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美国南得州项目核电厂1号机组开关站火灾及失去厂外电源事件

2024-07-24 · 美国 · 案例编号 #142
英文名称South Texas Project Unit 1 Switchyard Fire and Loss of Offsite Power
核电厂 / 机组南得州项目核电厂1号机组
发生日期2024-07-24
国家 / 地区美国
反应堆类型西屋四环路压水堆(WH 4-loop PWR,干式环境压力安全壳)
电功率3,853 MWt / 净电功率 1,250 MWe
起火部位核电厂开关站(switchyard)内并联电抗器及南、北开关站母线区域
火灾类型电气火灾
直接原因(简述)开关站内并联电抗器(shunt reactor)故障并起火,引发1号机组主发电机闭锁(lockout),同时失去南、北开关站母线供电
事件经过与原因2024年7月24日07:02(CDT),南得州项目(South Texas Project, STP)1号机组处于 Mode 1、100%额定功率运行。开关站内一台并联电抗器(shunt reactor,用于吸收容性无功功率、限制过电压的电气一次设备,非核反应堆)发生故障并起火,导致1号机组主发电机闭锁,并失去南、北开关站母线供电,1号机组因而失去全部厂外电源(LOOP),反应堆自动停堆。该次停堆属非复杂停堆,停堆后所有系统响应正常,事件前无设备不可用情况对事件或停堆响应造成不利影响。1号机组三台应急柴油发电机(EDG)全部启动,四台辅助给水泵(AFW)全部启动,三列专设安全设施(ESF)母线均由应急柴油发电机供电;余热通过蒸汽发生器动力操作释放阀(SG PORV)排出,机组稳定在 Mode 3(热停堆)。唯一异常为蒸汽发生器动力操作释放阀 1C(SG PORV 1C)。2号机组发生部分失去厂外电源,应急柴油发电机 EDG 22 与四台辅助给水泵中的一台自动启动,机组降功率至约 90% 并保持运行,未受其他影响。07:18(CDT),营运单位依据应急行动水平 EAL SU.1(失去全部厂外电源超过15分钟)宣布「异常事件」(Notification of Unusual Event,NRC 四级应急分级中的最低级)。厂外消防力量到场扑救,09:25(CDT)火灾被扑灭。11:46(CDT),因恢复一路厂外电源,异常事件状态终止。本次事件无放射性释放,无人员伤亡,对公众健康安全与电厂人员均无影响。营运单位已通知 NRC 驻厂监督员、得克萨斯州及地方当局。NRC 于 2024年9月9日启动专项检查(新闻发布 IV-24-014),一并审查 2024年5月12日该厂另一台厂外电源变压器故障导致2号机组非计划停堆事件。2024年11月21日发布专项检查报告(05000498/2024050、05000499/2024050,ML24320A137),提出初步「White」发现(NRC 分级体系中高于基准 Green 一级,属低至中等安全意义),编号 EA-24-117。认定的性能缺陷为:未能建立充分的预防性维修规程,涉及保护继电器校验(calibration of protective relays)与手动开关辅助触点维护(maintenance of hand switch auxiliary contacts)。STPNOC 于 2024年12月19日提交书面回复(ML24355A074),未要求召开监管会议。NRC 事故序列先兆计划(ASP)于 2025年3月25日发布最终分析(ML25086A198),认定本事件为先兆(precursor)事件,条件堆芯损伤概率 CCDP 为 3.6×10⁻⁶。最可能的堆芯损伤序列为:以开关站为中心的 LOOP 始发事件,至少一台应急柴油发电机成功向专设安全设施母线供电,但汽动辅助给水泵未能向蒸汽发生器补水,导致失去余热排出,且未能实施「进料—排放」(feed and bleed)冷却,最终堆芯损伤;该序列约占总 CCDP 的 87%。南得州项目风险相对多数压水堆偏低的原因包括:设有三列安全相关缓解设备、每个机组永久安装两台 FLEX 柴油发电机、以及已装设被动停堆反应堆冷却剂泵(RCP)密封。
火灾持续时间约2小时23分(07:02 事件发生至 09:25 火灾扑灭;异常事件状态持续约4小时28分)
灭火方式厂外消防力量(offsite services)到场扑救,09:25(CDT)扑灭
损害范围开关站并联电抗器烧毁;1号机组主发电机闭锁;南、北开关站母线失电;1号机组非计划停堆并转入热停堆;2号机组降功率至约90%。核岛安全系统未受损坏,三台应急柴油发电机与四台辅助给水泵均按设计启动
放射性释放无
核安全影响构成失去全部厂外电源(LOOP)事件,被 NRC 事故序列先兆计划列为先兆事件(CCDP 3.6×10⁻⁶);三列专设安全设施由应急柴油发电机成功供电,纵深防御功能保持有效,未发生堆芯损伤或放射性释放。NRC 提出初步「White」发现并启动后续监管跟踪
INES 等级未定级(美国采用 NRC 应急分级体系,本次宣布最低级「异常事件」Notification of Unusual Event)
人员伤亡无
经济损失重大(1号机组非计划停堆及后续检修;开关站设备更换;2号机组降功率运行;NRC 专项检查与整改投入)
直接原因开关站内并联电抗器故障起火,导致主发电机闭锁及南、北开关站母线失电
根本原因NRC 专项检查认定:未能建立充分的预防性维修规程,具体为保护继电器校验规程不足、手动开关辅助触点维护不到位。并联电抗器故障的具体原因在 ASP 报告发布时(2025年3月)尚未最终确定
整改措施1) 建立并完善保护继电器校验的预防性维修规程;2) 完善手动开关辅助触点的维护要求;3) 强化开关站一次设备(含并联电抗器)的状态监测与预防性维修;4) 保障 FLEX 柴油发电机与三列安全相关缓解设备的可用性;5) 将整改纳入 STP 纠正措施计划跟踪落实

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