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安全閥停噴壓力 在 陳亮宇醫師 / 陳亮宇耳鼻喉科診所 Facebook 的最讚貼文
🙀🙀🙀潛水平壓大卡關!原來是鼻涕倒流、過敏、鼻息肉在作怪👃👃👃
35歲的阿德平日工作繁忙,周末最喜歡和朋友相約玩水肺潛水,過去往往都能順利下水。來診時自述這次潛水耳壓平衡一直無法做好,下潛後耳朵本來很痛但突然間便不痛了,隨之而來的卻是一陣天旋地轉,發現自己完全失去方向感,所幸身旁潛伴很快意識到阿德的異狀,趕緊將他拉出水面。
經過問診與檢查,原來阿德在潛水的前一天晚上和朋友開心飲酒,結果喝到吐,以致胃酸逆流至耳咽管開口,造成鼻咽部有腫脹發炎現象,因此耳壓平衡才會發生困難。下潛後耳朵痛感消失又暈眩,則是因為他下水用力過猛不僅僅使得耳膜用力過猛而破裂,他的內耳淋巴管也因為壓力失調而引發眩暈。
有鑑於熱愛潛水的人越來越多,但卻未必認識潛水時可能遇到的耳鼻喉相關問題,以下就來針對幾個常見狀況為大家解說吧!
⭕做好耳壓平衡關鍵:將耳咽管順利打開
我們的耳朵主要由外耳、中耳和內耳三個結構組成,平常中耳腔內充滿了空氣,並透過耳咽管和咽喉連接,讓氣體得以進出。不過,耳咽管一般都是關閉的,需藉由打呵欠、吞口水、收下巴等動作,使提顎張肌和顎環張肌收縮而將耳咽管打開,達到耳壓能和外界壓力平衡的作用。
依據波以爾定律,當溫度處於穩定狀態時,氣體的體積和壓力成反比。下潛時因為壓力變大、氣體體積變小,中耳腔裡感受的壓力就會和外界壓力不同,這時便需要耳咽管來幫助平衡中耳腔內外的壓力,即所謂的「平壓」。一般潛水最常使用的平壓方式有兩種:
1.閥式耳壓平衡法:用手指將鼻子捏住,嘴巴吸氣後緊
閉,之後再輕輕從鼻子吐氣。當氣體停留在鼻子中間時
壓力增加,耳咽管就會開啟並把空氣送至中耳腔,所以
會感覺到耳朵有嗡嗡的響聲。
2.法蘭左耳壓平衡法:這是許多自由潛水者常做的一種方
法,同樣是把鼻子捏住,但卻是透由吞嚥口水的動作,
讓肌肉帶動耳咽管使其打開。簡單來說,是用自主肌肉
來調控耳咽管的開關。
⭕鼻塞別輕忽!耳咽管恐被阻塞難平壓
因此,假使鼻腔和耳咽管不夠健康、功能不佳,自然會導致平壓過程出現困難,甚至使耳膜受到擠壓有疼痛感。包含過敏性鼻炎、鼻涕倒流、鼻竇炎、感冒等等,都可能會讓耳咽管變得腫大或有堵塞現象。有趣的是,臨床上碰到不少病人平日多有鼻塞症狀,卻不覺得需要就醫找出問題,直到開始接觸潛水之後發現耳咽管打不開,這才到耳鼻喉科求救。
之前曾有位二十多歲的女病患,十分嚮往不需背氧氣瓶、裝備很輕簡的自由潛水,可是在試著做平壓時卻頻頻失敗,非常挫折來到診所。檢查後才發現她鼻腔內長了一顆很大的鼻息肉,導致只要一吸氣息肉便會將耳咽管開口塞住。經手術切除後再搭配沖洗鼻腔與使用鼻噴劑,情況就此改善許多。
⭕潛水常見不適症狀有哪些?
海水壓力會隨著深度而增加,代表身體進入水中時也會因氣壓帶來變化,其中要格外小心的像是鼻竇、中耳腔、腹部、肺部、胃等空腔,在氣體體積改變後可能造成組織變形或損傷的「擠壓傷害」。因潛水引起的不適,大致有以下幾種常見症狀:
#頭痛:病人經常主述只要一下潛就會感覺頭痛,包括頭部、眼睛上方、臉頰兩側等部位。問題主要出在很靠近腦部的鼻竇,當開口有阻塞或有通氣不順致使壓力不協調,便會引發頭痛。
#流鼻血:有些人甚至是一潛水完就有大量流鼻血的現象,這是因為氣體的擠壓傷害導致鼻黏膜撕裂出血,只不過一開始出血時可能會先積在鼻竇裡,等到出水後 壓力釋放才會一次流出。此外,有蛀牙的人可能也會在下水後因氣體的壓力傷害而有牙齒出血症狀。
#暈眩:若平壓過程過於用力或姿勢不對,亦可能造成內耳圓窗破裂,導致內耳淋巴流出而發生嚴重暈眩,在海底下形成致命風險。
#空氣栓塞:這是一個常見但非耳鼻喉科的症狀,即血管被空氣堵塞。通常是因為下潛與上浮速度過快,氣泡或其他氣體跑到關節、血管裡,或是氣體在肺部過度膨脹,而有胸悶、胸痛、氣胸、肺氣腫、局部皮下氣腫或頭痛、關節痛等栓塞不適。
⭕把握6要點,避免潛水傷害
希望享受潛入海底的樂趣,無論是哪一種潛水方式,安全絕對是第一守則,建議務必注意幾點:
✅有任何鼻子或感冒問題需先妥善處理,特別是有用藥者
要先和醫生討論,因為某些抗組織胺藥物可能會導致嗜
睡,以致下水後容易迷失方向感或發生其他意想不到的
危險。
✅若是因內耳不平衡或耳朵構造有問題造成的暈眩,比較
不建議進行潛水。假如是因為貧血或血壓較高導致暈
眩,經醫師評估安全無虞後,原則上應該也不會有什麼
問題。
✅下水遇到阻礙如耳壓無法平衡時,都不可有用力過猛或
逞強行為,一旦超過身體能負荷的範圍,也會提升危險
性。
✅盡量避開菸酒,可能會讓鼻黏膜變得腫脹或引發胃食道
逆流,難以有效做好平壓。
✅不可戴耳塞,耳塞會將外耳道和耳膜之間的氣體壓住,
反而使擠壓情形變得更嚴重。
✅不可單獨進行,無論是多麼熟悉的海域或以前潛水一直
都很順利,每一次下水皆應有潛伴陪同,彼此支援。
〔陳亮宇耳鼻喉科診所提醒您〕
雖然潛水有助放鬆、紓壓,很多人都把它視為一種休閒運動,我也碰到不少人常常是朋友一揪就去上課、接著便馬上下水了。可是潛水對我們的身體來說其實是一種極限運動,如果沒有經過合格專業的醫師評估,還是存在一定的風險,建議除了遵從潛水教練的指導之外,下水前應向耳鼻喉科醫師諮詢,經整體評估確保適合從事後再進行,且須留意自己的身體狀況量力而為。
#潛水醫學門診
#好久沒潛水了
#快悶壞了
安全閥停噴壓力 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最佳解答
【中鋼AI現場1:1千5百度高熱密閉生產環境如何監控?】高爐AI應用大剖析
中鋼靠間接量測高爐生產數據,一步步打開黑盒子,運用AI即時監控爐況,提早預測異常生產狀況即時應變
文/翁芊儒 | 2021-03-04發表
攝影/洪政偉
高爐之於鋼廠,是不可或缺的一環。飄洋渡海的鋼鐵原料從港口上岸後,會先由煉焦工廠製成焦炭、燒結工廠製成燒結礦與鐵礦,加入其他次要原料後,就會來到鋼鐵融煉的第一站,高爐。
高爐的作用,就是透過一連串高溫熔融反應,將鋼鐵原料煉成鐵水。雖然說起來容易,實際上,高爐卻是一個複雜的煉鐵反應器。中鋼煉鐵廠高爐二課課長許雍達解釋,每一座高爐,都集合了非常多系統於一身,包括了爐體本身冷卻系統、熱風爐、原料輸送、出鐵、爐氣處理、頂壓回收發電、噴媒等環節,每個系統互相搭配,才能維持高爐穩定運作。
這個系統中,真正煉製鐵之處,就是外觀形似巨大養樂多瓶的高爐爐身。其運作原理,是從上方加入煉鐵原料,以一層焦炭、一層燒結礦與鐵礦的方式,盡量將原料均勻散布其中,再透過周邊的熱風爐,將空氣加熱,從高爐下部的鼓風嘴鼓進高爐,來加熱、還原,將鐵礦石融煉成鐵水與爐渣。
熔煉過程中,中鋼也透過鼓風嘴噴吹粉煤,來取代部分焦炭作為還原劑,可降低煉焦爐的負荷,並有利於爐熱調節;而爐內產生的高爐氣,也能在淨化後用來發電,並作為熱風爐及廠內的燃料,來達成節能、減少碳排放的效益。最後的鐵水與爐渣,則會分開取出,各自進行下一步的加工或販售。
許雍達指出,這套高爐生產的做法,早從十多年前就持續運作至今,但在過去,高爐內部高溫、密閉且不易觀測,難以得知爐況是否符合預期,「比如原料一層一層加入之後,到底分佈均不均勻?又要如何在爐溫下降之前,提早預測來因應?」
這些問題,隨著IoT與AI技術日漸成熟,中鋼開始蒐集更多生產數據,逐步翻轉過去熟悉的高爐運行操作。
落地27項高爐智慧應用,更即時掌握高爐生產動態
中鋼約從3年前開始,致力於研發高爐AI,不只開發高爐爐況監控的相關應用,也開發周邊設備的AI應用,比如原料輸送帶的預測維修、熱風爐生產效率與耗能監控、現場人員的安全監控等,截至今年初,已經完成27項高爐智慧應用的開發,依據應用的特性與適用場域,分散部署在4座高爐中。
由於高爐本身就像是一個黑盒子,為了掌握高爐的生產狀況,中鋼在高爐上裝設了多種感測器,就是要靠各種生產數據,一步步將盒子打開。
比如說,從高爐上方布料時,雖然是均勻旋轉布料,但實際布料情況還是會依據爐內氣流變化而改變,為了監控布料狀況並適時調整,中鋼在布料槽裝設了料面溫度儀與輪廓儀,來掌握布料形狀與高溫氣體的分布情形。在爐壁上,中鋼也裝測了溫度感測器,透過爐壁溫度變化頻率,來預測爐壁冷卻元件是否受侵蝕、內部是否結塊。
不只如此,為了預測爐熱變化,中鋼量測出鐵口的鐵水溫度變化,參考操作條件、鐵渣的化性分析,開發AI預測未來爐熱;也運用爐溫爐壓分布的異常數值,找出發生管道流異常的可能性。透過更即時發現異常並自動預警,就是要讓產線人員盡早發現問題,才能提前調整生產參數來因應。
而且,針對所有開發的生產數據監控與AI應用,中鋼開發了綜合爐況評分機制,能從原料分佈、氣流狀況、目前風量、鐵水產量、爐內溫度等生產狀況,為高爐當下的運行表現評分,讓產線人員可以更直覺、快速地的了解當前高爐爐況,「中鋼自己設定的目標,是要隨時大於89分以上,」許雍達說。
克服AI落地挑戰,中鋼導入一站式生產數據監控平臺
中鋼過去開發AI應用時,是由技術人員設法取得生產數據,開發出AI模型,再由IT單位開發成應用程式,個別部署到現場中控室的單機電腦中。
許雍達指出,這個做法面臨了三大挑戰。首先,當時從生產環境蒐集到的資料,位於封閉式的生產系統中,為避免透過外部線路存取資料時,可能帶來的資安風險,「研究人員不能輕易的取得生產數據資料,分析費時費力。」
再加上,每一支開發完成的應用程式,都必須部署到中控室的單機電腦中,透過視窗介面來呈現,在應用程式分散在多臺電腦的情況下,增加了電腦、網路的維護工作。不只如此,隨著蒐集到的資料量更大,AI分析也需要更大量的硬體運算需求,原有的主機資源逐漸不敷使用。
這三大挑戰,讓中鋼在2019年底,率先在二號高爐場域,規劃建置AIoT智慧分析平臺,更找來研究部門、子公司中冠資訊共同研發,利用二號高爐在去年大修的期間,同步導入該場域。
這套AIoT平臺最主要的目的,是要將分散部署在不同電腦的AI應用,整合到同一個Web平臺中,讓員工只要以瀏覽器開啟入口網站,登入帳密,就能一站式管理高爐所有的生產資訊。
建置過程中,中鋼不只以Web介面重新設計AI應用儀表板,也將過去難以取得的生產數據整合到一個資料平臺,供技術人員更方便的分析取用資料,更建置了專屬AI應用的硬體資源,取代分散部署到電腦主機的方法。
許雍達指出,AIoT平臺上線後,中控人員不只能即時查看重要的生產資訊,當高爐發生任何異常狀況,平臺也會自動觸發告警,並顯示操作指引,讓員工可以依照指示排除異常,將異常狀況可能帶來的傷害降到最低。
比如說,當AI偵測到四號高爐的爐身發生結塊,就能利用過去一段時間的溫度變化,去推測結塊情形的演變,系統也會提供操作指引,來建議員工應使用哪一種應對模式,才不會導致結塊問題更嚴重。
處置完成後,員工也可以直接在介面中回報,將此次事故處理過程提交出去,作為歷史維運紀錄,而且,過去類似事故的處理方法與結果,也會同步附件於操作指引的介面中,提供緊急處理時參閱。
除了上線網頁版的AIoT監控平臺,中鋼也接續打造了行動裝置版本,只要安裝到手機上,具登入權限的中控人員,就能隨時隨地掌握生產即時動態,了解異常狀態資訊。
今年初,二號高爐完成大修,這套AIoT平臺已經導入二號高爐場域中。中鋼也正在規劃,要將AIoT平臺導入其他座高爐中。許雍達表示,更長久的計畫,則是要開發煉焦、燒結兩大原料加工廠的智能模組,並且整合到AIoT平臺來監控運用,「這樣一來,我們在高爐的現場就能看到原料加工廠的生產數據,如果有異況,高爐也能同步調整、配合。」
高爐AI應用大剖析
「高爐出了問題,就得降風停產,如果能見微知著,在發生狀況前預先防範,就能降低損失產量的風險。」中鋼技術部門代理副總經理鄭際昭,一句話點出高爐AI的重要性。
用AI煉鐵,導入27項高爐場域智慧應用,被中鋼視為第一個進化里程。27項應用中,中鋼不只開發高爐爐況分析監控,也開發周邊設備的AI應用,比如原料輸送帶的預測維修、熱風爐生產效率與耗能監控、現場人員的安全監控等。
其中,高爐本身的爐況監測,更是AI開發的重點任務,因為高爐就像是一個黑盒子,為了掌控高爐的生產狀況,中鋼得在高爐上裝設多種感測器,以AI監控生產數據,才能提前發現問題,並及早因應。
因此,在眾多應用中,中鋼特別介紹7項與高爐爐況分析相關的智慧應用,揭密1,500度高熱密閉的生產環境,如何靠AI監控。
1 爐內布料情形監控
技術關鍵 靠掃描感測儀器與熱像儀,偵測原料、粉塵、高溫氣體分佈狀況,並將資料視覺化
效用 監控氣流是否穩定、布料形狀是否符合預期
將原料從爐頂添加到高爐時,過去無法得知實際布料狀況,但現在,中鋼在爐頂布建掃描感測儀器,就能即時偵測原料在高爐內的分佈,同時透過爐內的熱像儀,掃描粉塵、高溫氣體的分佈,就能比對得知目前氣流是否穩定,布料形狀是否符合預期。中鋼也將量測到的數據,以視覺化的方式來呈現。
2 管道流預警AI
技術關鍵 透過AI判斷爐內壓力與溫度分布是否超過異常值,來預測管道流異常
效用 提早預測管道流異常發生可能性,調整生產參數來因應
一般來說,高爐運作的理想情況,是從下面鼓風,爐氣均勻往上傳遞,將原料還原熔融。但是,若爐氣無法穩定通過爐料,而是累積在某個區塊,就可能因為壓力蓄積過大往上竄出,造成爐頂洩壓閥排放,或造成設備損傷。「氣集中在一個地方,壓力大到一個程度就會往上衝,就好像人打嗝,不能等到衝上來,要想辦法及時拯救。」鄭際昭形容。
為了提早發現管道流的情形,中鋼在高爐爐殼上設置壓力量測與溫度量測點,分別將溫度與壓力的分佈視覺化呈現,若結合兩者數值,發現壓力差超過異常值,或是局部溫度過高,AI判斷為管道流異常可能發生,「系統會發出預警,引導操作人員先降低風壓、風量,」中鋼煉鐵廠高爐二課課長許雍達表示,越早預測出管道流異常,就能越早調整生產參數,來避免管道流發生。
3 爐壁厚度監測AI
技術關鍵 透過爐壁探鑽深度與周圍壁面溫度變化的關聯性,訓練AI靠爐壁溫度變化,判斷爐壁厚薄
效用 預測爐壁冷卻元件受損情形,安排檢修時程
高爐爐壁冷卻元件(冷卻壁)若被蝕破,就可能造成嚴重的生產危機。然而,單從高爐外觀,無法得知爐壁冷卻元件被侵蝕的程度,中鋼以往只能定期量測來推斷爐壁狀況,定期檢修,來降低意外風險。
要監測爐壁厚薄,中鋼在爐壁裝設測溫感測器,找出溫度與爐壁厚薄的關聯性。鄭際昭解釋,一般來說,爐壁變薄後,測得的爐壁溫度會升高,雖然鐵水在壁面結塊或脫落,也會造成可能造成溫度改變,但相較於正常爐壁狀況,溫度變化頻率會較為劇烈。
因此,中鋼以探鑽點位附近的歷史溫度變化,結合實際探鑽的厚度訓練AI模型,再套用到高爐其他測溫點位上,來推測爐壁不同位置的侵蝕狀況。
4 爐壁結塊預測AI
技術關鍵 透過爐壁溫度變化頻率預測結塊情形
效用 監測到爐壁溫度變化異常,提早因應避免結塊情形惡化
高爐溫度一旦降低,就可能造成鐵水冷卻結塊、附著在爐壁上,若爐壁的結塊大量滑落,導致爐氣異常溢出,就可能發生操作上的危險,「許多高爐曾經因為高爐內部結塊過大,掉落時打到鼓風嘴,導致鼓風元件受損漏氣。」許雍達說。
為了維持爐況穩定與操作安全,中鋼開發了爐壁結塊預測AI,當發現溫度變化波動越來越小,就能推測爐壁內部結塊,並提前調整高爐的生產條件,避免結塊情形更嚴重。
許雍達表示,這套AI應用目前部署在三、四號高爐,因為這兩座高爐的爐內冷卻元件形式與一、二號高爐不同,更容易發生產生爐壁結塊問題,較有應用AI的急迫性。
5 爐熱溫度預測AI
技術關鍵 量測出鐵口的鐵水溫度變化,參考操作條件、鐵渣的化性分析,學習預測未來爐熱
效用 預測未來2~4小時內的爐熱變化,提前調整生產參數來因應
對於正在生產鐵水的高爐來說,必須維持一定的爐熱,高爐才能穩地熔煉鐵水,若溫度異常大幅下降,就可能造成爐冷危機,需花費許多時間調整加熱,一旦惡化至鐵水凝固無法排出,復原工作會很困難。
「發生一次就是上億的損失,所以我們要盡可能避免走到這一步。」鄭際昭點出爐熱預測的重要性。
中鋼在建立爐熱溫度預測AI時,就是透過量測出鐵口的鐵水溫度變化,參考操作條件、鐵渣的化性分析,學習預知未來2~4小時的爐熱趨勢,藉此訓練出爐熱預測的AI,若預測到未來爐熱可能下降,就能即時調整生產參數,微調風溫、噴煤量,來維持爐熱的穩定。
6 鼓風嘴噴煤預警AI
技術關鍵 透過大量鼓風嘴噴煤影像訓練AI判斷異常
效用 自動化找出噴煤槍過短、噴煤口堵塞等異常影像,減少人力監控負擔
中鋼透過在鼓風嘴噴吹粉煤,來減少原料焦炭的使用,同時,也能透過粉煤噴吹量來調節爐熱。不過,粉煤噴吹的狀況,過去需要人工監控,透過攝影機將風口影像傳輸到中控室,來監測是否發生噴嘴阻塞、或是噴煤槍設備耗損的情形,而且,需監控的影像還不只一個,光是二號高爐就有30個風口影像需要監控。
為了減少人力的負擔,中鋼正在運用歷史監測影像,訓練影像辨識AI,來自動監診噴煤槍設備,找出噴煤槍過短、噴煤口堵塞等異狀。
7 高爐原料粒徑分析AI
技術關鍵 透過原料粒徑影像資料,訓練AI進行粒徑分析
效用 即時辨識原料粒徑大小與分布,調整入料情形來降低燃料率
將原料送入高爐時,若原料的粒徑大小符合預期、分布較平均,有助於爐況穩定、降低燃料率。中鋼甚至推算,高爐燃燒料率每減少1%,每年可以減少上億的燃料經費,因此,中鋼用AI來即時辨識原料的粒徑大小,即時計算進入到高爐原料粒徑分布,以及是否混雜到其他原料等情況,再根據分析結果來調整原料分布,有助於穩定爐況、降低燃料率。
附圖:光是二號高爐,中鋼就投資約5,700萬元來建置智慧應用,投資的金額雖大,但帶來的效益更可觀,預估每年可以降低成本3,270萬元,減少排放溫室氣體2,217噸。(攝影/洪政偉)
資料來源:https://www.ithome.com.tw/news/142938
安全閥停噴壓力 在 政變後的寧靜夏午 Facebook 的最讚貼文
【三哩島41周年長篇大論】
#嫌文字太多可以直接看圖 #或是直接搞懂幾個事實
今天是美國三哩島事故41周年(1979/3/28),也是去年三哩島電廠正式關閉後的半年,你沒看沒錯,一個曾經發生事故的電廠仍持續運轉至去年才與大家道別,而且本來預計運轉至2034年,但礙於美國便宜天然氣競爭下的營運虧損,只好提前打烊。
▋關於三哩島事故簡單的幾個事實:
1. 沒有任何人因為輻射或事故傷亡
2. 有爐心熔毀,但沒有任何爆炸
3. 有核輻射外洩,但是我覺得用滲出或飄出形容比較恰當
4. 實際廠外輻射暴露增加劑量僅一張X光不到
5. 周邊五英里居民曾因事故混亂預先撤離,十天後解除
6. 三哩島一號機運轉至2019年關閉,運轉績效一度為美國最佳
7. 因為三哩島,美國(世界)核工業才用更謹慎態度面對核安
8. 三哩島電廠所在之處的賓州有四成核電
▋PWR反應爐原理
壓水式反應爐(PWR)也是輕水反應爐的一種,另一為沸水式(BWR),如果要用廚房類比,沸水式叫做水煮,壓水式叫做清蒸。壓水式反應爐水循環主要有兩側(Primary and Secondary),一側的高壓冷卻水進入壓力槽,流經爐心吸收熱量後,流出壓力槽,進入蒸汽產生器,加熱低壓低溫的二次側飼水,使飼水沸騰,產生蒸汽,推動渦輪發電機,以產生電力。由於壓水式反應器冷卻水系統的一次側不會產生沸騰,而液態水為不可壓縮,因此為了調節反應器的壓力,反應器的出水管路上裝有調壓槽(Pressurizer),以調節系統壓力。
※調壓槽(事故關鍵)
調壓槽內,一半為水,一半為蒸汽。當冷卻水系統內的水溫因功率增加,或熱量無法移除而上升時,冷卻水體積膨脹,驅使冷卻水流入調壓槽,調壓槽水位因而上升,擠壓調壓槽上方的水蒸汽空間,造成調壓槽壓力升高,此時調壓槽上方的噴灑系統自動打開,灑入低溫的水將部份水蒸汽凝結,降低系統壓力。如果壓力上升幅度太大,噴灑系統不足以有效降低壓力,調壓槽上方的釋壓(安全)閥會自動開啟,將調壓槽內的水蒸汽洩放至圍阻體內的洩壓水槽(Pressurizer relief tank),快速將系統壓力降低。系統壓力降低後,安全閥會自動關閉。
※安全系統
三哩島電廠備有多樣的安全系統,其中較重要的有緊急爐心冷卻系統,及輔助飼水系統。壓水式反應器中,蒸汽產生器二次側飼水是移除爐心熱量的主要途徑,為了防止飼水喪失,爐心的熱量無法排除,因此設計有輔助飼水系統,於主飼水系統故障時自動啟動,代替原飼水泵打水,移除衰變熱。
▋事故過程
1978年12月,三哩島二號機正式商轉。過沒多久,1979年3月28日,清晨四點鐘,三哩島電廠二號機,由於化學除污系統的樹脂發生阻塞現象,使得凝結水泵跳脫,進而也使飼水泵和汽機跳脫(停止發電)。此時,原先備用應該要開啟的輔助飼水系統竟然因為維修時,沒有將進水閥打開,飼水迴路鎖死,導致反應器內衰變熱無法移除,造成反應器壓力快速上升,但調壓槽灑水系統自仍動啟動灑水降壓,釋壓閥亦開啟洩壓,但系統壓力仍繼續上升,觸及反應器急停設定值。控制棒插入爐心,核分裂反應停止。
反應器急停後,功率降低,反應器壓力亦隨之降低。當反應器壓力降至釋壓閥自動關閉點時,閥門卻故障沒有關閉,於是冷卻水由閥門持續流出。由於輔助飼水無法進入蒸汽產生器,使蒸汽產生器內二次側的水已逐漸被燒乾(變成蒸氣)。另一方面,釋壓閥的開啟造成反應器壓力持續下降,導致緊急爐心冷卻系統(ECCS)自動啟動,開始將高壓硼水注入爐心。(發生到這邊只過了50秒)
但操作員此時不知道蒸汽產生器已經沒有飼水(因為儀器燈號被掛牌遮蔽),且調壓槽釋卸壓閥發生故障沒有關閉(儀表燈號卻已經顯示關閉),直到4:08分的時候才找到原因,手動打開了輔助飼水泵的進水閥,但因為二次迴路上方充滿蒸氣進水不順,一次迴路也因為蒸氣產生導致熱交換不完全,接下來的注水措施則都因為卸壓閥故障導致處理誤判(過早關閉冷卻水注水系統),倒置爐上方產生蒸氣,燃料棒開始露出反應毀壞,到6:18分後,終於發現釋壓閥問題,以手動關閉之後,便全心處理反應爐內的衰變熱移除,最終在19:51危機暫時宣告解除,但最終爐心燃料棒也熔毀了將近50%,而即便填滿了冷卻水,爐內仍有少許氫氣泡,因為擔心發生氫爆,持續採取維持壓力緩慢注水以及洩壓排氣,最終於4/1解除危機,好個愚人節快樂。不過事後也證實當時氫氣量與爐內氧氣並不足以發生氫爆。
▋輻射外洩
過程中,因為自調壓槽釋壓閥流出的冷卻水進入位於圍阻體的洩壓水槽,洩壓水槽很快的被注滿,釋壓保護片破裂,使輻射水溢流到圍阻體的集水區,輻射氣體也因此瀰漫於圍阻體中。集水區水位升高,圍阻體集水機的抽水機自動啟動,將水送進輔助廠房,而輻射物質便隨著蒸發水從廠房煙囪緩慢洩露(飄出)於大氣之中。
3/29與3/30的時候,廠方則將氣體導向了放射廢氣槽,讓放射氣體得以先行過濾再做排出,最後排出的物質為惰性氣體以及碘131(較有害),大約37萬兆貝克,就是37000,000,000,000,000,000貝克,但結論是,這看起來很長一串數字所造成的輻射劑量,根據NRC,環保署,衛福部、能源部和賓州等幾個獨立的小組也進行了研究估計,僅約0.08~1毫西佛,在場工作人員也僅1毫西佛,均小於背景輻射,完全無法對人體造成傷害。
過程中,也因為現場秩序混亂,以及一度測得較原背景值高出百倍的輻射劑量,因此州長決定暫時疏散方圓五英里的孕婦以及小孩,而疏散於是發後十天解除,居民都得以返家。
在事故發生後的幾個月中,儘管有人質疑輻射對三浬島地區的人類,動物和植物生命可能造成的不利影響,但沒有一個問題與事故直接相關。監測該地區的各種政府機構收集了成千上萬的空氣,水,牛奶,植被,土壤和食品的環境樣本,全面調查和評估得出的結論是,儘管反應堆受到了嚴重破壞,但實際釋放對個人的身體健康或環境的影響可忽略不計。
▋後續改善
或許三哩島事件的發生,除了廠房設計改善外,或可怪罪於運轉人員的失誤。若運轉人員沒有因為誤信燈號,錯誤的將高壓注水系統關閉的話,整個事件也不會惡化。但從較廣泛的角度來檢討整個事件,該檢討的是,運轉人員有沒有受到適當的訓練、控制室的設計是否考慮到運轉人員操作上的便利、以及運轉員是否能充分掌握電廠重要系統的運轉狀況;還有在緊急狀況下,運轉人員能否獲得必要的協助等問題。因此,不再完全依賴調度人員的判斷,建立一連串的「是、否」機制應對事件發生,
同時核能界了解到:運轉人員的臨場應變對核能電廠安全的重要性,電廠控制室的人機介面也需要適當的改善,以及電力公司間運轉經驗相互交流的必要性。後一項的認知促成了美州核能運轉協會 (Institute of Nuclear Power Operation,簡稱INPO)及國際核能運轉組織 (World Organization of Nuclear Operation,簡稱WANO)等國際組織的成立,這些組織的主要功能即為核能電廠運轉經驗的交流,希望透過相互合作,提昇電廠的安全,其中INPO也成立了核電廠操作員培訓課程,建立完善了操作人員的認證制度。法規管制單位也意識到,核能界對爐心熔毀的物化現象瞭解不足,因此大幅度提高相關研究的經費。
從安全的角度來看,三哩島事件對核能電廠安全所帶來的衝擊是正面的,它促成了核能界全面檢討核能電廠的安全運作模式,發覺許多隱藏性盲點,進而提出相當多的改善方案,這些改善措施直接提昇了電廠的安全。
▋事後影響
三哩島事件之後,法規管制單位提出不少新的規定,要求電力公司改正缺失,其中不少牽涉到硬體設施的改善,這些要求使得核電的成本大幅攀升,美國也因此有好長一段時間未在新建核電廠,導致該國核工業呈現自我放飛狀態,以致後續要建置新電廠時,供應鏈廠商挑選太過複雜難以整合(大家都能做,但不知道怎麼做),因此讓新核電廠的建置處處碰壁,直到川普政府決心傾國家之力發展核能。
此外美國以及世界反核運動的興起,電影China Syndrome的渲染下讓民眾對核能更加恐慌,促成了反核流行文化產業,也讓美國人對於核電的態度在當時即不信任,但到現在,發生事故的賓州有四成電力來自核電。
三哩島電廠方面,事故二號機最後的清理費用為9.73億美元,相較於福島或車諾比事故少非常多,最後它的發電機也賣給了其他核電廠做升級汰換使用,加減補貼。至於一號機,因為事故壓力,它只能拿出更好的表現來說服所有人它值得被使用,也確實它表現卓越,較美國其他核電機組的指標都更加凸出,創下了616天營運不間斷的紀錄,因此於2009年時,申請再延20年通過,但因為化石燃料產業的快速變動,頁岩油氣挖掘讓天然氣成本快速下降,最後即便核電便宜,但背負2號機債務的1號機也無法與天然氣在市場競爭,因此決定於2019年關門,三哩島電廠共計營運45年,正式進入除役階段。
但其實只差那麼一小步,一號機就得以因為賓州加入的區域溫室氣體倡議計畫RGGI (Regional Greenhouse Gas Initiative),因為零碳電力的特性相對獲得碳稅補助,繼續生存,同樣位於賓州的Beaver Valley電廠即因此政策繼續營運。
▋參考資料
WNA-Three Mile Island Accident
https://reurl.cc/E7Z55v
Backgrounder on the Three Mile Island Accident
https://reurl.cc/V65bbA
三哩島事故時序
https://reurl.cc/Y1jKAD
Pennsylvania Move to Join RGGI May Save Nuclear Plant
https://reurl.cc/L37KkK
事故圖片取材HyperPhysics
https://reurl.cc/R4b3Z6