1、核与辐射安全核与辐射安全第三章 核与辐射安全的基本原则 3.1 核安全基本原则核安全基本原则 3.2 辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则 3.3 核安全防护纲要核安全防护纲要 3.4 纵深防御纵深防御 3.5 预防和缓解事故的基本原则预防和缓解事故的基本原则 3.6 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则 3.7 安全目标安全目标核安全基本原则核安全基本原则 管理责任管理责任 纵深防御纵深防御 若干基本技术原则若干基本技术原则 管理责任管理责任(1 1)安全文化)安全文化INSAG-4INSAG-4的定义:的定义:核安全文化是存核安全文化是存在于单位和个人中的种种特性的总在于单位和
2、个人中的种种特性的总和,它建立一种超出一切之上的观和,它建立一种超出一切之上的观念,即核电站的安全问题由于它的念,即核电站的安全问题由于它的重要性要得到应有的重视。重要性要得到应有的重视。 Safety culture is that assembly of characteristics and attitudes in organizations and individuals which establishes that, as an overriding priority, nuclear power plant safety issues receive the attention
3、warranted by their significance. 管理责任管理责任(1 1)安全文化)安全文化 INSAG-4管理责任管理责任(1 1)安全文化)安全文化 国际原子能机构安全咨询组报告国际原子能机构安全咨询组报告INSAG-4提出了对各个层次人员在安全文化方面的要求提出了对各个层次人员在安全文化方面的要求:对政府对政府决策层决策层对营运单位对营运单位管理层管理层 对个人对个人(基层基层)管理责任管理责任(1 1)安全文化)安全文化制定核安全政策;制定核安全政策;明确核安全职责;明确核安全职责;建立独立的核安全监管部门;建立独立的核安全监管部门;提供核安全所需的充足的财提供核安全
4、所需的充足的财 力和称职的人力资源。力和称职的人力资源。政府政府决策层决策层 管理责任管理责任(1 1)安全文化)安全文化明确各级人员的职责和分工;明确各级人员的职责和分工;制定并检查工作方法;制定并检查工作方法;对人员进行资格审查和培训;对人员进行资格审查和培训;建立合理的奖惩制度;建立合理的奖惩制度;建立和实施完善的监督和审查程序建立和实施完善的监督和审查程序营运单位营运单位 管理层管理层 n探索的工作态度;探索的工作态度;n严谨的工作方法;严谨的工作方法;n互相交流的工作习惯。互相交流的工作习惯。个人个人 管理责任管理责任(1 1)安全文化)安全文化安全文化的组成 INSAG 4个人响应
5、管理层的责任决策层的责任安全工作安排和管理公布安全政策建立管理体制提供资源自我完善质疑的工作态度严谨的工作方法沟通交流的工作习惯明确的责任分工资格认证和培训奖励和惩罚监查、审查和对比(1 1)安全文化)安全文化管理责任管理责任(2 2)核设施营运单位的责任核设施营运单位的责任 核设施营运单位对核核设施营运单位对核设施的安全负有全面和最设施的安全负有全面和最终责任!终责任!管理责任管理责任(2 2)核设施营运单位的责任核设施营运单位的责任核设施的营运单位的职责有:核设施的营运单位的职责有:1. 确定安全政策,在营运单位内部各级划清确定安全政策,在营运单位内部各级划清职责并授予权;职责并授予权;2
6、. 确定并验证质量保证大纲及其他各项管理确定并验证质量保证大纲及其他各项管理大纲的满意实施;大纲的满意实施;3. 确定并验证所有运行工况(包括维修和监督)确定并验证所有运行工况(包括维修和监督)下为确保安全的各项程序;下为确保安全的各项程序;核设施的营运单位的职责有:核设施的营运单位的职责有:4. 提供充分的人员培训和人员资格鉴定;提供充分的人员培训和人员资格鉴定;5. 建立与国家核安全监管部门、其他有关部建立与国家核安全监管部门、其他有关部门以及地方政府的联络渠道,以处理好与安门以及地方政府的联络渠道,以处理好与安全有关的事宜;全有关的事宜;管理责任管理责任(2 2)核设施营运单位的责任核设
7、施营运单位的责任核设施的营运单位的职责有:核设施的营运单位的职责有:6. 建立与设计、建造、制造、安装、调试建立与设计、建造、制造、安装、调试及其他(国内和国际)有关组织机构的联络及其他(国内和国际)有关组织机构的联络渠道,以保证传递信息、专门知识和经验以渠道,以保证传递信息、专门知识和经验以及响应安全问题的能力;及响应安全问题的能力;管理责任管理责任(2 2)核设施营运单位的责任核设施营运单位的责任核设施的营运单位的职责有:核设施的营运单位的职责有:7. 7. 提供足够的资源、服务和设施;提供足够的资源、服务和设施;8. 8. 提供适当的公众咨询和联络渠道。提供适当的公众咨询和联络渠道。管理
8、责任管理责任(2 2)核设施营运单位的责任核设施营运单位的责任管理责任管理责任(3 3)监管当局的控制)监管当局的控制 必须建立独立于核工业发展必须建立独立于核工业发展的核安全监管当局!的核安全监管当局!国家核安全局国家核安全局National Nuclear Safety Administration管理责任管理责任(3 3)监管当局的控制)监管当局的控制核安全监管当局的任务:核安全监管当局的任务: 制定核安全法规;制定核安全法规; 为核设施营运单位颁发核设施安全许可证;为核设施营运单位颁发核设施安全许可证; 对核设施安全实施监督检查,在需要时提出整改要对核设施安全实施监督检查,在需要时提出
9、整改要 求;求; 当核设施安全水平达不到可接受的要求时,可以采当核设施安全水平达不到可接受的要求时,可以采取必要的执法行为,包括吊销核设施安全许可证;取必要的执法行为,包括吊销核设施安全许可证; 主持和支持核安全研究;主持和支持核安全研究; 发布核安全信息。发布核安全信息。纵深防御纵深防御实现核与辐射安全的一项基本原则实现核与辐射安全的一项基本原则 纵深防御原则要贯彻安全有关的全部活纵深防御原则要贯彻安全有关的全部活动动,包括与组织、人员行为或设计有关的方,包括与组织、人员行为或设计有关的方面,以保证这些活动均面,以保证这些活动均置于重叠措施的防御置于重叠措施的防御之下之下,即使有一种故障发生
10、,它将由适当的,即使有一种故障发生,它将由适当的措施探测、补偿纠正。措施探测、补偿纠正。纵深防御纵深防御实现核与辐射安全的一项基本原则实现核与辐射安全的一项基本原则纵深防御的三道防线:纵深防御的三道防线:第一道防线:预防事故;预防事故; 第二道防线:控制事故;控制事故; 第三道防线:缓解事故;缓解事故; 若干基本技术原则若干基本技术原则安全分级安全分级设备鉴定设备鉴定构筑物、系统和部构筑物、系统和部 件的可靠性设计件的可靠性设计火灾和爆炸火灾和爆炸其他内部危害其他内部危害运行限制和条件运行限制和条件设计基准事故设计基准事故严重事故严重事故采用经验证的工程实践采用经验证的工程实践应用经验反馈和安
11、全应用经验反馈和安全 研究结果研究结果安全评价及其独立验证安全评价及其独立验证老化老化优化运行人员操作的设计优化运行人员操作的设计辐射防护辐射防护第三章 核与辐射安全的基本原则 3.1 核安全基本原则核安全基本原则 3.2 辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则 3.3 核安全防护纲要核安全防护纲要 3.4 纵深防御纵深防御 3.5 预防和缓解事故的基本原则预防和缓解事故的基本原则 3.6 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则 3.7 安全目标安全目标辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则ICRP(60)辐射防护基本原则辐射防护基本原则l 实践的正当性实践的正当性l 辐射防护最
12、优化辐射防护最优化l 剂量限制与约束剂量限制与约束 辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则实践的正当性 辐射实践的正当性是指任何一辐射实践的正当性是指任何一种伴随辐射的种伴随辐射的实践实践(或活动)都必(或活动)都必须使其带来的须使其带来的利益大于危害利益大于危害。 辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则辐射防护最优化 辐射防护与安全的最优化是指在辐射防护与安全的最优化是指在考虑社会和经济等各种因素后,使个考虑社会和经济等各种因素后,使个人剂量、受照人数和发生照射事件的人剂量、受照人数和发生照射事件的概率保持在概率保持在可合理达到尽量低可合理达到尽量低的水平。的水平。 ALARA原
13、则:As low as reasonably achievable辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则剂量限制与剂量约束 实践的正当性和辐射防护的最优化都实践的正当性和辐射防护的最优化都是按实践和群体的利益考虑的,为是按实践和群体的利益考虑的,为保证保证每个人不致受到不合理的伤害每个人不致受到不合理的伤害,必须制,必须制定个人剂量限值和选定剂量约束值,从定个人剂量限值和选定剂量约束值,从而对每个个体提供必要的保护。而对每个个体提供必要的保护。第三章 核与辐射安全的基本原则 3.1 核安全基本原则核安全基本原则 3.2 辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则 3.3 核安全防护纲要
14、核安全防护纲要 3.4 纵深防御纵深防御 3.5 预防和缓解事故的基本原则预防和缓解事故的基本原则 3.6 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则 3.7 安全目标安全目标核安全防护纲要核安全防护纲要 安全防护组织安全防护组织 安全防护教育安全防护教育 安全防护设施的设计安全防护设施的设计 职业照射的控制职业照射的控制 公众剂量的控制公众剂量的控制 安全防护应急计划安全防护应急计划 核辐射监测核辐射监测第三章 核与辐射安全的基本原则 3.1 核安全基本原则核安全基本原则 3.2 辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则 3.3 核安全防护纲要核安全防护纲要 3.4 纵深防御纵深防御 3.
15、5 预防和缓解事故的基本原则预防和缓解事故的基本原则 3.6 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则 3.7 安全目标安全目标纵深防御纵深防御补偿或纠正设备故障或人员差错;补偿或纠正设备故障或人员差错;维持屏障本身的有效性并防止故障传播维持屏障本身的有效性并防止故障传播到全厂;到全厂;在屏障本身的有效性不能完全保持时,在屏障本身的有效性不能完全保持时,保护从业人员、公众和环境不致受到辐保护从业人员、公众和环境不致受到辐射伤害。射伤害。(1 1)纵深防御的)纵深防御的三个目标三个目标纵深防御纵深防御(2 2)纵深防御的)纵深防御的两个策略两个策略p预防事故发生;预防事故发生;p事故情况下,限制
16、其后果,事故情况下,限制其后果,防止向更严重的情况进展。防止向更严重的情况进展。纵深防御纵深防御(3 3)放射性物质外泄的连续)放射性物质外泄的连续多级实体屏障多级实体屏障 纵深防御原则应用的另一方面是在设计中设置一系列的实体屏障实体屏障,以包括规定区域的放射性物质。 典型的水冷反应堆而言,这些屏障可能是燃料元件、燃料包壳、反应堆冷却剂系统压力边界和安全壳。 l燃料芯块与包壳燃料芯块与包壳纵深防御纵深防御(3 3)放射性物质外泄的连续)放射性物质外泄的连续多级实体屏障多级实体屏障 纵深防御纵深防御(3 3)放射性物质外泄的连续)放射性物质外泄的连续多级实体屏障多级实体屏障 l一回路压力边界一回
17、路压力边界纵深防御纵深防御(3 3)放射性物质外泄的连续)放射性物质外泄的连续多级实体屏障多级实体屏障 l 安全壳厂房安全壳厂房安全壳是高30多米,直径约40多米预应力钢筋混凝土结构物,壁厚约1m。可以承受5个大气压的压力。纵深防御纵深防御(4 4)纵深防御在核动力厂)纵深防御在核动力厂设计设计中的基本实施方法中的基本实施方法预防偏离正常运行预防偏离正常运行防止偏离正常运行防止偏离正常运行非正常运行的控制非正常运行的控制防止事故的发生防止事故的发生设计基准事故的控制设计基准事故的控制防止事件恶化防止事件恶化事故管理事故管理防止包壳损坏防止包壳损坏应急响应应急响应减轻事故影响减轻事故影响l 纵深
18、防御纵深防御(五道防线五道防线)纵深防御纵深防御第一层:第一层:稳妥的设计,高质量稳妥的设计,高质量的设备制造的设备制造等等第二层:第二层:正确的运行控制正确的运行控制(这(这一层做的好,可确保三道一层做的好,可确保三道屏障的完整性)屏障的完整性)第三层:第三层:专设安全设施和保护专设安全设施和保护系统系统(防止事件演变成大(防止事件演变成大事故,将放射性物质滞留事故,将放射性物质滞留在安全壳内在安全壳内第四层:第四层:防止安全壳失效防止安全壳失效的严的严重事故缓解措施重事故缓解措施第五层:第五层:应急响应行动应急响应行动燃料芯块燃料芯块燃料包壳燃料包壳第一道屏障第一道屏障一回路压力边界一回路
19、压力边界第二道屏障第二道屏障安全壳安全壳第三道屏障第三道屏障不能控制辐射不能控制辐射源,但通过对源,但通过对人的行为进行人的行为进行干预来防止或干预来防止或减小辐射危害减小辐射危害控制住辐射源控制住辐射源防止或减小辐防止或减小辐射危害射危害纵深防御纵深防御(4 4)纵深防御在核动力厂)纵深防御在核动力厂运行运行中的基本实施方法中的基本实施方法u 运行限制和条件运行限制和条件 必须在运行开始之前制定好、经国家核必须在运行开始之前制定好、经国家核安全监管部门评价和批准安全监管部门评价和批准 对运行操作人员进行充分培训对运行操作人员进行充分培训 定期对运行限值和条件进行审查和更新定期对运行限值和条件
20、进行审查和更新 确定论方法和概率论方法确定论方法和概率论方法纵深防御纵深防御(4 4)纵深防御在核动力厂)纵深防御在核动力厂运行运行中的基本实施方法中的基本实施方法u运行规程运行规程 l正常运行规程正常运行规程运行在运行限值和条件之内运行在运行限值和条件之内 l事件导向规程或征兆导向规程事件导向规程或征兆导向规程 预计运行事件预计运行事件和设计基准事故和设计基准事故 l严重事故(严重事故(超设计基准事故超设计基准事故)管理指南)管理指南 严重严重事故事故 纵深防御纵深防御(4 4)纵深防御在核动力厂)纵深防御在核动力厂运行运行中的基本实施方法中的基本实施方法u堆芯管理和燃料装卸堆芯管理和燃料装
21、卸 营运单位营运单位负责并组织有关堆芯管理和厂区负责并组织有关堆芯管理和厂区燃料装卸的全部活动,以保证燃料装卸的全部活动,以保证燃料在反应堆中的燃料在反应堆中的安全使用安全使用以及在以及在厂区转移和储存期间的安全厂区转移和储存期间的安全 纵深防御纵深防御(4 4)纵深防御在核动力厂)纵深防御在核动力厂运行运行中的基本实施方法中的基本实施方法u人员的资格和培训人员的资格和培训 l人的操作人的操作是安全运行中的重要环节是安全运行中的重要环节 l高水平的人员资格和好的培训高水平的人员资格和好的培训 l培训计划应包括培训计划应包括定期培训定期培训和和再培训再培训 l行为危及核安全 的人员都需要培训纵深
22、防御纵深防御(4 4)纵深防御在核动力厂)纵深防御在核动力厂运行运行中的基本实施方法中的基本实施方法u维修、在役试验、检查和监督维修、在役试验、检查和监督 l防止核动力厂纵深防御能力降级;防止核动力厂纵深防御能力降级; l必须由资格合格的人员按设计要求的标准必须由资格合格的人员按设计要求的标准和频度来进行;和频度来进行; l核动力厂营运单位要制定维修、在役试验、核动力厂营运单位要制定维修、在役试验、检查和监督的详细指令和程序。检查和监督的详细指令和程序。 纵深防御纵深防御(4 4)纵深防御在核动力厂)纵深防御在核动力厂运行运行中的基本实施方法中的基本实施方法u应急准备应急准备 l制定厂内和厂外
23、的应急计划;制定厂内和厂外的应急计划; l应急计划的制定是基于确定论方法,并用应急计划的制定是基于确定论方法,并用概率论方法做补充;概率论方法做补充; l首次装料前必需进行应急演习首次装料前必需进行应急演习;l根据运行经验对应急计划进行复审和更新。根据运行经验对应急计划进行复审和更新。纵深防御原则(纵深防御原则(Defense in Depth)纵深防御纵深防御 多道屏障多道屏障 + + 纵深防御措施纵深防御措施设计提供设计提供一系列多层次的防御一系列多层次的防御,用,用以以防止事故防止事故并在并在未能防止事故时保未能防止事故时保证提供适当的保护证提供适当的保护。设置设置一系列的实体屏障一系列
24、的实体屏障,以包容规,以包容规定区域的放射性物质。定区域的放射性物质。纵深防御纵深防御第三章 核与辐射安全的基本原则 3.1 核安全基本原则核安全基本原则 3.2 辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则 3.3 核安全防护纲要核安全防护纲要 3.4 纵深防御纵深防御 3.5 预防和缓解事故的基本原则预防和缓解事故的基本原则 3.6 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则 3.7 安全目标安全目标预防和缓解事故的基本原则预防和缓解事故的基本原则l预防为主预防为主(保守的设计、适当的安全富量、提高设(保守的设计、适当的安全富量、提高设备可靠性等),尽可能降低初始事件发生概率备可靠性等),尽
25、可能降低初始事件发生概率 ; l充分利用自动系统,尽量减少人的干预充分利用自动系统,尽量减少人的干预;严格执行;严格执行运行和事故操作规程,防止人员差错运行和事故操作规程,防止人员差错 ; l依靠核设施的依靠核设施的固有安全特性固有安全特性和和故障安全故障安全的设计,设的设计,设置应对置应对设计基准事故设计基准事故的的专设安全设施专设安全设施和和运行操作规运行操作规程程,在发生预计的初始事件后,在发生预计的初始事件后将核设施引导到可控将核设施引导到可控制状态;制状态; 预防和缓解事故的基本原则预防和缓解事故的基本原则l当当万一进入严重事故状态万一进入严重事故状态时,尽可能利用核设施内时,尽可能
26、利用核设施内的一切可利用的手段和资源,的一切可利用的手段和资源,控制严重事故进展控制严重事故进展,减轻事故后果减轻事故后果; l设置多重实体屏障设置多重实体屏障,尽可能保持包容放射性物质屏,尽可能保持包容放射性物质屏障的完整性,限制放射性向环境排防,障的完整性,限制放射性向环境排防,保护公众和保护公众和环境。环境。第三章 核与辐射安全的基本原则 3.1 核安全基本原则核安全基本原则 3.2 辐射防护与安全基本原则辐射防护与安全基本原则 3.3 核安全防护纲要核安全防护纲要 3.4 纵深防御纵深防御 3.5 预防和缓解事故的基本原则预防和缓解事故的基本原则 3.6 核安全的基本技术原则核安全的基
27、本技术原则 3.7 安全目标安全目标核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(1 1)安全分级)安全分级 必须首先确定属于核动力厂必须首先确定属于核动力厂安全重要物项安全重要物项的所的所有有构筑物构筑物、系统系统和和部件部件,包括,包括仪表仪表和和控制软件控制软件,然,然后根据其安全功能和安全重要性分级。后根据其安全功能和安全重要性分级。划分某一构筑物、系统或部件安全重要性的方法划分某一构筑物、系统或部件安全重要性的方法 l确定论方法确定论方法 l概率论方法和工程判断概率论方法和工程判断 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(2 2)设备鉴定)设备鉴定 l确认确认安全重要物项安全重要物项能
28、够在其整个能够在其整个设计运行寿期内设计运行寿期内满足处于需要起作用时的环境条件下执行其安全功满足处于需要起作用时的环境条件下执行其安全功能的要求;能的要求;l考虑的环境条件必须包括预计到的考虑的环境条件必须包括预计到的正常运行正常运行、预预计运行事件计运行事件和和设计基准事故设计基准事故期间的期间的变化;变化; l鉴定程序中必须考虑到设备的鉴定程序中必须考虑到设备的老化效应老化效应;l鉴定程序必须考虑鉴定程序必须考虑自然现象自然现象对设备的影响。对设备的影响。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 l单一故障设计准则单
29、一故障设计准则:核动力厂系统必须核动力厂系统必须设计成在安全组合中的设计成在安全组合中的任何部件发生故障任何部件发生故障时,所要求的时,所要求的安全功能仍然可以执行安全功能仍然可以执行,而,而且不会超过设计基准中所规定的限值。且不会超过设计基准中所规定的限值。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 定期试验维护检定期试验维护检修修固有安全性原则固有安全性原则独立性原则独立性原则失效安全原则失效安全原则多样性原则多样性原则冗余原则冗余原则单一故障设计准则单一故障设计准则冗余原则冗余原则(Redundancy Princip
30、le)l 内容:设计中留有冗余度,即系统是内容:设计中留有冗余度,即系统是双重或多双重或多重配置重配置的,单一部件的失效不会使整个系统失的,单一部件的失效不会使整个系统失去功能去功能l 作用:作用:一套设备出现故障或失效是可承受的,一套设备出现故障或失效是可承受的,不致于导致功能的丧失不致于导致功能的丧失例例:在某一特定功能可由任意两台泵完成之处,在某一特定功能可由任意两台泵完成之处,设置设置三台或四台三台或四台泵。泵。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统
31、和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 冗余原则冗余原则(Redundancy Principle)l 核电站大部分系统设置了核电站大部分系统设置了二套或多套二套或多套同样的同样的设备:设备:F安全壳喷淋系统安全壳喷淋系统:两个独立的系列组成:两个独立的系列组成F自动控制系统自动控制系统:反应堆紧急停堆及专设安:反应堆紧急停堆及专设安全设施的启动均由两列独立而又相同的保全设施的启动均由两列独立而又相同的保护信号触发护信号触发核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 多样性原则多样性原则(Diversity Pr
32、inciple)l 内容:应用于执行同一功能的多重系统或部件,内容:应用于执行同一功能的多重系统或部件,即通过即通过多重系统多重系统或部件中引入或部件中引入不同属性不同属性来提高系来提高系统的可靠性。统的可靠性。l 获得不同属性的方法获得不同属性的方法:F不同的工作原理不同的工作原理F不同的物理变量不同的物理变量F不同的运行条件不同的运行条件F不同制造厂的产品等。不同制造厂的产品等。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 失效安全原则失效安全原则(Failure to Safety Principle )l 在设计核电厂
33、的安全重要系统和部件时,应尽可能在设计核电厂的安全重要系统和部件时,应尽可能贯彻故障安全原则,即系统或部件发生故障时,电贯彻故障安全原则,即系统或部件发生故障时,电厂应能在厂应能在毋需任何触发动作的情况下进入安全状态毋需任何触发动作的情况下进入安全状态。 F停堆控制系统发生故障时反应堆即进入停堆状态;停堆控制系统发生故障时反应堆即进入停堆状态;F如果阀门开的状态为安全,则阀门故障时,自动保如果阀门开的状态为安全,则阀门故障时,自动保持在开的位置。持在开的位置。 独立性原则独立性原则(Independency Principle)l 系统设计中通过系统设计中通过功能隔离功能隔离或或实体隔离实体隔
34、离,各通,各通道由独立线路供给可靠仪表电源,实现系统道由独立线路供给可靠仪表电源,实现系统布置和设计的独立性。布置和设计的独立性。F连接导线处于不同的电缆槽,通过不同的安连接导线处于不同的电缆槽,通过不同的安全壳贯穿件等。全壳贯穿件等。不要把鸡蛋都放在一个篮子里!核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 固有安全性原则固有安全性原则(Inherent Safety Characteristic) l 累积超过累
35、积超过1000010000堆年的良好运行记录。堆年的良好运行记录。l 三哩岛与切尔诺贝利事故的对比说明三哩岛与切尔诺贝利事故的对比说明极其复杂极其复杂的的核电厂系统,其安全性取决于工程安全性。核电厂系统,其安全性取决于工程安全性。l 核电安全设计重要的是要核电安全设计重要的是要充分采用固有安全性充分采用固有安全性: :F负反应性温度系数负反应性温度系数F多普勒系数多普勒系数F控制棒组件依靠重力插入堆芯的自然安全性控制棒组件依靠重力插入堆芯的自然安全性 F非能动安全性等非能动安全性等l 在核电厂的寿期内对安全有关的重要构筑物、系统和部件在核电厂的寿期内对安全有关的重要构筑物、系统和部件进行标定、
36、试验、维护、修理、检查或监测,以保证其执进行标定、试验、维护、修理、检查或监测,以保证其执行功能的能力。行功能的能力。定期试验、维护、检修原则定期试验、维护、检修原则核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(3 3)构筑物、系统和部件的可靠性设计)构筑物、系统和部件的可靠性设计 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(4 4)火灾和爆炸)火灾和爆炸 设计和布置核动力厂安全重要构筑物、系统和部件时,必须尽量降低降低外部或内部事件引发火火灾灾和爆炸爆炸的可能性及其后果可能性及其后果。 采用多重部件、多样系统、实体分隔和故障安全设计的适当组合,以便实现下述目标:防止火灾发生防止火灾发生;及时探测及
37、时探测发生的火灾并发生的火灾并迅速灭火迅速灭火,以限制火灾后果;,以限制火灾后果;防止未扑灭的火势蔓延防止未扑灭的火势蔓延,以使其对核动力厂重要功,以使其对核动力厂重要功 能的影响减至最小。能的影响减至最小。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(4 4)火灾和爆炸)火灾和爆炸 中国江苏田湾核电站:变压器爆炸事故而引发的火灾中国江苏田湾核电站:变压器爆炸事故而引发的火灾德国北部克吕梅尔核电站:变压器起火德国北部克吕梅尔核电站:变压器起火日本岛根核电站:废弃物处理设施发生了一起火灾日本岛根核电站:废弃物处理设施发生了一起火灾核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(5 5)其它内部灾害)其它内
38、部灾害l 内部水淹内部水淹l 飞射物飞射物l 管道甩动管道甩动l 喷射流冲击喷射流冲击l 流体释放流体释放 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(6 6)外部事件)外部事件 核动力厂设计必须考虑的外部自然事件包核动力厂设计必须考虑的外部自然事件包括在描述厂址特征时已确定的那些事件,如括在描述厂址特征时已确定的那些事件,如地地震震、洪水洪水、狂风狂风、龙卷风龙卷风、海啸海啸(潮汐波)和(潮汐波)和极端气象条件极端气象条件。 核动力厂设计必须针对计划的厂址和核动核动力厂设计必须针对计划的厂址和核动力厂的组合确定作为设计基准的外部自然事件力厂的组合确定作为设计基准的外部自然事件和外部人为事件。和
39、外部人为事件。 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(6 6)外部事件)外部事件 日本柏崎核电站日本柏崎核电站拥有7台核电机组,总装机容量820万千瓦。电站位于新泻县柏崎市刈羽郡,隶属于东京电力公司。核电站设计可以抵抗6.5级地震,但2007年7月16日该地区发生了里氏6.8级地震地震,运行的四台机组自动停堆保护发生作用,核电机组安全停堆。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(6 6)外部事件)外部事件 20112011年年3 3月月1111日下午,日本东部海域发生里氏日下午,日本东部海域发生里氏9.09.0级大地震级大地震,并引发,并引发海啸海啸。 位于日本本州岛东位于日本本州岛东部
40、沿海的部沿海的福岛第一核电站福岛第一核电站停堆,且若干机组发生停堆,且若干机组发生失去冷却事故,失去冷却事故,3 3月月1212日下午,一号机组发生日下午,一号机组发生爆炸爆炸。3 3月月1414日,三号机组发生两次日,三号机组发生两次爆炸爆炸。20112011年年4 4月月1212日,日本经济产业省原子能安全保安院决定将福日,日本经济产业省原子能安全保安院决定将福岛第一核电站核泄漏事故等级提高至岛第一核电站核泄漏事故等级提高至7 7级级。 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(7 7)运行要求和限制)运行要求和限制 l 安全系统整定值安全系统整定值;l 工艺变量和其他重要参数的控制系统和
41、过程限制;工艺变量和其他重要参数的控制系统和过程限制;l 为保证各构筑物、系统和部件执行设计中预定的功能,为保证各构筑物、系统和部件执行设计中预定的功能,对核动力厂规定维修、试验和检查的要求,并考虑合理可对核动力厂规定维修、试验和检查的要求,并考虑合理可行尽量低的辐射防护原则;行尽量低的辐射防护原则;l 明确地规定运行配置,包括安全系统停役情况下的运明确地规定运行配置,包括安全系统停役情况下的运行限制。行限制。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(8 8)设计基准事故)设计基准事故(design basis accident ) 定义:定义:根据确定的设计准则,在设计中采根据确定的设计准则
42、,在设计中采取了针对性措施的一组有代表性的事故,取了针对性措施的一组有代表性的事故,并且该类事故中燃料的损坏和放射性物质并且该类事故中燃料的损坏和放射性物质的释放保持在管理限值以内。的释放保持在管理限值以内。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(8 8)设计基准事故()设计基准事故(DBA)DBA) 水主泵主泵主管道主管道蒸汽反应性引反应性引入事故入事故失流事故失流事故冷却剂丧失事故冷却剂丧失事故蒸汽管道破裂事故蒸汽管道破裂事故给水管道破裂事故给水管道破裂事故热阱丧失事故热阱丧失事故汽轮机跳闸旁路阀门未打开SGTR设计基准事故设计基准事故(DBADBA)()(最大可信事故)最大可信事故)
43、同一概率等级的所有事故序列中选择的一个假想事故同一概率等级的所有事故序列中选择的一个假想事故设计确保发生设计确保发生DBADBA时辐射剂量低于规范允许值。时辐射剂量低于规范允许值。确定论评价方法:确定论评价方法: 基于纵深防御原则,以设计基准事故为基础的安全基于纵深防御原则,以设计基准事故为基础的安全评价方法。评价方法。核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(8 8)设计基准事故()设计基准事故(DBA)DBA) 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(9 9)严重事故)严重事故 定义:定义:核反应堆堆芯大面积核反应堆堆芯大面积燃料包壳失效燃料包壳失效,威胁或者破坏核电威胁或者破坏核电厂压
44、力容器或安全壳的完整性厂压力容器或安全壳的完整性,并引发并引发放射性物质泄漏放射性物质泄漏的一系的一系列过程。列过程。 一般来说,核反应堆的严重事故可以分为两大类:一般来说,核反应堆的严重事故可以分为两大类: 堆芯熔化事故:堆芯熔化事故:堆芯熔化事故是由于堆芯冷却不充分,堆芯熔化事故是由于堆芯冷却不充分,引起堆芯裸露、升温和熔化的过程,其发展较为缓慢,时间尺引起堆芯裸露、升温和熔化的过程,其发展较为缓慢,时间尺度为小时量级。度为小时量级。美国三哩岛事故,日本福岛核事故美国三哩岛事故,日本福岛核事故 堆芯解体事故:堆芯解体事故:堆芯解体事故是由于快速引入巨大的反堆芯解体事故是由于快速引入巨大的反
45、应性,引起功率陡增和燃料碎裂的过程,其发展非常迅速,时应性,引起功率陡增和燃料碎裂的过程,其发展非常迅速,时间尺度为秒量级。间尺度为秒量级。苏联切尔诺贝利核电厂事故苏联切尔诺贝利核电厂事故 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(9 9)严重事故)严重事故 针对严重事故,设计中必须考虑的事项有针对严重事故,设计中必须考虑的事项有: l概率论概率论+确定论确定论+正确的工程判断,确定可能导致严重事正确的工程判断,确定可能导致严重事故的重要事件序列。故的重要事件序列。 l必须对照有关准则审查这些事件序列,以确定必须在设必须对照有关准则审查这些事件序列,以确定必须在设计中考虑哪些严重事故计中考虑哪
46、些严重事故 l对于能降低这些选定事件发生的概率或者当这些选定事对于能降低这些选定事件发生的概率或者当这些选定事件发生时能减轻其后果的可能的设计修改或规程修改,必件发生时能减轻其后果的可能的设计修改或规程修改,必须加以评价。须加以评价。l必须考虑核设施整个设计能力必须考虑核设施整个设计能力 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(1010)采用经验证的工程实践)采用经验证的工程实践 l只要可能,安全重要构筑物、系统和部件就必须按照只要可能,安全重要构筑物、系统和部件就必须按照经批准的最新的或当前适用的规范和标准进行设计;其经批准的最新的或当前适用的规范和标准进行设计;其设计必须是此前在相当的使
47、用条件下验证过的。设计必须是此前在相当的使用条件下验证过的。l当引入未经验证的设计或设施,或存在着偏离已有的当引入未经验证的设计或设施,或存在着偏离已有的工程实践时,必须借助适当的支持性研究计划,或通过工程实践时,必须借助适当的支持性研究计划,或通过其他相关的应用中获得的运行经验的检验,来证明其安其他相关的应用中获得的运行经验的检验,来证明其安全性是合适的。全性是合适的。 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(1111)应用经验反馈和安全研究成果)应用经验反馈和安全研究成果 l必须充分考虑从运行的核设施中必须充分考虑从运行的核设施中取得的相关运行经验和相关研究的取得的相关运行经验和相关研究
48、的成果。成果。 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(1212)安全评价及其独立性验证)安全评价及其独立性验证 l安全评价必须成为设计过程的一部分,同时在安全评价必须成为设计过程的一部分,同时在设设计计和和证实性分析活动证实性分析活动之间存在之间存在迭代迭代过程,而且随着过程,而且随着设计计划的进展其范围不断扩大和详细程度不断提设计计划的进展其范围不断扩大和详细程度不断提高高l在提交国家核安全监管部门以前,营运单位必须在提交国家核安全监管部门以前,营运单位必须保证由保证由未参与相关设计的个人或团体未参与相关设计的个人或团体对安全评价进对安全评价进行独立验证行独立验证。 核安全的基本技术原则
49、核安全的基本技术原则(1313)老化)老化 设计中必须为所有安全重要构筑物、系统设计中必须为所有安全重要构筑物、系统和部件提供适当的裕度,以便考虑到有关的和部件提供适当的裕度,以便考虑到有关的老老化化和和磨损机理磨损机理以及与服役期有关的可能的以及与服役期有关的可能的性能性能劣化劣化,从而保证这些构筑物、系统或部件在其,从而保证这些构筑物、系统或部件在其整个整个设计寿期内设计寿期内能够执行所必须的安全功能的能够执行所必须的安全功能的能力。能力。 核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(1414)优化运行人员操作的设计)优化运行人员操作的设计 设计过程初期系统地考虑设计过程初期系统地考虑人为因
50、素人为因素和和人机接口人机接口,并贯彻在设计的整个过程。并贯彻在设计的整个过程。l 提供提供全面易处理全面易处理的信息;的信息;l人机界面是人机界面是“友好的友好的”;l将操作员在短时间内进行干预的要求降将操作员在短时间内进行干预的要求降 低至最低;低至最低;l工作场所和环境按人机工程学原则设计工作场所和环境按人机工程学原则设计核安全的基本技术原则核安全的基本技术原则(1515)辐射防护)辐射防护 在核设施的设计和布置中,必须采取合适的措施,以在核设施的设计和布置中,必须采取合适的措施,以尽量减少来自各种辐射来源的照射和污染。尽量减少来自各种辐射来源的照射和污染。 l尽量降低维修和检查期间的照
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