施过。

随着压力的居高不下,全世界首次真正意义上的“减压作业”就要执行了。

减压要如何进行?要开启哪个阀门?谁去执行?没有电源动力,就只能依靠人力手动完成这项工作。

目标是两个减压阀。一个位于核反应堆厂房二楼的电动阀,另一个是气动阀,位于抑制核反应堆压力升高的抑压槽上。根据现场讨论,让熟悉现场阀门位置的资深人员配备一名体力健壮的人员分成两人一队分两次前往。

穿上能防止辐射附着的隔离防护服,外面再套上银色的防火服,呼吸用的空气则采用由氧气瓶供给至全罩式防护面罩。

在辐射剂量超高的地方,停留的时间越短越好。从辐射量增加的情况来看,核反应堆炉心已经受损的可能性很高。操作人员熟记作业程序和阀门位置非常重要。

3月12日9时02分,确认居民撤离完成。

“开始对一号机实施减压!”“了解!”

按照紧急时期最高可以暴露在100mSv的准则,将随身所带的携带式辐射剂量警报器预先设定在80mSv。执行减压作业的同时,为了测量辐射剂量,也需要准备1kg的便携式电离箱式辐射测量仪。

在进行作业中,氧气瓶仅能支持15~20 min。在这段时间里,必须完成全部作业。

作业员们走进核反应堆厂房,借着手电筒的光亮,巨大的存放容器的一部分在黑暗中浮现。存放容器是水泥墙壁,外形像是实验室里的烧瓶,上面细下面粗,高32 m,被“包裹”在五层楼高的核反应堆厂房里。存放容器下半部最大的直径有18 m。

黑暗之中,仅依靠手中握着的手电筒,经过建筑爬梯、铁质踏板、钢制的网格通道,终于来到了目标阀门处。

首先让插销和传动齿轮咬合,其次按照指示转动阀门至25%开度。两名作业员,一人转动阀门,另一人在旁边用手电筒照着度数:5%、10%、15%……

持续了1 min,阀门终于开到了25%。为了减少被辐射量,必须尽可能缩短停留时间。

上午9时15分,两名作业员回到中控室。

“第二队,出发!”“了解!”

然而,两队的目标阀门位置,有着明显的差别。

第二队所要打开的阀门,位于抑压室的上方,也就是没有混凝土墙壁的屏障。辐射要更为严重,现场的专家都很清楚,如果暴露在过高的辐射环境中,人的细胞会被破坏,直到凄惨地死去。

他们走进厂房,又走进抑压室,而此时电离箱式辐射检测仪指针始终在900~1000 μSv/h之间徘徊(检测仪的测量范围是0~1000 μSv/h)。经过悬空通道离目标阀门还有段距离时,检测仪爆表了!指针一动不动地指向了最大值“1000以上”……

他们只能折返……回到中控室,两人的被辐射剂量,分别为89 mSv,95 mSv(后来两人成为了福岛第一核电站最初超过“100 mSv”警戒线的人,3月13日,被移送至外部对应中心,接受医生检查)。

减压要怎么继续,还有其他什么手段?

从外部实施减压!使用压缩机,从外部送入空气,打开气动阀,也就是利用气压从外部进行远程操作开启气动阀。

减压作业,是与恐惧的战斗,更是集合了技术人员们知识、理论的综合性战斗。

“排气筒在冒出白烟!”排气筒,是核反应堆厂房内部的空气向外排出的装置。是炉心受损造成燃料棒裸露从而造成水的蒸发,还是哪里的氢气发生燃烧造成了白烟?

事实上,这阵白烟,正是由于外部的空气注入,使得一号机的阀门运作,从而存放容器内的压力排泄出来,也就是“减压成功”的表现。

一号机、三号机相继爆炸

3月12日下午3时36分,巨响和激震同时袭来,一号机核反应堆厂房发生了爆炸。

爆炸破坏了避震指挥楼的污染屏障,避震楼与外界空气相通,辐射污染的数值直线上升,10万GM管式测量仪处于爆表状态。

是什么原因?

一号机的隔离冷凝器没有启动,注水不足,水位降到炉心燃料棒的位置,然后炉心燃料棒损坏,最后演变为炉底熔穿的情况。燃料棒的锆合金护套是金属,溶解金属遇水,加上高温,反应的结果会产生氢气。氢气泄漏到厂房中,是在安全壳内压力升高时,从泄压安全阀的气体通道排出的。由于厂房中氢气相对空气的浓度达到了爆炸极限,在遇到高温甚至明火后便发生了爆炸。

3月12日晚上7时左右,向三号机注入海水的任务下达。二号机的注水问题也亟待解决。从利用炉心隔离冷却系统到使用消防车直接注水冷却,正疲于一号、三号机的供水,反冲洗阀水槽(宽9 m,长66 m)中的水是有限的。只有从大海直接接出一条水路,才能提供更为稳定的水量。

尽管注入海水,水分蒸发后剩下盐分,盐分可能会导致腐蚀。从而加大氢气爆炸的可能性、蒸汽爆炸的可能性,再临界(海水中可能会掺杂着导致放射化的元素,再次产生辐射)的可能性,还有由于盐分的进入导致的各种各样的影响……但是,如果不注入海水,会演变成炉底熔穿的情况。

3月14日上午,三号机存放容器压力开始上升。然而,面对即将爆炸的可能性,一号机和三号机的海水注水作业也未停止。

3月14日上午11时01分,三号机发生氢气爆炸。爆炸导致消防车遭到破坏,管路等也同时破损,终于利用海水进行的冷却工作停止了,这是致命性的事态。无法冷却,意味着用于冷却燃料的水被蒸发,导致燃料棒裸露。与此同时,燃料棒不断损毁,最终意味着炉心熔解。

所幸,现场还有两辆未毁损的消防车,更换炸烂的水管,3月14日下午3时30分,两辆消防车再度开始一号机、三号机的注水作业。

由于受到三号机爆炸的影响,电路回路发生故障,二号机安全减压阀阀门始终紧闭,消防车的输入压力无法超过二号机的压力,二号机的注水无法实现。

3月15日早上6时左右,二号机抑压槽的压力为零。抑压槽,即调节存放容器内压力的压力抑制室。核反应堆炉心的蒸汽,被吹入抑压槽的水中,使之液化。如果这里的气密性没有破坏,就可以避免释放出高浓度的辐射。然而,压力为零,就意味着抑压槽“破了”。

是时候考虑撤退了。现场大约600人撤离,只留下避震指挥楼里的69人,也就是包含后来有“福岛50勇士”之称的人们,在残酷的环境中,继续着“必须要做的事情”。(未完待续)

(本文摘自上海人民出版社《福岛核事故真相》)

编辑 秦运巧

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