Авария на АЭС Три-Майл-Айленд

Размещено на http://www.allbest.ru/

16

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева»

Кафедра менеджмента и маркетинга

Реферат по дисциплине: Менеджмент безопасности

На тему: «Авария на АЭС Три-Майл-Айленд»

Выполнил студент 5 курса

группы ЭК-51

Корчагов С.А.

Преподаватель:

Малков А.В.

Москва 2014

Содержание

Введение

1. Характеристика АЭС Три-Майл-Айленд

2. Причины аварий на АЭС

3. Хронология событий на АЭС Три-Майл-Айленд

4. Последствия

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Техногенная катастрофа-- крупная авария на техногенном объекте, влекущая за собой массовую гибель людей и даже экологическую катастрофу.

Опасна ли ядерная энергетика? Этим вопросом особенно часто стали задаваться в последнее время, особенно после аварий на атомных электростанциях Три-Майл-Айленд и Чернобыльской АЭС. Авария на АЭС Три-Майл-Айленд была первой крупнейшей аварией.

Авария на АЭС Три-Майл-Айленд -- одна из крупнейших аварий в истории ядерной энергетики, произошедшая 28 марта 1979 года на атомной станции Три-Майл-Айленд, расположенной на реке Саскуэханна, неподалёку от Гаррисберга (Пенсильвания, США). До Чернобыльской аварии, случившейся через семь лет, авария на АЭС «Три-Майл Айленд» считалась крупнейшей в истории мировой ядерной энергетики и до сих пор считается самой тяжёлой ядерной аварией в США, в ходе неё была серьёзно повреждена активная зона реактора, часть ядерного топлива расплавилась. Следует изучить предысторию АЭС и понять цель построения таких опасных объектов.

После разрушительной Великой Отечественно войны в СССР впервые была выдвинута идея использовать атомную энергии в мирных целях. Во второй половине 40-х гг., ещё до окончания работ по созданию первой советской атомной бомбы (её испытание состоялось 29 августа 1949 года), советские учёные приступили к разработке первых проектов мирного использования атомной энергии, генеральным направлением которого сразу же стала электроэнергетика.

В 1948 г. по предложению И. В. Курчатова и в соответствии с заданием партии и правительства начались первые работы по практическому применению энергии атома для получения электроэнергии[1].

В мае 1950 года близ посёлка Обнинское Калужской области начались работы по строительству первой в мире АЭС.

Первая в мире промышленная атомная электростанция мощностью 5 МВт была запущена 27 июня 1954 года в СССР, в городе Обнинск, расположенном в Калужской области.

а пределами СССР первая АЭС промышленного назначения мощностью 46 МВт была введена в эксплуатацию в 1956 году в Колдер-Холле (Великобритания).Через год вступила в строй АЭС (англ.)русск. мощностью 60 МВт в Шиппингпорте (США).

а пределами СССР первая АЭС промышленного назначения мощностью 46 МВт была введена в эксплуатацию в 1956 году в Колдер-Холле (Великобритания). Через год вступила в строй АЭС (англ.)русск. мощностью 60 МВт в Шиппингпорте (США).

1. Характеристика АЭС Три-Майл-Айленд

АЭС Три-Майл-Айленд - атомная электростанция, расположенная на острове на реке Саскуэханна в 16 км к югу от Гаррисберга, столицы штата Пенсильвания, США. Станция состоит из двух энергоблоков мощностью 852 и 906 МВт. Последний блок не работает в настоящее время в связи с аварией. Строительство началось в 1968 году, первый энергоблок был введён в работу в 1974 году, второй в 1978 году. Возведение сооружений осуществлялось специализированной строительной компанией United Engineers and Constructors. Общая площадь, занимаемая станцией, составляет около 155 га. Ежегодная энерговыработка -- около 5,9 миллиардов кВт·ч.

Оба блока двухконтурные, первый контур радиоактивный, содержит реакторное оборудование, с помощью которого вырабатывается тепловая энергия, которая в парогенераторах передаётся второму, нерадиоактивному контуру, вырабатываемый таким образом пар поступает в паротурбинную установку, приводящую в движение турбогенератор, который вырабатывает электрическую энергию. Техническая вода охлаждается градирнями по замкнутому циклу, испарившаяся восполняется из реки Саскуэханна.

Реакторы с водой под давлением 1-го и 2-го энергоблоков мощностью 802 и 906 МВт соответственно, а также основное реакторное оборудование, были изготовлены одним из пионеров американской ядерной индустрии Babcock and Wilcox, давление в первом контуре 155 кгс/смІ, температура теплоносителя на входе в активную зону примерно 290 °C, на выходе -- 322 °C, средняя около 304 °C. Циркуляционных петли две, A и B, вертикальных парогенераторов также 2, однако циркуляционных насоса 4. Осуществлено это следующим образом -- горячих ниток, то есть трубопроводов от реактора до парогенераторов -- 2. Холодных ниток, после парогенераторов, на которых находятся циркуляционные насосы -- 4.

Реактор представляет собой цилиндрический сосуд с полусферической крышкой, демонтируемой для перегрузки топлива. Материал -- сталь с добавлением марганца и молибдена. Вся внутренняя поверхность, имеющая контакт с теплоносителем, плакирована нержавеющей сталью

Ядерное топливо для станции изготавливает и поставляет та же компания, что и изготавливала реакторную установку -- Babcock and Wilcox.

Активная зона содержит 177 четырёхгранных тепловыделяющие сборки высотой 4206 мм, шириной 217 мм и весом 687,2 кг каждая. Одна сборка состоит из 208 тепловыделяющих элементов с шагом 15 мм, а также каналов для входа органов регулирования. Материал -- циркалой 4 (сплав на основе циркония). Тепловыделяющие элементы содержат таблетки из диоксида урана, слабообогащённого по 235 изотопу. Обогащение различных сборок -- 2,96 ; 2,64 ; 1,98 %. Общая масса диоксида урана в сборке -- 526 кг. Органы управления и защиты -- 61 пучок (кластер), с 16-ю поглощающими элементами в каждом. Средняя глубина выгорания 35 МВт·сут/кг, максимальная проектная -- 50,2 МВт·сут/кг.

2. Причины аварий на АЭС

За 4 года до аварии в «Тримайл-Айленд» под угрозой расплавления оказался реактор другой АЭС, в городе Декатуре (штат Алабама, США). 22 марта 1975 года двадцатилетний помощник электрика проверял герметичность в щитовой энергоблока №1 станции «Браунз Ферри». Проверка заключалась в том, что он подносил к разным точкам горящую свечу и следил, не дрогнет ли пламя. В результате загорелась полиуретановая изоляция одного из электрических кабелей. Пламя хватило помещение щитовой: было повреждено 1600 кабелей. Пожар удалось погасить спустя 7 часов.

Кроме случайных аварий существует риск саботажа и терроризма. Яркий пример ядерного саботажа в США - происшествие, случившееся в 1961 году на станции Арко. В смене работали 3 оператора. Реактор был остановлен, и техники должны были примерно на 10 см поднять центральный стержень, чтобы произвести наружное обслуживание. Один из техников выну стержень полностью. Началась цепная реакция, и реактор взорвался. Все трое погибли. Причина случившегося в отчете комиссии: «Авария была вызвана с целью убийства или самоубийства»

Необходимо также учитывать, что люди, впервые столкнувшиеся с такой аварией, просто-напросто растерялись, у них не было ни соответствующей подготовки (к подобного рода нештатным ситуациям в то время вообще никто не был готов), ни понимания того, что происходит. Усугубили ситуацию безбожно вравшие приборы и большое количество проблем технического плана.

3. Хронология событий на АЭС Три-Майл-Айленд

На АЭС «Три-Майл Айленд» использовались водо-водяные реакторы с двухконтурной системой охлаждения, эксплуатировались два энергоблока, мощностью 802 и 906 МВт, авария произошла на блоке номер два (TMI-2) 28 марта 1979 года примерно в 4:00.

В дальнейшем отсчёт идет ровно от 4:00:00.

4:00:00

Первопричиной аварии явился отказ питательных насосов во втором контуре системы охлаждения реактора, в результате которого прекратилась подача воды в оба парогенератора. Автоматически отключился турбогенератор и включилась аварийная система подачи питательной воды в парогенераторы, однако, несмотря на нормальное функционирование всех трёх аварийных насосов, вода в парогенераторы не поступала. Оказалось, что задвижки на напоре насосов были закрыты. Это состояние сохранилось с планового ремонта, закончившегося на блоке за несколько дней до аварии.

4:00:00--4:00:12

Так как отвод тепла от первого контура прекратился, в нём стало расти давление, которое через несколько секунд превысило допустимое значение. Открылся импульсный предохранительный клапан на системе компенсации давления, сбрасывающий пар в специальную ёмкость, барботёр. Давление стало повышаться гораздо медленнее. Высокое давление в первом контуре, примерно 17 МПа, послужило причиной остановки реактора действием аварийной защиты через 9 секунд после исходного события. Теплоноситель в контуре перестал нагреваться, средняя температура упала, и объём воды стал уменьшаться. Рост давления резко перешёл в его падение. В этот момент проявилась ещё одна техническая неисправность -- предохранительный клапан должен был закрыться по нижней уставке срабатывания, но этого не произошло и сброс теплоносителя первого контура продолжался. Индикатор на пульте оператора при этом показывал, что клапан закрыт, хотя, на самом деле, лампочка сигнализировала лишь о том, что с клапана было снято питание. Других средств контроля не было предусмотрено. Утечка теплоносителя продолжалась почти 2,5 часа, пока не был закрыт отсечной клапан.

4:01

Время полного осушения при потере питательной воды для парогенераторов того типа, которые были установлены на данной станции, составляет 30-60 секунд, что определяется их малым водосодержанием. Поэтому на несколько минут теплоотвод из первого контура практически полностью прекратился.

4:02

Через две минуты после исходного события автоматически, как и предусмотрено при падении давления ниже допустимого, в данном случае 12 МПа, в системе первого контура включилась система аварийного охлаждения активной зоны реактора, насосы системы высокого давления.

4:05

Панель блочного щита управления с ремонтными маркировочными табличками, скрывшими от персонала цветовую индикацию о закрытом положении задвижек на напоре насосов аварийной питательной воды.

В этот момент операторы АЭС допустили первую серьёзную ошибку, которая, вероятно, и определила характер аварии и её масштаб. Они отключили один, а затем и второй аварийный насос из трёх работающих, а на оставшемся вручную уменьшили расход более чем в 2 раза, такого количества воды было недостаточно для компенсации течи. Причиной такого решения послужили показания уровнемера компенсатора объёма, из которых следовало, что вода подаётся в первый контур быстрее, чем выходит через неисправное предохранительное устройство. Управляющий реактором персонал был обучен предотвращать заполнение водой компенсатора давления (не «вставать на жёсткий контур»), так как при этом затрудняется регулирование давления в контуре, что опасно с точки зрения его целостности, поэтому они отключили «лишние» по их мнению насосы высокого давления. Как оказалось впоследствии, уровнемер давал неправильные показания. На самом деле в это время происходило дальнейшее падение давления в первом контуре из-за некомпенсированной течи. Когда давление упало до точки насыщения, в активной зоне начали образовываться пузырьки пара, которые начали вытеснять из неё воду в компенсатор давления, тем самым ещё больше увеличивая ложные показания уровнемера. Всё ещё обеспокоенные необходимостью не допустить переполнения компенсатора, операторы начали сливать воду из него ещё и через дренажную линию первого контура.

4:08

В этот момент было обнаружено, что задвижки на напоре аварийных насосов питательной воды закрыты, индикацию об их состоянии скрывала маркировочная ремонтная табличка, поднять которую операторы наконец догадались. Персонал понял, что аварийная питательная вода не поступает в парогенераторы, задвижки открыли и началось её поступление. То обстоятельство, что подача питательной воды в парогенераторы была прервана на 8 минут, само по себе не могло привести к серьёзным последствиям, но прибавило замешательства в действия персонала и отвлекло их внимание от опасных последствий заедания в открытом положении импульсного клапана в системе компенсации давления.

4:14

Отвлёкшиеся от основной проблемы операторы не придали значения нескольким признакам того, что предохранительный клапан не закрылся -- датчик температуры на его сбросной линии показывал превышение на 100 градусов, однако его показания были списаны на остаточный разогрев от сброса пара в начале события и на завышение датчиком показаний, что считалось обычным делом.

Также в это время было замечено срабатывание предохранительных мембран на барботёре из-за превышения в нём давления, в результате чего пар с высокими параметрами стал поступать в помещения гермооболочки.

4:38

Обходчики помещений реакторного отделения доложили, что включились насосы, откачивающие переполняющийся бак-приямок гермообъёма. Операторы на щите управления выключили их, всё ещё не понимая, что в помещениях гермообъёма большое количество воды.

4:50--5:00

Конечное состояние активной зоны реактора:

1 -- вход 1-й петли А

2 -- вход 2-й петли B

3 -- каверна

4 -- верхний слой частично сплавленных фрагментов ТВС

5 -- корка металл-топливо

6 -- расплавленный материал

7 -- нижний слой фрагментов окислившегося урана и циркония

8 -- вероятный объём урана, который стёк вниз

9 -- повреждённые гильзы внутриреакторного контроля

10 -- проплавленное отверстие в выгородке активной зоны

11 -- слой расплавленных конструкционных материалов на обводном участке внутрикорпусных устройств

12 -- повреждения плиты блока защитных труб

Ещё один косвенный признак течи первого контура был проигнорирован -- температура в помещениях гермооболочки выросла на 50 градусов, а избыточное давление превысило 0,003 кгс/смІ.

Также в это время было замечена ещё одна странность -- концентрация жидкого поглотителя, борной кислоты, в контуре сильно снизилась и, несмотря на полностью погружённые регулирующие стержни, начали расти показания приборов контроля нейтронного потока. Снижение концентрации борной кислоты также было последствием сильной течи. Операторы приступили к экстренному вводу бора, чтобы не допустить повторной критичности реактора, что было частично правильным решением, но не решающим главную проблему, которая до сих пор не была определена.

5:13

К этому времени циркуляция в первом контуре была настолько нарушена, что начали сильно вибрировать два из четырёх главных циркуляционных насоса, вследствие смешения в контуре воды и пара. Операторы выключили насосы, чтобы предотвратить их разрушение или повреждение трубопроводов первого контура.

5:45

По той же причине были выключены 2 оставшихся циркуляционных насоса первого контура. Принудительная циркуляция теплоносителя прекратилась.

Можно отметить, что отключение циркуляционных насосов в первом контуре реакторов с водой под давлением не должно приводить к прекращению циркуляции теплоносителя, должна продолжаться естественная циркуляция. Однако под крышкой реактора на этот момент накопился парогазовый пузырь, наличие которого вкупе с геометрическим расположением активной зоны и парогенераторов в конструкции данной ядерной установки воспрепятствовало возникновению естественной циркуляции в первом контуре.

6:18

Почти через 2,5 часа после начала событий, их причина была определена только что прибывшим инженером. Операторы закрыли отсечной клапан на линии импульсного клапана, заклинившего в открытом положении. Истечение теплоносителя из первого контура прекратилось. Однако разрушение оказавшейся к этому моменту оголённой активной зоны продолжалось, как показали впоследствии расчёты, её обнажившиеся 2/3 разогрелись до температуры свыше 2200 °C, что привело к быстрому окислению оболочек тепловыделяющих элементов (пароциркониевая реакция с выделением большого количества водорода) и в дальнейшем их обширному разрушению вследствие растворения диоксида урана цирконием и стеканию этой массы вниз. По оценкам специалистов окислилось примерно 1/3 общего количества циркония.

6:30

Операторы запросили у руководства разрешение на разведку работниками реакторного цеха в гермообъёме. К счастью, разрешение не было получено, вошедшие туда люди могли погибнуть.

7:10

В этот момент была зафиксирована высокая радиоактивность в первом контуре, что указывало на серьёзное повреждение оболочек ТВЭЛов.

К управляющему энергоблоком персоналу пришло первое понимание масштаба аварии.

7:20--8:00

Наконец вновь были запущены насосы аварийного охлаждения высокого давления, проработали 40 минут и отключились, закончился аварийный запас борированной воды. Однако она успела накрыть активную зону, предотвращая её дальнейшее разрушение, но это была лишь временная мера.

8:30--11:30

Операторы, поняв, что естественной циркуляции в контуре и теплоотвода от топлива по-прежнему нет, пытаются поднять давление, чтобы сконденсировать пар в контуре и запустить циркуляционные насосы, однако они не знают, что в нём скопилось большое количество неконденсирующихся газов, в первую очередь водорода.

Блочный щит управления вторым энергоблоком станции спустя несколько дней после аварии, идёт работа по её ликвидации.

11:40

Персоналом за неимением плана действий и мыслей в правильном направлении было принято решение осторожно и медленно сбрасывать давление в первом контуре для инициирования срабатывания гидроаккумуляторов, ещё одной, пассивной, системы безопасности. Весь последующий день они пытались это сделать, но фактически эти действия не имели успеха и лишь незначительное количество воды из гидроёмкостей попало в активную зону. Зато теперь из-за сброшенного давления невозможно было запустить циркуляционные насосы.

Также в течение дня имели место локальные загорания водорода в гермооболочке.

16:00

Наконец руководством станции было принято правильное решение -- поднимать давление в первом контуре и пытаться запустить циркуляционные насосы. Были вновь включены аварийные насосы высокого давления.

19:50

Операторы запустили один циркуляционный насос первого контура, который проработал всего 15 секунд, но успел забросить в активную зону несколько десятков кубометров воды, которая сконденсировала пар и позволила затем запустить циркуляционные насосы. В дальнейшем персонал не допускал ошибок, опасное количество водорода, накопившегося под крышкой реактора, было постепенно удалено. В состояние холодный останов реактор был переведён лишь через месяц.

4. Последствия

Ядерное топливо частично расплавилось, оно не прожгло корпус реактора, так что радиоактивные вещества, в основном, остались внутри. По разным оценкам, радиоактивность благородных газов, выброшенных в атмосферу, составила от 2,5 до 13 миллионов кюри (480Ч1015 Бк), однако выброс опасных нуклидов, таких как йод-131, был незначительным. Территория станции также была загрязнена радиоактивной водой, вытекшей из первого контура. Было решено, что в эвакуации населения, проживавшего рядом со станцией, нет необходимости, однако губернатор Пенсильвании посоветовал покинуть пятимильную (8 км) зону беременным женщинам и детям дошкольного возраста. Средняя эквивалентная доза радиации для людей живущих в 10-мильной (16 км) зоне составила 8 миллибэр (80 мкЗв) и не превысила 100 миллибэр (1 мЗв) для любого из жителей. Для сравнения, восемь миллибэр примерно соответствуют дозе, получаемой при флюорографии, а 100 миллибэр равны одной трети от средней дозы, получаемой жителем США за год за счёт фонового излучения.

Было проведено тщательное расследование обстоятельств аварии. Было признано, что операторы допустили ряд ошибок, которые серьёзно ухудшили ситуацию. Эти ошибки были вызваны тем, что они были перегружены информацией, часть которой не относилась к ситуации, а часть была просто неверной. После аварии были внесены изменения в систему подготовки операторов. Если до этого главное внимание уделялось умению оператора анализировать возникшую ситуацию и определять, чем вызвана проблема, то после аварии подготовка была сконцентрирована на выполнении оператором заранее определённых технологических процедур. Были также улучшены пульты управления и другое оборудование станции. На всех атомных станциях США были составлены планы действий на случай аварии, предусматривающие быстрое оповещение жителей в 10-мильной зоне.

Работы по устранению последствий аварии были начаты в августе 1979 года и официально завершены в декабре 1993 г. Они обошлись в 975 миллионов долларов США. Была проведена дезактивация территории станции, топливо было выгружено из реактора. Однако часть радиоактивной воды впиталась в бетон защитной оболочки, и эту радиоактивность практически невозможно удалить.

Эксплуатация другого реактора станции (TMI-1) была возобновлена в 1985 году.

Заключение

реактор майл айленд авария

С момента инцидента прошло уже более четверти века, но споры о его последствиях не утихают, хотя за счет занятой властями страны и штата "оборонительной" позиции и не идут с таким пылом, как сразу после аварии.

28 марта 1979 года на втором энергоблоке АЭС Three Mile Island, спустя всего три месяца после ее запуска, произошел взрыв. В результате произошел выброс в атмосферу радиоактивных продуктов, преимущественно инертных газов и йода.

По официальной информации, катастрофа не привела к какому-либо ущербу для здоровья людей, а также для растений и животных. Однако многие жители региона, где произошла авария, и активисты общественных организаций и экологи до сих пор оспаривают эту оценку.

Свыше 2 тысяч жителей района аварии подали коллективный судебный иск против владельцев АЭС , которая несколько раз переходила из рук в руки и ныне принадлежит корпорации "Экселон". Через суд они пытались добиться от операторов электростанции компенсации за ущерб, причиненный в результате аварии здоровью их детей.

Как отмечает Харви Вассерман, эксперт по проблеме аварии на АЭС в Пенсильвании и известный публицист, тогдашние хозяева АЭС "потихоньку выплатили миллионы долларов в виде компенсации ущерба местным жителям, дети которых рождались с генетическими отклонениями".

"Эти платежи были сделаны в обмен на молчание тех, кто их получил", - утверждает он.

В середине 1980-х жители трех округов, расположенных рядом с Three Mile Island, проголосовали в соотношении 3 против 1 за полное закрытие первого энергоблока этой АЭС, работа которого была приостановлена после аварии на втором блоке.

Администрация тогдашнего президента США Рональда Рейгана проигнорировала этот референдум и возобновила работу реактора, который функционирует и по сей день.

Необходимо понимать, что у любой медали есть 2 стороны. Атомная энергетика в несколько раз превосходит по мощности тепловую и гидроэнергетику, но если не соблюдать правила безопасности, последствия могут быть очень плачевными.

Список используемой литературы

1. О.Б.Самойлов, Г.Б.Усынин, А.М.Бахметьев «Безопасность ядерных энергетических установок» -- М.: Энергоатомиздат, 1989. -- С. 187--190. -- 280 с.

2. Три-Майл-Айленд - крупнейшая авария на АЭС в США. Режим доступа: http://bigpicture.ru/?p=132367

3.История АЭС. Режим доступа:

http://energ2010.narod.ru/Stati/Elektrostanciya/AES/Istoriya_Aes.html

Размещено на Allbest.ru