核泄漏的原因和后果及对策

2024-06-21

核泄漏的原因和后果及对策（共6篇）

核泄漏的原因和后果及对策篇1

核泄漏的原因和后果及对策

核工业主要由核燃料工业、核反应堆工业、核动力工业、放射性同位素生产以及辐射工业等部分组成，其重点还是核动力反应堆和核武器研制。核工业在生产过程中产生的放射性产品或废物失控，就有可能引起核泄漏。散布到环境中的放射性物质直接污染空气、土壤、水和动植物且难以清除，也可直接照射或污染或间接地进入人体。由于环境中的放射性物质难以清除和辐射对人体存在致癌效应、促癌效应和遗传效应，所以对经济生活、社会心理造成一定的影响。严重的核事故，对政治、经济、社会、环境及人体健康，均造成很大影响和不良后果。

一、核泄漏的主要原因

导致核泄漏的原因很多，概括起来有人为因素和技术原因以及自然灾害等几大类。

1、背景

当今世界上有众多的民用、军用核设施正在运转，生产、库存着大量的核燃料和核武器。目前，在全世界30多个国家和地区运行着近500座核电机组在运营中。估计已有二三十个国家已经掌握了核技术，有些国家还在研制核武器。据不完全统计，全世界约有3万多枚核弹头。在世界各地分布着数百万枚放射源，其中，就有数量可观的闲置或退役或报废源储存在废物库。此外，地下或海里储存了成千上万吨的高活性放射性废物。核动力卫星也有可能掉下来污染环境。

2、人为因素

人为因素如核实验、不正当利用核或辐射的恶意行为，核和辐射恐怖、操作失误等使辐射源失控而造成的辐射事故较多。

核实验是一种故意扩散放射性物质，污染环境的行为。几十年来，有核国家已在空中、地下或水下进行了近2000次核实验。一个小型核炸弹爆炸产生的放射性尘埃能够污染方圆几百公里，千吨级核炸弹产生的放射性大约需要一个月才逐渐沉积下来，污染几千公里。超级热核弹，需要一年以上的时间才沉积到地面，污染半个地球。在地下或水下进行的核试验将大面积污染土壤和水。

不正当利用是用放射性物质危害他人或进行恐怖活动，破坏核设施等恶意行为。

操作失误1986年4月26日发生的前苏联切尔诺贝利核电站事故，就是工作人员的操作失误直接导致的灾难。

2、技术原因

核和辐射技术是年轻的学科，核电站的真正应用也就经历了半个世纪，很多方面的技术也不太成熟。现在虽然因此，免不了出现一些技术问题。1979年3月28日凌晨4点钟，在美国宾夕法尼亚州哈里斯堡附近的三哩岛压水堆核电站2号反应堆的燃料元件熔化事故。还有英国温斯凯尔军用反应堆泄露事故也是技术原因引起的。

3、自然力量导致

地震、火灾、洪水、海啸、台风、火山喷发、雪崩、泥石流以及引力作用核动力卫星或航天器坠毁等自然力量或其它不可抗拒的因素导致放射性物质泄漏或失控。2011年3月11日在日本9级地震和海啸引起的宫城地区第一核电站几个机组的核泄漏就是由备用电源无法使用，从而冷却系统无法工作，导致堆芯过热造成的。

4、管理不善如巴西高亚那事故就是由废弃治疗机的137Cs源丢失后被破裂造成的。人们辐射危害认识不足或根本不了解，把发出蓝色光的137Cs粉末分发给亲朋好友，涂抹在嘴唇、眉毛甚至涂抹在食品上食用等，最终导致。也有不法分子走私核物质等。

二、核物质扩散的主要途径

除了核战争、核实验、核恐怖等放射性物质扩散污染外，反应堆泄漏事件波及面较大。因为它的用途比较多，可以用来生产一些核燃料和人工放射性核素。又可以用于做核物理、辐射化学、放射生物学、工程物理学等方面的实验研究以及微量元素的中子活化；利用堆内核反应产生的大量热能可以用来推动汽轮发电机发电，或作为潜水艇以及其他舰船的动力等。

反应堆产生大量的裂变产物，现在所能利用的只不过是其中的一小部分。正常运行中产生的中子、γ、β、轫致辐射、淹没辐射和内转换电子产生的电磁辐射以及在反应堆内生成的气体放射性核素85Kr、133Xe、131I、41Ar、3H和14C等，只对某些区域的工作人员、维修人员和辐射防护人员产生一些以外照射为主的照射，而对外界不会有辐射影响。但是，裂变反应失去控制就很可能引起爆炸。

由于反应堆体用的水、气、控制棒、传动系统、中子注量率、参数监视系统、辐射剂量监测系统和报警系统都是自动控制的，所以操作失控事故很少。而且燃料元件自身缺陷引起的事故就更少。燃料元件的包壳破裂或烧结、熔化的事故较多，主要是由失水或冷却剂通道阻塞引起的。如果得不到及时、有效地控制则引起核泄漏，造成污染环境和公众受照。

1、由空气扩散

包围地球的大气层的低层是对流层，其高度在赤道上空距海平面约16公里、两极地区约8公里，云、风、雨等一切天气变化都发生这一层。在对流层顶的下面赤道附近南北两个半球存在着以时速800公里自西向东吹的非常强劲而稳定的两股迂回弯曲路线的风。当这股风的某一气团离开路线向南或向北移动时，由于科里奥利效应在北半球引起沿顺时针方向的旋风、而在南半球引起沿逆时针方向的旋风，即台风或飓风。它们对低层气团的运动有非常大的影响。在事故情况下，泄漏的裂变产物在空气中形成放射性气溶胶或气载物质，随着气流蔓延，所到之处对居民全身的外照射，以及吸入被污染的空气造成的内照射。

2、由土壤扩散

核泄漏对土壤的直接渗透是局部的、扩散也是有限的，但是通过地下水的扩散却不能忽视，地下水是岩石和土壤层中的放射性核素的扩散介质。在地下水中3H的迁移速度与水流速度相同，90Sr较慢、137Cs则通常被土壤所吸附。而大气中放射性灰尘的沉降则是广泛的，70％以上的90Sr分布在0—8㎝土壤表层中，向下层仍有分布。而137Cs则100%地聚集在0—6㎝的土壤表层，不向下层土壤移动，尤其是在质地较细的草甸土中，100%地积累在1㎝的最表层中。沉积在地表上的放射性尘埃对居民造成的外照射，还通过食入被放射性核素污染土壤中的蔬菜、粮食、水果以及食入污染植物动物肉和奶等生物链及食物链进入人体。

3、由水扩散

进入海洋、湖泊、江河等水体的放射性物质的扩散各有其特点。放射性污染物在海洋中主要以水平方向扩散为主，在垂直方向上通常保持在一定的厚度层内，因此垂直扩散则较缓慢。由于在海洋中存在着宽约80公里、深约0.8公里、每小时以6.4公里的速度沿着赤道朝正东方向运行数千公里的一股又细又直的克里威尔海流；以及科里奥利效应引起的在北半球的大洋中的海流是沿顺时针方向绕一个大圈运行的，而在南半球的大洋中则是沿逆时针方向；此外，海底还存在着从南冰洋和北冰洋流向赤道的环流等，所以，进入海洋的放射性物质的扩散与湖泊、江河等水体中扩散有着很大的区别。由于风的作用海洋表面10—200米深度的水层中放射性物质的扩散迅速而完全且均匀。在不同的海域水平扩散速度每天约为5—140公里不等，而垂直扩散速度为30—60米或更慢。

河水中的放射性物质在平流作用下沿水流方向迁移的同时，在湍流的作用下与水流垂直方向也扩散。放射性污染物首先在垂直方向上混合均匀，然后再横向混合均匀，先被吸附在悬浮的固体颗粒上，而后再一同沉降到河底。由河流携带的污染物质首先在河口附近随淡水在表层流动，然后在湍流和潮流的作用下进入海湾并滞留较长时间，有的可达一年以上。所以，放射性物质多沉积在海岸一带，此后向海洋扩散并流入外海。

一般情况下，湖水流速缓慢，污染物在湖泊中的停滞时间可能比海湾还要长。湖泊中的放射性水平与污染物的浓度、停滞时间、湖泊的大小和形状以及深浅有关。

放射性物质进入水体以后，有一部分将被水生物吸收。大部分水生植物对放射性核素的吸收和解吸都相当快，也相当完全。因此，大量的放射性物质能储积在水生植物，从而又增加了水生动物的体内放射性含量，这是人类食物链污染的一个重要环节。

4、植物中的分布

植物主要从大气和水及土壤中直接或间接地摄取放射性核素。大气中放射性核素随灰尘、雨水沉降到植物地上部分，其中少量可溶部分被植物吸收；而其余部分则附着在植物表面，在风雨作用下落到地表后，从土壤中通过根部吸收再转移到植物地上部分。137Cs被植物叶部吸收程度比90Sr大。植物从土壤中摄取放射性核素的程度，取决于核素的化学形式、植物新陈代谢过程对这种核素的需要程度及土壤的物理化学因素。植物从土壤中摄取的鍶多、铯次之，而鈈少。草本植物放射性核素含量，春季生长期最高、开花结穗或结实期下降、秋季再上升。砂性土壤上生长的植物对放射性核素的摄取量高。地衣对大气中各种微量元素有高度的浓集作用。131I容易被植物直接吸收，当生长旺盛的牧草被污染时，将引起牛奶中131I含量显著升高。禾谷类在抽穗期至成熟期，附着在果穗表面的放射性核素一部分转移到籽实中。多年生植物对放射性核素有较高的累积量。海洋植物对Mn、Zn、Fe、I、Ce、Pu及Zr—Nb的浓集能力强。各类淡水植物中，以单细胞藻的浓集能力最强。一般情况下淡水高等植物浓集232Th比226Ra和238U更多些。在淡水中藻、丝藻类放射性含量比高等植物高、水生植物比水生动物高。

5、动物体内的分布

空气、水和植物的放射性污染，可能导致放射性物质进入动物机体，并在体内蓄积。此外，土地污染程度的不同，同样也影响着动物群体对放射性核素的积累。放射性核素在动物体内的分布主要取决于放射性核素在动物种群生存环境的污染水平和分布的类型、动物种系及其生物学特征、动物在生态系统的食物链中所处的营养层以及放射性核素的化学性质。在鱼、两栖类、爬虫和哺乳动物的放射性核素含量有很大差别。不同纲的动物也表现了放射性核素积累水平的明显差别。90Sr在不同种动物体内积累的差别可能主要取决于它们不同的寿命和矿物质代谢作用的特点。长期在核企业附近放牧的牛羊，其体内含有相当数量的放射性核素，其中最危害的主要是90Sr。90Sr在反刍动物骨骼中的积累基本上取决于动物的种和生长龄。对90Sr积累最多的是幼龄动物骨组织和肌肉，绵羊骨中比山羊骨中积累稍高些。另外，山羊肌肉中的积累量比绵羊肉的为多。牛对90Sr摄入量明显地取决于植物群落类型、饲料成分及饲料地的利用情况。在天然草甸上放牧的牛，90Sr摄入量比其他方式饲养的牛高出1.3~4.4倍，奶中的90Sr含量也高40%左右。

海洋中的软体动物对碘等放射性核素具有较强的浓集能力，而甲壳动物则对钴的浓集能力较强。蛤、牡蛎、扇贝和一些蟹类，能浓集较大量的90Sr，主要分布在虾蟹等的贝壳等硬组织内。60Co一般浓集于海产品的可食用组织内。鱼类中90Sr主要分布在骨和鳞中。

6、人体中的分布

人体重量的99.95%是由氧、碳、氢、氮、磷、钾、钠、钙、氯、镁、铁等12种元素构成的，其他还有氟、铬、锌、锰、铜、碘、钴、钼和硒等，但含量较低；而人体血液则含有约60余种元素。人体及其血液中的各种元素的含量与地壳中这些元素的含量分布规律十分相似，人与自然的这种统一、平衡关系是保持人体健康的最基本的条件。以不同的途径进入体内的放射性核素，随着血液循环分布到全身各个组织或器官中。

吸入的放射性物质，除有一部分直接被呼出外，其余的则在呼吸系统的各段沉积下来。其中一部分直接进入体液，另一部分由粘液—纤毛转移到消化道被吸收后剩余部分将进入体液。

食入的放射性物质如果是非转移性的，则其中大部分将通过胃肠道随粪便排出。如果是转移性的，那么大部分将主要由小肠吸收而进入体液。此外，吸入的放射性物质由气管排出后被咽下也是一种食入途径。

渗入皮肤的放射性核素主要是透过皮下组织后被吸收而进入体液。从呼吸道和胃肠道转移到体液的放射性核素中，未沉积的那一部分核素则通过肾、肝、肠、皮肤或肺，随尿、粪便、汗或呼出气排出体外。体液中的放射性核素一部分通过肾、肝、肠、皮肤或肺排出，其余的将沉积在它所亲和的那个器官中。也有少数重要的放射性物质，是全身均匀分布的。放射性核素沉积的组织和器官，本身就像一个放射源，不尽受到它本身的放射性核素的照射，而且同时还受到其他组织和器官的放射性核素的照射。由于各种核素的化学形式及性质、不同组织或器官的代谢等原因，并非均匀地分布于全身各组织器官，而是表现出互相各自具有不同的亲和力。

进入体内的3H和137Cs等相对均匀地分布在全身各器官或组织中。137Cs在摄入的早期体内各器官或组织中的滞留有些差异，但到10天后，分布便基本呈均匀态，约80%沉积在肌肉、8%在骨骼中。成人体内137Cs的有效半减期一般为50—200天，儿童较短，新生儿为10天。232Th等则90%沉积于肝脏，可导致肝癌。90Sr、239Pu等核素主要蓄积在骨骼内，放出的β粒子或α粒子的持续性照射可诱发骨肉瘤。由于锶的化学性质近于钙，属于极毒类放射性同位素，进入骨骼后代谢很慢，在体内呆大半辈子，无法排出。聚集到一定浓度后可能引起白血病和癌症。238U、106Ru等放射性核素主要分布在肾，它们都能引起不同程度的放射损伤。131I主要沉积在甲状腺，半衰期为7.6天，可引起甲状腺癌。但是，比χ、γ射线外照射引起甲状腺癌的1/3到1/5。一般成人体内碘含量约11㎎，甲状腺中含10㎎。

三、核泄漏的主要的后果

核泄漏导致的后果与泄漏方式、量和范围以及环境情况、气象条件等诸多因素有关。严重的核泄漏事故，除了直接造成人员伤亡外，还会引起潜伏期较长的癌症为主的恶性疾病和遗传性疾病、以及人们心理恐慌和社会经济秩序混乱。

1、污染我们的生存环境较大的核泄漏事故造成的环境污染所产生的后果，无论是在持续时间上还是在波及范围上都比它直接照射产生的后果更严重。严重核泄漏事故的清除处理，非短时间内可结束，有的需要几年、几十年甚至更长。象137Se、90Sr、239Pu较长寿命的核素，对自然界造成的危害恐怕200年也难消除。切尔诺贝利核电站事故造成了广泛的地区放射性污染，气载放射性物质通过风力、雨水等各种传播途径，迅速扩散到苏联西部以及欧洲大部分地区。事故地点周围30公里范围成了死亡地带。

2、引起有害的辐射生物效应核泄漏事故发生后控制放射性物质扩散很难，可引起受照者造血功能障碍、神经系统损伤等近期效应；也可诱发可怕的癌症或恶性肿瘤等持久的威胁健康和生命的远期效应；还导致破坏遗传基因、先天性遗传性，引起后代死亡或各种疾病等遗传效应。核试验的经验教训确认早期落下灰可引起确定性效应和随机性效应，明显增加甲状腺癌特别是对儿童的诱发率。因此，辐射的远期效应，特别是致癌和遗传效应，要进行数十年甚至终生观察才能作出科学评价。切尔诺贝利核电站事故波及到的地区约10万人进行了人工流产。从理论上来讲，核辐射对人体机能的损害可以在人体内潜伏40年以上。

事故发生后，短期内危害较大的核裂变产物是131I，受照的主要器官是甲状腺；事故后，较长时间内污染环境的核裂变产物是137Cs和90Sr等，受照的主要部位是人体全身和骨髓。

3、可造成巨大的经济损失较大的核事故所造成的经济损失巨大。为处理切尔诺贝利核电站事故前苏联政府动用了全苏必要的科学、技术及经济方面的应变力量。还有7000多个辐射实验室、防疫站及各类科研和实际工作机构，在前苏联境内进行辐射监测。控制和消除事故后果，及救助居民的工作、应急措施与恢复工作，共动用了60余万人。其中就有1964个医疗分队，22000余名各类医务人员，1200多名大学生和1600余名科技和工程技术人员以及许多辐射安全专家。还动用了野战部队及防化、工程兵、通讯兵、军用气象部门及运输汽车、飞机等苏军兵力就近34万人。撤走近12万居民外，为保证牲畜和牛奶免受放射性污染，还动用了几千台卡车将事故点周围30公里范围内的10万多头牛运往污染较轻的地区。可造成的经济损失总计已经超过数千亿美元。事故善后工作，特别是辐射远期效应的研究仍在继续。可见核事故救援及善后工作，要投入的力量是巨大的。

4、对公众的社会心理影响更大

几次重大核事故的经验证明，核事故也可造成很大社会心理影响，引起人群心理紊乱、焦虑、恐慌和长期慢性心理应激。这种不良的社会心理效应，其危害可能比辐射本身导致的后果更严重。由于核武器首次直接用于战争，已经留下了可怕的印象和后果；已经发生的核事故尤其是军用核事故一般不公开其影响和后果，公众对核和辐射事件特别忧虑。这种害怕心理导致以精神、消化及泌尿等系统的心理应激综合症，并演变为焦虑、自我意识障碍及尿中儿茶酚胺水平增高等慢性心理应激综合症。切尔诺贝利核电站事故后，由于社会心理效应，出现大部分人员有应激、焦虑、抑郁、神经衰弱及精神或植物神经紊乱等，甚至还出现了射线恐怖症。还出现了心情不安、纪律松散、易受刺激，借助酒、镇静剂或麻醉剂等摆脱不安情绪、无组织、无计划地自发逃离或企图离开污染区，有的则疏散后偷偷回来居住, 生活在核污染区。对有关辐射情况的报道特别关注，但又对某些报道的可靠性表示怀疑所谓的隐性恐慌症。由于害怕辐射对胎儿的不利影响，人工流产数明显增加，对自身和亲人尤其是婴儿的健康多疑，总认为健康状况恶化，担心长肿瘤；同时，调查表明，事故最重要的健康影响是心理应急，最苦恼的人是居住在离核电站附近又有学龄前儿童的母亲。事故中心地区人员自发逃离，有些人无计划地四处投奔亲友，大量人争购火车票和飞机票，造成交通拥挤及社会混乱；人们盲目提取存款，有的银行开门仅2小时就已将款提空，加重了紧张气氛；宗教意识也以多种形式活跃起来。有些临国也受影响，争先抢购粮食和其他食品，盲目使用碘剂和抗辐射药品。切尔诺贝利核电站事故造成了很大的不良社会心理影响，事故后果对公众的精神压力大，心理损伤重，社会心理效应强烈，持续时间还要长。

5、公众对核和辐射的重新审视

核事故和核泄露等事件使人们重新审视核电与核设施的安全问题。一旦发生事故，造成的危害是长期的甚至是全球性的。在美国，核武器试验引起长期的公众恐惧和社会动荡，并对政府进行谴责，包括诉讼。切尔诺贝利核电站事故进一步促使公众对国家的其他核设施的安全及辐射影响更加关注。公众对政府核能政策的支持率明显降低，反核力量增强。从而公众对政府失去了信任，在事故期间对政府的号召、报道根本就不相信，只相信医务人员说服的尴尬局面。事故造成了公众不信任政府和本国科学家的不利局面，甚至把事故的发生及善后处理措施等，作为攻击政府的借口和手段，加剧了政治上的动荡与不安。

三、公众应急防护的一般措施

对周围居民来说，采取辐射防护措施的依据是辐射监测情报。应根据不同的辐射水平采取不同的防护措施。如果环境辐射水平低于通常的限制水平时，就不必采取防护措施。如果环境辐射水平达到或者超过所规定的警报水平时，就应当迅速通知周围居民关闭门窗，这可以使居民受到的辐射剂量减少到1/5；或者通知居民执行撤离计划。

1、自我防护方法

空气有放射性污染时，屋外人员可利用口罩、手帕、毛巾、纸等捂住口鼻，对呼吸道进行防护，可使吸入的放射性核素所致剂量减少到1/10。日常服装、雨衣、帽子、头巾、手套和靴子等也可防止或减少体表污染。回去后脱下衣物装好袋以免污染扩散，也便于日后进行污染监测或处理，然后迅速淋浴冲澡、更换衣服后尽快撤离。室内人员可关闭门窗和通风系统，可降低吸入放射性核素剂量2倍，减少体内污染，也可降低沉降放射性核素外照射1/2~1/10，几个小时后要通风。在2天以内可防止的剂量为10 mSv，但不超过12——24小时。

2、服用稳定性碘保护甲状腺

成人一次服用100㎎稳定性碘碘（相当于130㎎KI或170㎎KIO3），一般在5~30分钟内就可阻止甲状腺对放射性碘的吸收，大约在一周后对碘的吸收恢复正常。在摄入放射性碘前6个小时服用，效果100%；同时服用效果90%；摄入后6小时给药，可使甲状腺剂量减少约50%；摄入后12小时给药，预期防护效果很小；24小时后给药，已基本没有防护效果。

碘化钾（KI）可以减少放射性碘同位素进入甲状腺。少数人可能有过敏反应。130㎎碘化钾（KI）相当于100㎎稳定性碘，每日1次、大约服用一周，但不要超过10次。碘化钾有效期较长，必要时可事先保存使用。事故之前要服用碘化钾，可以使131I在甲状腺内的沉积量减少。服用30mg碘化钾大约需要2小时后才能完全封闭甲状腺。服用100mg碘化钾30分钟后就可以完全封闭甲状腺。在事故发生后立即服用碘化钾250mg，连续服用8天，这可以使甲状腺受131I的照射剂量减少到1%。

碘酸钾（KIO3）也可以减少放射性碘同位素进入甲状腺。170㎎碘酸钾相当于100㎎稳定性碘。碘酸钾的有效期也较长。

在没有稳定性碘碘、碘化钾或碘酸钾的情况下，含碘药品或食品如碘含片、卢氏液及海带等代替，或用碘酒涂抹皮肤，也可取得一定的防护效果。

3、撤离

从核泄漏现场迅速撤离是避免或减少各种途径照射的最有效的防护对策。在不长于1周的期间内可临时撤离，当一周内累积剂量有可能超过50—100mSv时应考虑撤离，并迁到更好一些的居住设施内。当遭受已沉降的放射性核素的持续照射时，为避免在几个月内接受不必要的高剂量照射，从受污染地区避迁。1个月内可以防止的剂量为30 mSv和10 mSv。主要是让短寿命核素衰变。但不能长于1年，否则缩短人们的预期寿命。

4、永久性重新定居

如果预计在1年或2年之内，月累积剂量不会降低到10 mSv以下，则应考虑实施不再返回原来家园的再定居。当预计终身剂量可能会超过1Sv时，也应考虑实施永久再定居。主要是长寿命核素无法消除。

6、对食品和水的去污

控制饮食：碘—131在释放后48小时就牛奶中出现。受污染的食物，如牛奶、水果、蔬菜、谷物，可采用加工、洗消、去皮等方法除污染，也可在低温下保存，使短寿命的核素自行蜕变。

7、加强辐射防护意识或知识

在核和辐射突发事件的处置过程中，政府和救援人员加强与公众的沟通十分重要。把事件情况、处理措施、结果预测等及时、明确通报给公众，尽量减轻公众社会心理影响。让公众代表或个人参加环境和食品等的辐射监测、剂量估算以及防护措施的实施等，使公众了解实情、增强信心。

8、清除污染

辐射防护除了保护工作人员和公众及其他们的后代以外，还有一个重要的责任就是保护我们人类和其他生物赖以生存唯一家园地球环境。保持整个自然环境的原生态状况和清洁、协调，与核辐射的应用和防护密切相关。尤其是放射性废物对环境的污染和生态系统的破坏，将对人类造成严重的后果。什么是核泄漏有什么危害？

核电是一种清洁、高效和相对安全的能源。核电站发生核泄漏事故，是指核反应堆里的放射性物质外泄，造成环境污染并使公众受到辐射危害。因此，掌握一点应对核泄漏的知识以防不测还是必要的。核泄漏一般的情况对人员的影响表现在核辐射,也叫做放射性物质,放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射，核爆炸和核事故都有核辐射。它有a,b和y三种辐射形式。a辐射只要用一张纸就能挡住，但吸入体内危害大；b辐射是高速电子，皮肤沾上后烧伤明显；y辐射和X射线相似，能穿透人体和建筑物，危害距离远。宇宙、自然界能产生放射性的物质不少，但危害都不太大，只有核爆炸或核电站事故泄漏的放射性物质才能大范围地对人员造成伤亡。放射性物质可通过呼吸吸入，皮肤伤口及消化道吸收进入体内，引起内辐射，y辐射可穿透一定距离被机体吸收，使人员受到外照射伤害。内外照射形成放射病的症状有：疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率，影响几代人的健康。一般讲，身体接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、致畸风险越大。

核泄漏的原因和后果及对策篇2

关键词：电厂锅炉,泄漏,原因,对策

锅炉是人们工作和生活当中常用的一种热能供给装置和能量转化介质, 锅炉质量的好坏, 功能是否强大, 都对电厂的发电质量和效率有着重要的影响。在社会生产和人们生活日臻依赖于电力的今天, 必须加强对电厂锅炉泄漏事故的原因分析工作, 有效防止这种现象的出现, 充分发挥出电厂锅炉应有的作用, 保障工业和居民的供电。

1 电厂锅炉泄漏原因分析

1.1 燃料的质量问题

在经济发展和社会建设的进程不断向前推进的过程中, 各种电力仪器和设备被发明创造出来, 并在不断的试验和实践过程中走向成熟, 渐渐融入到人们的工作和生活当中, 由此, 人们对电力需求量也越来越大。电厂锅炉是电厂发电所需的一种重要的热能供给装置。为了给电厂发电提供充足的热能, 锅炉需要消耗大量像煤这样的燃料。在对一些锅炉泄漏的原因进行研究和分析时, 发现一些缺口和裂纹的出现, 与电厂所使用的燃料有关。一些燃料在开采和提炼的过程中, 由于技术上问题, 所提炼出来的燃料中, 含有过量的硫元素。同时, 由于某些锅炉燃烧技术比较落后, 致使这些燃料在燃烧的过程中, 在锅炉水冷壁上残留了大量的硫元素。在高温环境下, 这些硫元素就容易与锅炉壁中的铁元素发生硫化反应, 从而腐蚀了锅炉壁, 产生裂纹和缺口, 最终导致锅炉的泄漏。

1.2 锅炉检修周期安排不当

鉴于锅炉在电厂发电时的重要性, 一些电厂为了保障锅炉的质量, 频繁地对其进行检修。在人们日益增长的供电需求的推动下, 许多电厂的锅炉在结构、尺寸和功能上都较以往上了一个新的台阶。这也使得电厂每次检修工作都需要耗费工作人员大量的时间和精力。一些电厂的锅炉检测人员, 由于技术水平和经验上的限制, 在锅炉检修的过程中, 频繁地进行锅炉的开启和关闭, 使水冷壁焊接金属出现了应力集中的现象, 最终导致裂纹及缺口的出现, 使锅炉泄漏。另外, 对锅炉的检修工作如果过于频繁, 在经常性的摩擦和外力的影响下, 加速了锅炉中某些部件的疲劳损伤, 降低了这些零件的寿命, 使锅炉在运行的过程中出现破损的几率加大。

1.3 锅炉自身质量的问题

在快速发展的经济和科技的推动下, 我国锅炉设计制造技术水平已经有了很大程度的提升, 锅炉在质量和功能上都较以往有了新的进步和发展。但一些电厂仍旧在使用陈旧的锅炉, 尽管这些锅炉在功能上基本能够满足电厂的发电需求, 但在使用的过程中, 经常会由于锅炉本身设计及制造上的缺陷, 导致很多问题的发生, 其中也包含锅炉泄漏的问题。另外, 一些锅炉制造厂商在设计和制造锅炉的过程中, 在锅炉的材质、工艺等方面动了手脚, 尽管这样给企业自身减少了大量的锅炉设计和制造成本, 但由此生产出来的锅炉在质量和功能上缺乏保障。这些不合格的锅炉在使用的过程中, 由于密封性、承载能力等方面的性能满足不了相关的要求, 就很容易出现锅炉泄漏的情况。

2 锅炉泄漏的危害

2.1 对电厂发电的影响

现代电厂所用的锅炉尺寸大、结构复杂、功能多, 在发电过程中扮演着重要的角色。由于电厂锅炉的价格较为高昂, 一旦锅炉出现泄漏的现象, 不仅会给电厂带来高额的检修费用, 同时, 由于锅炉在检修、调整、装配时需要耗费大量的时间, 就会影响电厂电网所覆盖区域的电力供应, 造成电厂经济效益和企业声誉上的损失。

2.2 对工作人员的危害

由于现代电厂所使用的锅炉体积较大, 锅炉在运行的过程中会产生大量的高温物质。一旦锅炉泄漏, 周围的工作人员在没有充足防备的情况下, 就容易被泄漏出来的高温物质烫伤、烧伤。同时, 这些高温物质在与锅炉周围的其他设备接触的过程中, 还会造成电路的损坏, 引起可燃物的燃烧, 同样对工作人员的生命财产安全带来损害。

2.3 给环境带来的不利影响

在一些电厂中, 锅炉房的布置缺乏科学的考良。一旦这些锅炉在运行的过程中出现泄漏的现象, 大量高温物质与周围物体的接触, 特别是与燃料冲撞, 容易激起粉尘, 并可能引起燃烧和爆炸现象。物体冲撞产生的粉尘, 以及燃烧爆炸时产生的气体和高速飞旋的物体, 不仅造成周围空气的污染, 同时还对周围建筑物和人群的安全构成威胁。

3 锅炉泄漏的处理对策

3.1 对锅炉的检修工作进行科学的管理

针对锅炉检修过程中所存在的由于检修周期安排及检修作业的不合理现象, 有关部门要对这些行为的后果作全面的分析, 加强对锅炉检修周期及检修技术的研究, 制定和完善锅炉检修制度。防止出现由于检修周期过于频繁而造成的锅炉泄漏的现象出现。同时, 在对锅炉检修人员进行技术培训和品德教育的过程中, 要针对当前锅炉运行和管理中的问题与工作人员作深入的交流, 为工作人员提供更多的知识学习和经验积累的机会, 从而提升检修人员的工作质量和效率。另外, 在检修内容的调整上, 要将检修的重点转移到锅炉实际运行过程中常出现问题的方面, 去除一些不必要的检修项目, 减少企业的检修成本。

3.2 提升锅炉燃料的质量

随着信息技术的发展和国际市场的开放, 我国与其他国家在技术和信息上的交流越来越频繁, 我国的燃料提炼水平和燃烧技术也得到了很大程度的提升。针对由于燃料质量问题而导致的锅炉泄漏问题, 相关电厂要加强对燃料供给部门的监管, 保障燃料供给渠道的合法性、正规性, 提升锅炉运行过程中所使用的燃料质量。在对燃烧技术进行改进的同时, 加强对锅炉燃料燃烧作业人员的监管, 以减少硫元素在锅炉壁上的富集, 防止锅炉泄漏问题的出现。

3.3 提升锅炉设计和制造技术水平

在当今社会快速发展的步伐的带动下, 人们在机械制造技术、材料科学等领域都取得了突破性的进展。许多高新机械制造技术和工程材料被运用到锅炉的设计制造当中, 给锅炉的发展带来了契机。一些电厂锅泄漏的原因, 不仅与工作人员的技术水品和操纵方式有关, 同时还与锅炉自身的质量有很大的关系。许多电厂所使用的锅炉在结构、选材等方面存在着很多问题, 同时在锅炉制造工艺和装配手段的使用上也有很大的漏洞, 这就导致制造出来的锅炉在承载能力、耐蚀性等性能达不到相关的技术要求和使用要求。为了保障锅炉工作的质量和效率, 提升锅炉的寿命, 必须加强对锅炉设计及制造技术的研究工作, 提高锅炉的质量。

4 结束语

锅炉是电厂发电中的重要一环, 其质量和寿命直接影响着电厂的经济效益和环境效益。鉴于锅炉泄漏对电厂发电的不利影响, 相关部门必须加强对锅炉泄漏原因的分析及对相应处理对策的研究, 切实提升锅炉的质量, 保障电厂发电工作正常稳步的进行, 推动我国社会和经济的发展。

参考文献

[1]华东电业管理局.锅炉运行技术问答[M].北京:中国电力出版社, 2009:258-261.

[2]孙立伟.电厂锅炉冷水壁渗漏故障的检修与排除[J].电力设备技术资讯, 2011 (2) :121-123.

核泄漏的原因和后果及对策篇3

首先根据切尔若贝利核电站事故的经验，在全世界范围内来说，一个地点的核电站即便出现超大剂量的核物质泄露，对几千公里公里以外的人的生理影响是极为有限的，所以对核泄漏事件不用恐慌。现在说正题。

现在人类投入商业使用的核反应堆统统都是裂变堆，以放射性重元素物质铀，钚，钍为核燃料，这些核燃料都是对人体有强烈危害，并可以致人死亡的。裂变堆按照慢化剂分类，又可以分为轻水堆，重水堆和石墨堆。轻水就是普通水。轻水堆又可以分为沸水堆和压水堆。沸水堆只有一个循环回路，简单说就是核燃料发热后，纯净水被注入反应炉，被加热以后变为蒸汽，随后通过管道推动汽轮机转动，带动发电机发电。沸水堆中的压力大约在70个大气压左右。

图1，沸水堆图解

压水堆则有两个循环回路，核燃料首先加热第一回路中的冷却剂，随后冷却剂通过第一回路和第二回路之间的热交换器，把能量传给第二回路。第一回路的冷却剂随后又回到反应炉中进行下一个循环。第二回路中的水在热交换器中被加热变成蒸汽以后，推动汽轮机转动继而带动发电机发电。压水堆的第一个回路中的压力在120-160个大气压左右，压力大概比沸水堆高一倍，以防沸腾。大概“压水”这个名字就是这样来的吧。

从结构上看，沸水堆少一个回路，结构上要简单一半，而且省去了容易出问题的热交换器，经济效率也不错。体积小，效率高，造价低，看起来真是轻水堆的不二人选。

但是实际上，这玩意儿有点不安全。怎么不安全？这东西的反应炉出口直接通向了汽轮机，在核燃料中被加热，带上了核辐射的水，奔着汽轮机就去了。一旦某个环节密封不好，比如汽轮机上的各种轴承阀门出了点小纰漏，泄露出来的蒸汽那都是有危险的。所以为了保险起见，还专门安装了更复杂的密封设备。

偏偏这次出事故的福岛第一核电站的一号和二号几组，都是沸水堆。

上次沸水堆出名，还是切尔若贝利核电站的时候。但是不同的地方是，切尔若贝利核电站使用的是苏联特有的石墨沸水堆，石墨做慢化剂，水做冷却剂。一个回路就直接把热能带出来。

回到正题上来。

重点是在今天福岛核电站爆炸这事上。日本政府对爆炸这事遮遮掩掩的，半天没说清楚爆炸的原因和位置，也就激发了我的好奇心，根据新闻里的只言片语，做了一次推理。最先看到的新闻是这条：“东京电力公司3月12日说，当天下午福岛第一核电站1号机组内传出爆炸声并冒出白烟，事故导致4人受伤，初步认定为冷却用氢气爆炸。”

好，正常情况下，一个核电站的什么地方需要用到氢气冷却呢？我上面已经说了，沸水堆在原理上，是用水来冷却反应炉的，所以肯定不是在核反应堆上。

不用在核反应堆上，那还有哪里需要冷却呢？答案是汽轮机。由于汽轮机的工作转速很高，在3000转每分钟左右，因此叶片不能设计的太长，不然离心力吃不消，所以汽轮机的轴就设计的很长，多放几个叶盘，以便让蒸汽多做一点功。

因为轴太长转速又高了，所以中间的那部分散热就不太容易。有人一拍脑袋，设计了中空的轴，里面通氢气冷却。用氢气的原因是，这种气体质量小，导热率高，又省钱又高效。唯一的缺点就是，不安全。怎么又不安全了？

因为氢气只要混入空气中，浓度达到4%，就可以发生爆炸。最有名的氢气爆炸，是1937年的兴登堡号飞艇爆炸事故，当时就死了36个人。化学实验室里也偶尔做氢气爆炸实验，它的热值很高，高达40200千卡/公斤(脂肪的热量才只有约9000千卡/公斤)，所以一点氢气炸起来就惊天动地。

而这次的爆炸规模大家也看到了。如果真的如新闻里所说氢气爆炸，那么汽轮机和发电机部分应该已经被炸成零件状态了。

有人说怎么不用安全的氦气，这里要说明，因为氢气比氦气便宜，商业上是需要考虑成本的。

危险的不仅是氢气爆炸，而更严重的是，这个沸水堆只有一个回路，核反应堆跟汽轮机是直接通过管道连通的。也就是说，那一炸，核泄漏就是必然的了，问题之在于，泄露了多少。这个我也只能估计了。水蒸气能携带的核辐射有限，而且很快就在大气层里稀释了，没多大危险。而新闻里说，当地震发生时，反应堆就马上停机，一个小时以后，海啸才摧毁了备用电源，就是说这段时间里，汽轮机里可能已经没有多少水蒸气了。

但是，天知道那一炸的时候，有没有核燃料从管道里被冲击波挤出来然后扩散开去。日本政府不说，我也只能靠还没被限制的新闻数据里猜了。新浪新闻说：“该核电站正门附近的辐射量达到正常值70倍以上，1号机组的中央控制室则已升至约1000倍”。

从我手上的一些辐射数据推算，核电站工作人员每年遭受核辐射的剂量是1.12mSv，1000倍的话就是1120mSv每年，核电厂大门外则是78.4mSv每年。而职业接受剂量的上限是50mSv每年，公众为5mSv每年。也就是说，这玩意儿严重超标了。

炸个相连的汽轮机就超标到这个份上？有可能，因为这个堆是70年代建成的老堆了，汽轮机和管道上沾染的的核辐射应该积了不少。这一炸，什么陈年老窖都炸出来了，也就包括这积累在机器上的核辐射。

不过这种核辐射是不用太担心的，这属于沾染式污染。我记得没错的话，英国的核处理工厂是把这些东西打包深埋就行了。它不是持久、高剂量的放射性污染源。

只是过了没多久，我又看到一条新的新闻：“事故原因是反应堆堆芯产生的水蒸气外泄至容器外，产生的氢气和建筑物内的氧气发生剧烈反应，导致爆炸。而不是东京电力公司说明的那样，是由于冷却用氢气产生的爆炸。”

看到这条，我头一下就大了。第一反应是：反应炉里面产生的氢漏出来炸了，没准连炉子一块炸飞了。

以我浅薄的化学见识，核反应炉里产生氢气，有两个可能，要么是1000度以上的高温直接把水分子裂解成了氢原子和氧原子，随后形成了氢气和氧气，要么是核燃料包壳里的金属锆被水蒸气氧化，水则释放出了氢气。

哪一个是合乎这次情况的我不知道，可能两个都是对的，但是更偏向后一种。猜测水被直接裂解的原因是,我看到有新闻说堆芯部分融化。堆芯的外壳一般是可以耐1200度高温的材料做成，而堆芯本身，需要2600度才能整个融掉。不管怎么样，也超过了1000度了。但是锆氢反应的可能性更高，因为实现起来应该会更容易。

后来我仔细又读了一遍新闻，感觉还有另外一种可能，就是反应炉中排出的高温水蒸气遇到了钢板做的安全壳或者管道或者支架，水和铁在高温下，能够生成氢气。随后氢气在密封的厂房里聚集并爆炸。这样推理的话，就符合新闻中所说的“堆芯产生的水蒸气外泄至容器外，产生的氢气和建筑物内的氧气发生剧烈反应”。

当然这也是我的猜测。现场我没去过，有什么条件我也不知道。但是如果爆炸的原因是这样的话，参考新闻图像里的爆炸威力，我认为，安全壳（如果这个老电厂有的话）应该已经裂了。按标准，安全壳可以承受7个大气压的压力（内抗压），而氢气爆炸，视浓度不同，可以产生大于此的压力。

也就是说，整个核反应堆的内胆（姑且这么叫吧），可能已经直接暴露在外面了。日本人说反应容器还没破，但是一旦遇到第二次爆炸或者其它外力影响，就可能使得脆弱的核燃料无法停止核裂变反应，进而融毁堆芯。

这就比我前面推测的汽轮机爆炸而产生的核泄漏，严重得多。遇到这种情况，作为当地的普通人来说，还是赶紧逃命要紧，朝反方向，跑得越远越好。说不好，这就是切尔若贝利第二啊。

之后听说第二次爆炸已经发生，在中文的网站上找了的新闻，但是在BBC和日本的网站上暂时还没有看到相关消息，所以我不置可否。

如果第二次爆炸真的发生，并且原因又是反应堆附近的氢气爆炸，可能就会使得终止堆芯链式反应的操作严重推迟甚至无法进行。根据其他人的理论推测，融化的堆芯最后会穿透反应炉，落在核电站的最底层。只要熔融物出来了，泄露的剂量就会达到灾难性的程度。处理方法只能跟切尔若贝利事故一样，空投硼砂和水泥，封堆，并宣布20公里的无人区。这对国土狭小的日本来说，不吝于是地震海啸之后的又一重大打击。

这也是核电厂所能产生的最严重后果（不一定会发生）。由于沸水堆只能使用低浓缩铀，丰度不够，所以不存在核爆炸的危险。这就像高度烈酒能被点着，但是啤酒是点不着的，一个道理。

刚刚又看到新闻说正在往反应堆里灌入海水做降温处理，这样倒是可以避免堆芯融化出现最坏的情况，但是后面的处理也很棘手。灌海水说明核电站对反应炉的控制已经在失控的边缘，镉棒可能已经无法插入燃料棒中间停止核反应。海水只能让反应堆的温度控制在一个范围内，然后慢慢让核燃料冷却下来，随后想办法封闭。这样的做法可以避免出现严重的核泄漏。不管怎么样，灌海水也比什么都做不了然后看着堆芯全部融毁要好一些。

这反应堆不管怎样是彻底废了。今天看到新闻里有日本年轻人说，要节省用电，大家一起度过难关。福岛作为日本最大的核电站，在这次事故以后，可能会失去大部分发电能力，也使得日本的电力供应落到一个短缺的境地。

最后推一下日本核电站泄漏以后的可能：一是没控制住，跟切尔若贝利一样，整个烧了，全球放毒，遗祸至今；二是控制住了，像三里岛一样，损失限制在电厂和附近地区；三是介于两者之间，烧了，但是很快就封堆，在太平洋地区的影响有限。

至于有专家表示自从切尔若贝利事件以后，核电的安全性了有了很大的提高，但是我要特别说明的是，这次出事的核电站是一个比切尔若贝利还要老的核电站，它使用的技术是第一代的，而现在的主流则是二代或者三代，安全性完全不能相比。对将来的发展，在技术层面上 4

我比较悲观。堆芯烧穿反应炉有比较大的可能出现，也可能会有比较大的核污染出现在西太平洋地区。

核泄漏的原因和后果及对策篇4

“三漏” (漏油、漏水、漏气) 问题到目前为止仍旧是农业机械的顽疾, 这需要我们重点关注而且必须予以解决。尤其是液压系统的泄漏严重影响着系统工作的安全性, 造成油液浪费、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对农业生态环境造成污染。因此, 对农业机械液压系统的泄漏我们必须加以预防。

1 农业机械液压系统泄漏的原因

几乎所有的液压系统的泄漏都是由于以下几个原因引起的:

1) 设计及制造的缺陷所造成的。

2) 冲击和振动造成管接头松动。

3) 动密封件及配合件相互磨损 (液压缸尤甚) 。

4) 油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。

2 预防农业机械液压系统泄漏五措施

2.1 设计及制造缺陷的解决方法

1) 液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中, 对缸、泵、阀件、密封件、液压辅件等的选择, 要好中选优。

2) 合理设计安装面和密封面。当阀组或管路固定在安装面上时, 为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损, 安装面要平直, 密封面要求精加工, 表面粗糙度要达到0.8μm, 平面度要达到0.01/100m m。表面不能有径向划痕, 连接螺钉的预紧力要足够大, 以防止表面分离。

3) 在制造及运输过程中, 要防止关键表面磕碰, 划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控, 保证装配质量。

2.2 减少冲击和振动

为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏, 可以采取以下措施:

1) 使用减震支架固定所有管子以便吸收冲击和振动。

2) 使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击。

3) 适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件。

4) 尽量减少管接头的使用数量, 管接头尽量用焊接连接。

5) 使用直螺纹接头, 三通接头和弯头代替锥管螺纹接头。

6) 尽量用回油块代替各个配管。

7) 针对使用的最高压力, 规定安装时使用螺栓的扭矩和堵头扭矩, 防止结合面和密封件被蚕食。

8) 正确安装管接头。

2.3 减少动密封件的磨损

大多数动密封件都经过精确设计, 如果动密封件加工合格, 安装正确, 使用合理, 均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲, 设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:

1) 消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷。

2) 用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆, 防止磨料、粉尘等杂质进入。

3) 选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积。

4) 使活塞杆和轴的速度尽可能低。

2.4 对静密封件的要求

静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差, 使安装后的密封件受到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷, 并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时, 配合表面将在油液压力作用下分离, 造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动, 静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件, 变动的间隙将蚕食密封件边缘。

2.5 控制油温防止密封件变质

密封件过早变质可能是由多种因素引起的, 一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半, 所以应合理设计高效液压系统或设置强制冷却装置, 使最佳油液温度保持在65℃以下;农业机械不许超过80℃。另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题, 应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质, 以解决相容性问题, 延长密封件的使用寿命。

3 结束语

由于农机机械的工作环境相对较差, 液压系统的密封受到影响难以避免。但是液压系统一旦发生泄漏故障, 就会影响其正常工作。因此, 我们一定要做好日常维护工作, 早发现早排除故障, 以避免发生大的事故。

参考文献

[1]聂丁权.农业机械液压系统泄漏的原因及预防方法[J].南方农机, 2013, 44 (5) :38.

[2]李新德, 王丽.工程机械液压系统常见故障的原因及对策[J].机床与液压, 2008, 36 (7) :164-167.

核泄漏的原因和后果及对策篇5

马钢4号CDQ锅炉 (图1) 自2013年12月起连续5次出现水冷壁角部管泄漏, 严重影响安全生产, 为此, 对其进行了分析与讨论, 并提出整改方案。

二、4号CDQ锅炉水冷壁管泄漏情况统计

4号CDQ锅炉水冷壁管泄漏情况统计如表1所示。

三、原因分析

1. 4号CDQ锅炉入口的膨胀与密封问题

锅炉本体处于循环气体的负压区, 对密封要求较严, 不允许漏空气进去。设计采用全膜式壁的轻型炉墙, 以最大限度降低漏风, 锅炉顶部采用折边板和小的密封罩内衬耐火浇注料的形式进行密封;与高温膨胀节之间采用钢框架连接 (全钢板密封, 内衬耐火浇注料) 。为解决锅炉入口膨胀问题, 设计主要采用高温膨胀节来吸收各方膨胀量。同时配套以下细节。

(1) 锅炉入口的钢框架内部浇注料留有膨胀缝。

(2) 锅炉入口钢框架与水冷壁之间采用大法兰连接, 大法兰螺栓孔采用长椭圆孔, 留有膨胀余地。

(3) 左右侧墙的第一根水冷壁管外包裹硅酸铝纤维薄毡 (3mm) , 然后再填充耐火浇注料, 现场检查发现:安装单位没有包裹硅酸铝纤维薄毡而直接充填浇注料, 影响了第一根管子的自由膨胀。

(4) 锅炉水冷壁鳍片顶部中间部位留有消除应力的膨胀缝, 而左右墙第一根管子与前后墙相连的鳍片因为是在现场拼接, 施工图纸未做任何交代, 因此此处大多被直接满焊, 未留有消除应力的圆弧过度或膨胀缝。

(5) 2012年, 4号CDQ锅炉入口连接钢框架内部浇注料出现开裂、脱落, 密封钢板因直接接触到高温烟气过热变形而开裂, 迫于保产压力无法停炉修复浇注料, 只是在外面加装了一块密封钢板 (板内填充浇注料) , 这一临时措施解决了密封问题, 却影响了大法兰的膨胀。

(6) 2014年6月9日定修时, 发现高温膨胀节内部浇注料已大面积脱落, 钢板变形开裂, 迫于保产无法停炉修复, 采取在外面又加装一层膨胀节来解决密封问题。现场对比测量4号炉、5号炉高温膨胀节宽度, 数据如下。 (1) 高温膨胀节顶部宽度:4号炉右墙850mm, 左墙840mm;5号炉左右墙均为810mm; (2) 高温膨胀节底部宽度:4号炉800mm, 5号炉780mm。4号炉高温膨胀节宽度明显大于5号炉, 且右墙与左墙宽度偏差严重超标。

(7) 4号CDQ锅炉右墙入口连接钢框架吊杆呈歪斜受力状态, 其余各CDQ锅炉入口连接钢框架吊杆均呈自由垂直受力状态。说明此处给锅炉水冷壁施加了巨大压力。

2.泄漏管段割管取样检测

(1) 宏观检查:鳍片焊接成形差, 管子无胀粗、变形, 管壁颜色正常, 内壁沿管纵向存在密集型裂纹, 且向上下延伸。

(2) 厚度检测:无明显减薄。

(3) 硬度检测:沿管子周向硬度值不均匀, 85~184HB。

(4) 金相分析:管外壁母材存在带状组织1级, 内壁母材存在带状组织2~3级;组织不均匀 (图2) 。

综上所述, 造成此处泄漏主要有以下原因: (1) 管材缺陷;锅炉水冷壁管冷热温度交替变化导致在带状组织边缘产生裂纹。特别是在紧急停炉放水抢修、之后又紧急进水开炉的状况下, 左右墙第一根管因为包裹着耐火浇注料, 温度来不及降下来, 先放水再进水, 导致温度梯度变化大, 易在受力复杂、管材又含有带状组织、组织不均匀、硬度值偏差大的部位产生裂纹; (2) 此处属于各方连接部位, 受力结构复杂, 施工图纸未能明示此处应留消除应力的圆孔或缝隙; (3) 施工单位未按图施工, 省略了包裹在第一根管子外边的硅酸铝纤维薄毡, 而直接充填浇注料, 影响了第一根管子的自由膨胀; (4) 鳍片焊接成形差造成的应力集中; (5) 锅炉入口钢框架内部浇注料开裂脱落, 从外部采取的加固密封措施影响了大法兰的膨胀, 高温膨胀节的宽度偏差超标和锅炉入口右墙钢框架吊杆的歪斜受力, 均说明4号CDQ锅炉入口处存在较严重的膨胀问题, 这些都加剧了水冷壁角部管承受交变的热应力。

四、措施

按对生产影响最小、经济损失最小、安全可控原则确立以下3种整改方案。

方案一:在公司全力保高炉生产的大背景下, 尽最大努力降低左墙第一根管一旦泄漏给生产秩序带来冲击。采取严格的保产监控措施, 及时调整炉况, 维护好设备, 尽量保持生产均衡稳定。力争能坚持到2015年的3月过完冬, 申请40h计划检修, 按右墙第一根管的体外循环办法, 再敷设一路除盐水管道去左墙, 封堵该管与上下集箱的接口, 通除盐冷却水进行体外循环。目前辅助循环除盐水管路已敷设到位, 随时做好执行封堵作业的准备。

方案二:等待机会检修, 更换左右墙第一根水冷壁管。准备好水冷壁管及其支撑板和挡板备件, 耐火浇注料、硅酸铝纤维薄毡、高温螺栓螺母等材料, 等待大的机会检修, 更换左右墙受损管道, 恢复系统原设计状态, 检修需10天, 建议考虑同期更换高温膨胀节。

核泄漏的原因和后果及对策篇6

关键词：段间冷却器,泄漏,危害,对策

我公司尿素装置CO2压缩机三段段间冷却器由卧式U型管冷却器和分离器组成,其作用是将CO2压缩机三段出口气体温度降至工艺要求的温度,以降低压缩机功耗,同时分离其中的水分。冷却水走壳程,CO2 气体走管程。CO2 压缩机三段段间冷却器泄漏,将直接影响压缩机能否长周期安全运行。现将造成段间冷却器泄漏的原因、危害及处理措施阐述如下。

1CO2压缩机三段冷却器(E-121)简介

1.1E-121技术特性(表1)

1.2U型管分布形式(如图1)

1.3E-121运行情况

(1)E-121于1996年11月投入运行。1998年至2007年间,检修发现其U型管有泄漏,累计堵管6根。

(2)2010年8月,对E-121循环水回水进行排放检查,发现循环水中有气泡,怀疑U型管可能有泄漏;中化分析循环水pH值7.5,同时,循环水中溶解CO2 30×10-6,判断U型管出现泄漏。采取特护运行,延长设备运行时间,待停车机会进行技改。

(3)2011年8月停车前,E-121循环水回水中化分析pH值6.5,同时,循环水中溶解CO2 423.81×10-6,表明U型管泄漏较严重。

(4)2011年8月,利用大修对E-121 U型管进行涡流探伤、涡流测厚和氨渗漏检查。

① 涡流探伤发现有明显可计缺陷信号的列管共88根,缺陷信号都为管外壁应力腐蚀缺陷信号,且绝大部分为较严重的外壁应力腐蚀缺陷信号。

② 有缺陷信号的列管集中在1～10排,也就是管板的上半部分,且集中在中部;缺陷信号的位置都在距管口约1.4 m的范围内(也就是靠近管口的前3个隔板区域内),具体位置如图2所示。

③ 涡流探伤发现的88根有缺陷信号的列管中,绝大部分涡流测厚在相应部位有明显的异常减薄信号。

④ 氨渗漏检查结果与涡流探伤结果一致。

⑤ 抽出冷却器芯,发现列管表面覆盖大量白色垢和脱硫灰,特别是在距管口约1.8 m的范围内和设备尾端积存量较大。中化取距管口约1.5 m范围内的白色垢和脱硫灰,分析其氯离子含量高达3 000×10-6以上。

⑥ 从同类型大化肥装置来看,此设备都存在U型管腐蚀的问题,采取堵管、更换U型管或整体更换的方法进行处理后,运行都比较正常。针对此情况,2011年大修我们更换了冷却器U型列管,运行效果较好。

2E-121 U型管泄漏原因分析

(1)E-121壳程循环水压力低、流速慢,管程工艺介质温度高,易造成U型管外壁结垢和积存异物。同时, E-121已运行14 a以上,U型管外壁光洁度大幅降低,也是造成U型管外壁易积存异物的原因。沉积物和微生物粘泥大量存在,氯离子局部含量大幅上升。

(2)由于高锅脱硫灰大量飘入循环水中,U型管表面大量积存脱硫灰,从而使U型管外壁垢泥中集聚大量的氯离子;同时,距上管口约1.5 m的范围内工艺介质温度高,加剧了氯离子对U型管的应力腐蚀。相关资料显示,循环水低流量、流速或存在“死区”情况下,循环水中氯离子对304不锈钢换热器更易发生换热管应力腐蚀而开裂。对304不锈钢而言,氯离子应力腐蚀而开裂几乎在55～66 ℃时发生;微生物粘泥和沉积物下面部位对氯离子含量的限度更加严格,因为更窄的缝隙使腐蚀产物的浓度更高,局部pH值也就更低,这部分金属直接发生氢的去极化作用,加快了金属的腐蚀。所以,控制U型管外壁清洁、换热温度和避免循环水低流速或存在“死区”,是有效避免换热管腐蚀的重要手段。

(3)E-121 U型管在历次检修抽芯过程中防护不到位,造成U型管外力损伤。

(4)E-121 U型管存在制造缺陷、残留焊接应力,或选择304不锈钢材质等级偏低。

3E-121 U型管泄漏的危害

(1)运行中E-121

U型管泄漏,会造成CO2 气体进入循环水,引起循环水水质异常;同时,造成换热器换热效果降低,影响装置生产负荷。泄漏严重时装置被迫停车。

(2)运行中E-121

U型管泄漏,会造成换热器防爆板破裂。

(3)运行中E-121

U型管大量泄漏,会造成压缩机喘振,引发事故。

(4)开停车过程中E-121

U型管大量泄漏,会造成压缩机缸体进水,损坏叶轮。

4防止E-121 U型管泄漏的对策