说到核电站,人们首先想到的是“核辐射”。日本地震后,福岛第一核电站1号机组和3号机组(反应堆)相继爆炸,加剧了人们对“核爆炸”的恐惧。然而,福岛第一核电站1号和3号机组发生的爆炸是氢气爆炸,而不是核爆炸。核电站为什么会发生氢气爆炸呢?下面工采网进行简要说明。
氢气是一种易燃易爆气体,它与空气中的氧气混合时,会形成混合比宽、下限低的易燃易爆气体。因此,高浓度氢气是一种高度危险品。
核电厂异常运行时,轻水反应堆会产生大量氢气,并释放到钢制安全壳中。当钢质安全壳内氢气体积浓度达到一定极限时,就会发生爆炸,破坏钢质安全壳的完整性,导致核电站反应堆放射性物质泄漏。
轻水反应堆核电站严重事故中,冷却剂的流失会导致堆芯暴露,堆芯中的高温锆合金燃料包壳会与水或蒸汽发生剧烈反应,产生大量氢气,氢将通过主回路压力边界的缺口释放到安全壳中。压力容器下封头失效后,堆芯熔体与混凝土底板或反应堆腔内的水发生强烈反应,产生氢气和一氧化碳等其他气体。
随着氢气浓度的增加和水蒸气浓度的降低,燃烧模式可能发展为快速湍流燃烧和爆炸。快速燃烧或爆炸将对安全壳及其内部结构产生压力负荷。氢气的燃烧和爆炸是安全壳早期失效的主要原因之一,也将危及安全壳中安全系统的功能。
为了避免核电厂运行期间钢安全壳中产生的氢气积聚,在核电厂建设期间铺设氢气管道,以排放钢安全壳中产生的氢气。同时,为了避免对氢气管道的损坏,氢气管道通常采用埋地敷设。但由于氢气管道是埋地的,在核电厂运行过程中,检查人员很难检测到氢气管道是否泄漏,所以氢气泄漏引起的爆炸风险仍然存在,一旦氢气管道泄漏,风险相对较大。
所以需要使用更加专业准确的氢气检测方式,现在市面上有很多可以检测氢气浓度的电子元件,比如热导式气体传感器,工采网代理的瑞士Neroxis 热导式气体传感器 - MTCS2601,基于帕拉尼原理的真空度检测,超低功耗,使用寿命长,适用于恶劣环境中,对安装位置不敏感,可以检测多种混合气体浓度。另外还有荷兰Xensor 热导式气体传感器XEN-TCG3880也可以用于混合气体成分的测量。
