說到核電站,人們首先想到的是“核輻射”。日本地震后,福島第一核電站1號機組和3號機組(反應堆)相繼爆炸,加劇了人們對“核爆炸”的恐懼。然而,福島第一核電站1號和3號機組發(fā)生的爆炸是氫氣爆炸,而不是核爆炸。核電站為什么會發(fā)生氫氣爆炸呢?下面工采網(wǎng)進行簡要說明。
氫氣是一種易燃易爆氣體,它與空氣中的氧氣混合時,會形成混合比寬、下限低的易燃易爆氣體。因此,高濃度氫氣是一種高度危險品。
核電廠異常運行時,輕水反應堆會產(chǎn)生大量氫氣,并釋放到鋼制安全殼中。當鋼質(zhì)安全殼內(nèi)氫氣體積濃度達到一定極限時,就會發(fā)生爆炸,破壞鋼質(zhì)安全殼的完整性,導致核電站反應堆放射性物質(zhì)泄漏。
輕水反應堆核電站嚴重事故中,冷卻劑的流失會導致堆芯暴露,堆芯中的高溫鋯合金燃料包殼會與水或蒸汽發(fā)生劇烈反應,產(chǎn)生大量氫氣,氫將通過主回路壓力邊界的缺口釋放到安全殼中。壓力容器下封頭失效后,堆芯熔體與混凝土底板或反應堆腔內(nèi)的水發(fā)生強烈反應,產(chǎn)生氫氣和一氧化碳等其他氣體。
隨著氫氣濃度的增加和水蒸氣濃度的降低,燃燒模式可能發(fā)展為快速湍流燃燒和爆炸??焖偃紵虮▽Π踩珰ぜ捌鋬?nèi)部結構產(chǎn)生壓力負荷。氫氣的燃燒和爆炸是安全殼早期失效的主要原因之一,也將危及安全殼中安全系統(tǒng)的功能。

為了避免核電廠運行期間鋼安全殼中產(chǎn)生的氫氣積聚,在核電廠建設期間鋪設氫氣管道,以排放鋼安全殼中產(chǎn)生的氫氣。同時,為了避免對氫氣管道的損壞,氫氣管道通常采用埋地敷設。但由于氫氣管道是埋地的,在核電廠運行過程中,檢查人員很難檢測到氫氣管道是否泄漏,所以氫氣泄漏引起的爆炸風險仍然存在,一旦氫氣管道泄漏,風險相對較大。
所以需要使用更加專業(yè)準確的氫氣檢測方式,現(xiàn)在市面上有很多可以檢測氫氣濃度的電子元件,比如熱導式氣體傳感器,工采網(wǎng)代理的瑞士Neroxis 熱導式氣體傳感器 - MTCS2601,基于帕拉尼原理的真空度檢測,超低功耗,使用壽命長,適用于惡劣環(huán)境中,對安裝位置不敏感,可以檢測多種混合氣體濃度。另外還有荷蘭Xensor 熱導式氣體傳感器XEN-TCG3880也可以用于混合氣體成分的測量。
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