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1、核工程导论第五章核安全张继革上海交通大学 2010年第五章 核安全n n 5.1核电站的危险来源和基本安全功能n n 5.2核电安全管理n n 5.3核电厂的安全保证n n 5.4风险与概率5.1核电站的危险来源n n 核电危险性的本质n n 核电站风险的来源n n 核电站的基本安全功能核电危险性的本质n n核裂变核裂变 功率徒升的可能功率徒升的可能n n强放射性强放射性 辐射损伤辐射损伤n n高温高压水高温高压水融化和喷放融化和喷放n n剩余反应性剩余反应性潜在的能量来源潜在的能量来源n n衰变热衰变热 停堆后继续过热的可能停堆后继续过热的可能放射性-核电站的根本威胁n n 核电站的根本威胁
2、是放射性n n 放射性的根本来源是被辐照过的燃料元件Nuclear chain reaction裂变碎片与放射性物质 衰变 衰变 衰变寿期末：1W热功率所对应的裂变产物（FP）约3.7x1010BqFP中：气体Kr，Xe,I98%保留在UO2芯块中2 在间隙中高温高压水几百立方米水153bar破口喷放 汽化 放射性融化 压力容器破损剩余反应性n n 初始装载量n n 用于整个堆芯燃料寿期内的燃耗、裂变产物的积累n n 通过反应性补偿抑制初始剩余反应性中子吸收体中子吸收体衰变热n n 裂变产物 裂变产物、射线 射线 与 与物资作用 物资作用 产生热能（衰变 产生热能（衰变热）热）n n 裂变产物
3、的半衰期很长 裂变产物的半衰期很长n n 例，例，600MW 600MW10 10h h：P/P P/P0 01.0%1.0%，6MW 6MW1w 1w：P/P P/P0 00.1%0.1%，0.6MW 0.6MW30y 30y：P/P P/P0 00.01%0.01%，0.06MW(60kw)0.06MW(60kw)n n 需确保堆芯有效冷却 需确保堆芯有效冷却5.2核电厂的安全保障n n核电厂的基本安全功能核电厂的基本安全功能n n核电厂的安全保障核电厂的安全保障核电厂的基本安全功能(GoldenRule)n n反应性控制反应性控制(ControlControl)反应堆功率可控 反应堆功率
4、可控n n余热排出余热排出(CoolCool)燃料有效冷却 燃料有效冷却n n放射性包容放射性包容(ContainContain)放射性无泄漏 放射性无泄漏Golden Rule of Reactor Safety核电厂的安全保障体系n n核安全管理制度核安全管理制度 核安全审查 核安全审查 核安全监督 核安全监督n n核安全设计核安全设计n n核安全文化核安全文化n n 安全目标 安全目标n n 安全标准 安全标准n n 核安全政策：法规、导 核安全政策：法规、导则、指导文件 则、指导文件n n 独立的核安全监管部门 独立的核安全监管部门n n 核电站安全监督管理程 核电站安全监督管理程序
5、序 n n安全设计准则安全设计准则n n安全意识和安全行为安全意识和安全行为5.3核安全标准（安全原则）安全目标安全文化 纵深防御IAEANRCINSAG提出了三个统领全局的核安全总原则安全目标为了对核安全的行为有个衡量标准，国家首先要对核安全要求达到的目标提出一个标准。这称为安全目标（safety goal）SafetyGoalSafety GoalIAEAINSAG的安全目标国际原子能机构的国际原子能安全咨询委员会的安全目标是：堆芯损伤事故的发生频率为：现有堆堆芯损伤事故的发生频率为：现有堆101044/堆年、新堆堆年、新堆101055/堆年。堆年。发生大量早期放射性向环境释放事故的概率，
6、现有堆10-5/堆年，新建堆10-6/堆年中国核安全目标:SafetyGoaln n 总目标（总目标（最终安全目标 最终安全目标）在核动力厂中建立并保持对放射 在核动力厂中建立并保持对放射性危害的有效防御，以保护人 性危害的有效防御，以保护人员、社会和环境免受危害 员、社会和环境免受危害n n 辐射防护目标 辐射防护目标 保证在所有运行状态下核动力 保证在所有运行状态下核动力厂内的辐射照射或由于该核动 厂内的辐射照射或由于该核动力厂任何计划排放放射性物质 力厂任何计划排放放射性物质引起的辐射照射保持低于规定 引起的辐射照射保持低于规定限值并且合理可行尽量低，限值并且合理可行尽量低，合 合理可行
7、尽量低 理可行尽量低；保证减轻任何事故的放射性后 保证减轻任何事故的放射性后果。果。n n 技术安全目标 技术安全目标 采取一切合理可行的措施防止核 采取一切合理可行的措施防止核动力厂事故，并在一旦发生事故 动力厂事故，并在一旦发生事故时减轻其后果；时减轻其后果；对于在设计该核动力厂时考虑过 对于在设计该核动力厂时考虑过的所有可能事故，包括概率很低 的所有可能事故，包括概率很低的事故，要以高可信度保证任何 的事故，要以高可信度保证任何放射性后果尽可能小且低于规定 放射性后果尽可能小且低于规定限值；限值；并保证有严重放射性后果的事故 并保证有严重放射性后果的事故发生的概率极低 发生的概率极低n
8、n 概率论安全目标 概率论安全目标(检验标准 检验标准)每堆年发生严重堆芯损伤事件的 每堆年发生严重堆芯损伤事件的频率低于 频率低于10 10-5-5 每堆年需要场外早期响应的大量 每堆年需要场外早期响应的大量放射性释放事件的频率低于 放射性释放事件的频率低于10 10-6-6ALARA ALARA指导性指标核动力厂设计安全规定 核动力厂设计安全规定，2004 2004年 年4 4月国家核安全局批准发布 月国家核安全局批准发布ALARA所有的危害必须降低到一个水平所有的危害必须降低到一个水平:As Low As Reasonably AchievableAs Low As Reasonably
9、 Achievable合理可行尽量低合理可行尽量低纵深防御DefenseInDepthn n理念理念 国际原子能机构 国际原子能机构核安全标准 核安全标准中 中安全原则 安全原则的 的主要原则 主要原则 此概念必须贯彻于 此概念必须贯彻于安全有关的全部活动 安全有关的全部活动，包括与，包括与组织、组织、设计或人员 设计或人员行为有关的方面，以保证这些活动均置于 行为有关的方面，以保证这些活动均置于重叠措施 重叠措施的防御之下，即使有一种防御失效，亦将得 的防御之下，即使有一种防御失效，亦将得到补偿或纠正 到补偿或纠正n n两大方面的应用两大方面的应用 多道防御 多道防御n n 提供多层次的设备
10、和规程 提供多层次的设备和规程 多重 多重屏障 屏障n n 提供多道实体屏障 提供多道实体屏障纵深防御概念多层次的防御n n 第一层次防御 第一层次防御 预防 防止偏离正常运行及防止系统失效 防止偏离正常运行及防止系统失效n n 第二层次防御 第二层次防御 监测 检测和纠正偏离正常运行状态，以防止预计运行事件升级为事故工况 检测和纠正偏离正常运行状态，以防止预计运行事件升级为事故工况n n 第三层次防御 第三层次防御 保护 尽 尽管 管极 极少 少可 可能 能，某 某些 些预 预计 计运 运行 行事 事件 件或 或假 假设 设始 始发 发事 事件 件的 的升 升级 级仍 仍有 有可 可能 能未
11、 未被前一层次防御所制止，而演变成一种较严重的事件 被前一层次防御所制止，而演变成一种较严重的事件n n 第四层次防御 第四层次防御 缓解 针对设计基准可能已被超过的严重事故 针对设计基准可能已被超过的严重事故n n 第五层次防御 第五层次防御 应急 减轻可能由事故工况引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果 减轻可能由事故工况引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果核动力厂设计安全规定核动力厂设计安全规定 HAF102HAF102，20042004应用于核电厂的全部活动应用于核电厂的全部活动多重屏障n n 燃料芯块n n 元件包壳n n 一回路压力边界n n 安全壳n n 放射性保护区1km
12、安全壳安全文化定义Safety cultureIAEAsINSAGgivesthefollowingofficialdefinition:IAEAsINSAGgivesthefollowingofficialdefinition:(INSAG-4)(INSAG-4)Safety culture is that Safety culture is that assemblyassembly of of characteristicscharacteristics and and attitudesattitudes in organizations and individuals which i
13、n organizations and individuals which establishes that,as an establishes that,as an overriding priorityoverriding priority,nuclear,nuclear power plant safety issues receive the attention power plant safety issues receive the attention warrantedwarranted by their significance.by their significance.核安
14、全文化是存在于单位和个人的种种特性和态度的总和，它建立一种超出一切之上的观念，即核电站安全问题由于它的重要性要保证得到应有的重视。安全文化的层次核安全文化员工的响应管理层的责任决策层的责任严谨的工作方法探索的工作态度互相交流的工作习惯提供人力、物力资源建立管理体系自我完善公布安全政策奖励和惩罚人员的资格审查和培训监察、审查和对比安全工作的安排管理明确责任分工电厂员工电厂管理人员核电厂安全管理体系政府决策层企业决策层核安全文化的内容核安全文化个人的响应管理层的责任决策层的责任严谨的工作方法探索的工作态度互相交流的工作习惯提供人力、物力资源建立管理体系自我完善公布安全政策奖励和惩罚人员的资格审查和
15、培训监察、审查和对比安全工作的安排管理明确责任分工电厂员工电厂管理人员政府决策层企业决策层个人响应与安全文化的关系l 凡事都要求问个为什么，不要满足已获得的结果，不要刻板地执行规定而要游刃可余。l 谨慎、严密、自我约束、严格自我要求、行为踏实有效、对自己的行为负责l 相互交流的工作习惯、信息透明、积极参与、发现错误即重视经验反馈A QUESTIONING ATTITUDEA QUESTIONING ATTITUDE（质疑的探索工作态度质疑的探索工作态度）n n 我 我了解 了解这项工作任务吗？这项工作任务吗？n n 我的 我的责任 责任是什么？是什么？n n 它们和安全的 它们和安全的关系 关
16、系如何？如何？n n 我具备完成任务的必要 我具备完成任务的必要技能 技能吗？吗？n n 其它人 其它人的责任是什么？的责任是什么？n n 有什么 有什么异常 异常情况？情况？n n 我是否需要 我是否需要帮助 帮助？n n 会出什么 会出什么错 错？n n 出现失误会造成什么 出现失误会造成什么后果 后果？n n 应该怎样 应该怎样防止 防止失误？失误？n n 万一出现故障，我该 万一出现故障，我该怎么办 怎么办？A RIGOROUS AND PRUDENT APPROACH（严谨的工作方法)n n弄懂工作程序弄懂工作程序n n按程序办事按程序办事n n对意外情况保持警惕对意外情况保持警惕n
17、 n出现问题停下来思考出现问题停下来思考n n必要时，请求帮助必要时，请求帮助n n追求纪律性、时间性和条理性追求纪律性、时间性和条理性n n谨慎小心工作谨慎小心工作n n切忌贪图省事切忌贪图省事COMMUNICATION（互相交流的工作习惯）n n从他人处获取信息从他人处获取信息n n向他人传达信息向他人传达信息n n无论是正常状态或异常情况皆汇报工作结果，并无论是正常状态或异常情况皆汇报工作结果，并做书面记录做书面记录n n提出新的安全建议提出新的安全建议5.4核安全管理n n 核能政府管理部门n n 核设施核安全管理层次n n中国核安全法规体系中国核安全法规体系n n 核安全管理的主要方
18、式核电安全管理方法n n 核安全法规n n 监督n n 核电各个阶段的核安全考虑核安全管理体系制定安全法规和导则管理和监督核电站设计、建造核电站运行设计单位建造单位核电厂国家核安全局（中国）监督和指导 培训核能政府管理部门行业主管部门 安全监督管理部门国防科工委国家核安全局（司）国家环保总局地方监督站核能发展部门 核安全管理部门相互独立国家发展与改革委员会国家原子能机构public authority regulatory body中国核设施核安全管理层次根据“中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例”（HAF001）的规定，中国大陆核设施的的核安全管理分为三个层次核安全监管机构核安全监管机构
19、核设施主管部门核设施主管部门(核行业主管部门核行业主管部门)核设施营运单位核设施营运单位 中国国家原子能机构（CAEA）n n 中国国家原子能机构是中国核行业的主管部门（对外）n n 基本职能负责中国和平利用原子能事业的发展、有关负责中国和平利用原子能事业的发展、有关法规的制定、核材料管制法规的制定、核材料管制代表中国政府参加国际原子能机构及其活动代表中国政府参加国际原子能机构及其活动核安全监管机构n n 国 国家 家核 核安 安全 全局 局、国 国家 家环 环境 境保 保护 护总 总局 局、卫 卫生 生部 部对 对核 核电 电厂 厂的 的核 核安 安全 全、环 环境 境保 保护 护、职 职业
20、 业工 工作 作人 人员 员和 和公 公众 众的 的剂 剂量 量、卫生和健康状况实施监督管理 卫生和健康状况实施监督管理n n 国家核安全局 国家核安全局 代 代表 表国 国家 家对 对全 全国 国核 核电 电厂 厂行 行使 使核 核安 安全 全监 监督 督职 职能 能，行 行政 政上 上隶 隶属 属于 于国家环境保护总局 国家环境保护总局n n 国家环境保护总局 国家环境保护总局 对 对全 全国 国环 环境 境保 保护 护工 工作 作实 实施 施统 统一 一监 监督 督管 管理 理。各 各省 省市 市均 均设 设有 有环 环境 境保护部门 保护部门n n 卫生部 卫生部 对 对全 全国 国卫
21、 卫生 生工 工作 作实 实施 施统 统一 一的 的监 监督 督管 管理 理，各 各省 省市 市均 均设 设有 有卫 卫生 生监 监督部门 督部门 国家核安全局n n 国家核安全局（NNSA，60人）所属 所属n n 国家环保总局 国家环保总局（SEPA SEPA）职能 职能n n 安全审查、监督 安全审查、监督 主要职能部门 主要职能部门n n 管理处 管理处n n 地方核监督站 地方核监督站n n 核安全咨询委员会 核安全咨询委员会国家核安全局组织机构图 局长副局长核电一处核电二处综合处辐射环境与应急处反应堆处核材料处放射性废物管理处北方监督站上海监督站广东监督站四川监督站北京核安全中心北
22、京审评中心苏州核安全中心北京可靠性中心核安全专家咨询委员会核设施营运单位及职责 是核设施的所有者 直接负责所营运核设施的安全 核安全方面的主要职责遵守国家的有关法律、行政法规和技术标准，保证核设施的安全接受国家核安全局的核安全监督，及时、如实地报告安全情况，并提供有关资料对所营运的核设施的安全、核材料的安全、工作人员和公众以及环境的安全承担全面责任，并为履行该责任提供足够的资源 中国核安全法规体系 Atomic Energy LawAdministrative LawsDivision RulesTechnical DocumentsSafety Guidelines原子能法行政法规（行业标准
23、）部门规章 安全导则 技术文件专门法律管理机构审查许可质量保证大纲环境报告初步安全分析报告设计、营运部门 设计、营运部门施工执照 施工执照监管机构 监管机构最终安全分析报告运行执照 运行执照装料和运行一整套质量保证和安全标准制定安全法规安全导则国家 国家建造核电站必要的与安全相关的审查过程修改的最终安全分析报告核安全管理的主要方式 n n 许可证制度 许可证申请和审批程序 n n 核安全审评 n n 核安全监督 许可证制度n n 核设施建造许可证n n 核设施运行许可证n n 核设施操纵员执照n n 核材料许可证n n 核承压设备活动资格许可证n n 其它需要批准的文件n n 环境影响报告书核
24、设施建造许可证n n核设施的所有者在核设施核设施的所有者在核设施建造前十二个月建造前十二个月 向国家核安全局提供有关 向国家核安全局提供有关许可证申请文件 许可证申请文件 申请 申请核设施建造许可证 核设施建造许可证n n得到国家核安全局颁发的得到国家核安全局颁发的核设施建造许可证后核设施建造许可证后 浇灌第一罐混凝土 浇灌第一罐混凝土 开始建造工作 开始建造工作核设施运行许可证n n 业主在核设施从满功率运行之日起，经十二个月的试运行后 向国家核安全局提供有关许可证申请文件 向国家核安全局提供有关许可证申请文件 申请 申请核设施运行许可证 核设施运行许可证n n 得到国家核安全局颁发的核设施
25、运行许可证后 按照许可证规定的条件进行运行工作 按照许可证规定的条件进行运行工作核设施操纵员执照n n 核设施的主要操作人员，必须取得国家核安全局颁发的核设施操纵员执照n n 操纵员执照有 操纵员执照 操纵员执照 高级操纵员执照 高级操纵员执照n n 操纵员执照考试必须在国家核安全局严格监督下进行 核材料许可证n n 核设施必须在接收和持有核材料之前的6个月向向“国家核材料管制办公室国家核材料管制办公室”提交核材料许提交核材料许可证申请报告可证申请报告经国家核安全局核准后，颁发经国家核安全局核准后，颁发核材料许可证核材料许可证 核承压设备活动资格许可证n n 核承压设备活动资格许可证包括核承压
26、设备设计资格许可证核承压设备设计资格许可证核承压设备制造资格许可证核承压设备制造资格许可证核承压设备安装资格许可证核承压设备安装资格许可证n n 许可证申请者向国家核安全局提交许可证申请，经国家核安全局审查后发给许可证，设计、制造、安装单位只有持有许可证才能进行相应的活动其它需要批准的文件核设施某些重要操作或活动必须在得到国家核设施某些重要操作或活动必须在得到国家核安全局的许可后方可执行核安全局的许可后方可执行国家核安全局颁发相应活动的国家核安全局颁发相应活动的批准文件批准文件主要主要有：有：n n 核电厂厂址选择审查意见书 核电厂厂址选择审查意见书n n 核电厂首次装料批准书 核电厂首次装料
27、批准书n n 核电厂首次临界批准书 核电厂首次临界批准书n n 核电厂退役批准书 核电厂退役批准书环境影响报告书n n 国家环境保护总局负责审批核电厂各个阶段的环境影响报告书n n 环境影响报告书审批文件是颁发许可证的必要条件之一申请人提交申请书和安全分析报告等文件国务院有关部门及地方政府提出意见国家核安全局国家核安全局组织核安全技术审评技术审批结果国家核安全局颁发许可证国家核安全局核安全监督国家核安全局核安全专家委员会咨询国家环境保护总局等国务院有关部门批准文件许可证申请和审批过程 核安全审评n n核安全审评目的和手段核安全审评目的和手段 通过对下列事项 通过对下列事项技术审查 技术审查，决
28、定核设施的安全状况和管，决定核设施的安全状况和管理是否满足核安全法规的要求 理是否满足核安全法规的要求n n 核设施的设计、建造、调试、运行状况 核设施的设计、建造、调试、运行状况n n 核设施的管理 核设施的管理n n 核设施发生的事件、不符和项 核设施发生的事件、不符和项 审评结论是颁发各类许可证和批准核设施进行相关活动 审评结论是颁发各类许可证和批准核设施进行相关活动的主要依据 的主要依据n n评审成员评审成员 由 由国家核安全局 国家核安全局负责组织 负责组织 核安全中心 核安全中心进行技术审查 进行技术审查 必要时，请国际、国内 必要时，请国际、国内专家和组织 专家和组织提供咨询意见
29、 提供咨询意见 核安全审评n n 重要的核安全审评 重要的核安全审评 核设施初步安全分析报告 核设施初步安全分析报告的审评 的审评 核设施最终安全分析报告 核设施最终安全分析报告的审评 的审评 核设施设计修改 核设施设计修改的审评 的审评 核设施特许申请 核设施特许申请的审评 的审评 核设施事件 核设施事件的审评 的审评n n 审评的依据 审评的依据 中国的 中国的核安全法规 核安全法规 国家的与 国家的与原子能、辐射防护、环境保护、公安、卫生和交通 原子能、辐射防护、环境保护、公安、卫生和交通等有关的其它 等有关的其它法律与法规 法律与法规 核安全局认可的 核安全局认可的国家技术标准 国家技
30、术标准（如（如GB GB系列）系列）和国际通用的技 和国际通用的技术规范 术规范（如（如SRP SRP、ASME ASME、RCC RCC规范等）规范等）核安全监督n n核安全监督检查的目的核安全监督检查的目的 及时发现核设施的安全问题 及时发现核设施的安全问题n n 核安全管理要求方面 核安全管理要求方面存在的问题 存在的问题n n 核设施存在的 核设施存在的核安全隐患 核安全隐患 督促营运单位及时纠正问题 督促营运单位及时纠正问题n n 不满足核安全法规的问题 不满足核安全法规的问题n n 不满足国家核安全局审查批准的技术文件要求的问题 不满足国家核安全局审查批准的技术文件要求的问题 必要
31、时采取强制措施 必要时采取强制措施n n 如停止运行 如停止运行n n 监督形式 监督形式 日常监督 日常监督 例行 例行/非例行检查 非例行检查日常监督n n日常监督是核安全监督检查的日常监督是核安全监督检查的主要形式主要形式n n日常监督检查是日常监督检查是地区监督站地区监督站派遣派遣监督（员）组监督（员）组常驻核电厂现场，对核设施进行常驻核电厂现场，对核设施进行现场检查现场检查n n目的是及时掌握核设施的目的是及时掌握核设施的安全状况安全状况和发现和发现安全安全问题问题n n监督员监督员每个工作日每个工作日在核电厂现场进行在核电厂现场进行 跟踪监督，对影响安全的重要活动、物项和记录进 跟
32、踪监督，对影响安全的重要活动、物项和记录进行检查 行检查 发现核设施存在的安全问题 发现核设施存在的安全问题 根据核安全法规要求进行处理 根据核安全法规要求进行处理 例行/非例行检查n n核安全局或地区监督站核安全局或地区监督站组织检查组组织检查组，按，按预先制预先制定的检查计划定的检查计划，按照一定的程序对营运单位，按照一定的程序对营运单位各各阶段阶段的的安全重要活动安全重要活动所进行的有计划的核安全所进行的有计划的核安全检查检查 选址、设计、建造、调试、运行、退役 选址、设计、建造、调试、运行、退役n n检查组组成检查组组成 局人员、地区监督站人员 局人员、地区监督站人员 邀请的专家 邀请
33、的专家5.5 核电厂的安全保证确保反应堆堆芯的安全 放射性物质约束 核材料的保管和储存反应堆会象原子弹那样爆炸吗 原子弹爆炸反应堆堆芯反应堆不会发生核爆炸的原因核爆炸剧烈的不可控制的链式反应1.低浓度核燃料2.燃料之间是有一定距离3.裂变反应使用的是慢中子4.自稳定特性反应堆中为低速可控的链式反应：核爆炸核安全设计反应堆的自然防护能力：当链式裂变反应加速时，核燃料能自动并且瞬时地产生一种阻力（负反应性），来使裂变反应减速，防止发生核功率激增。反应堆的抵抗事故的能力反应堆的抵抗事故的能力多样性多重性 独立性失效安全可在线实验核电厂安全设计理念n n 安全设计准则单一故障准则单一故障准则n n 多
34、重性原则 多重性原则n n 多样性 多样性原则 原则n n 独立性原则 独立性原则n n 故障安全设计 故障安全设计n n 设计基准事故n n 严重事故对策单一故障准则单一故障 单一故障：导致某一部件不能执行其预定安全功能导致某一部件不能执行其预定安全功能的的一种随机故障一种随机故障。由单一随机事件引起的各种继发。由单一随机事件引起的各种继发故障，均视作单一故障的组成部分。故障，均视作单一故障的组成部分。单一故障单一故障准则准则：满足单一故障准则的设备组合，在满足单一故障准则的设备组合，在其任何部位发生单一随机故障时，仍能保持所赋予其任何部位发生单一随机故障时，仍能保持所赋予的功能。源自单一故
35、障的各种继发故障，均视作单的功能。源自单一故障的各种继发故障，均视作单一故障不可分割的组成部分。一故障不可分割的组成部分。要求必须对核动力厂设计中所包括的每个安全组合必须对核动力厂设计中所包括的每个安全组合都应用单一故障准则都应用单一故障准则多重性原则 多重性 多重性：通过设置数量高于最低需要的单元或系统（相同 通过设置数量高于最低需要的单元或系统（相同的或不同的）以达到任一单元或系统的失效不致于引起所 的或不同的）以达到任一单元或系统的失效不致于引起所需总体安全功能丧失的措施 需总体安全功能丧失的措施。多重性原则: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。例如，在某一特定功能可
36、由任意两台泵完成之处，设置三台或四台泵。为满足多重性要求，可采用相同的或不同的部件。独立性原则（1 1）保持）保持多重系统部件 多重系统部件之间的独立性；之间的独立性；（2 2）保持系统中）保持系统中各部件与假设始发事件效应 各部件与假设始发事件效应之间的独立性，之间的独立性，例 例如，假设始发事件不得引起为减轻该事件后果而设置的安 如，假设始发事件不得引起为减轻该事件后果而设置的安全系统或安全功能的 全系统或安全功能的失效或丧失 失效或丧失；（3 3）保持）保持不同安全等级 不同安全等级的系统或部件之间适当的独立性；的系统或部件之间适当的独立性；（4 4）保持）保持安全重要物项 安全重要物项
37、与 与非安全重要物 非安全重要物项之间的独立性。项之间的独立性。独立性可在系统设计中通过 独立性可在系统设计中通过功能隔离 功能隔离或 或实体分隔 实体分隔实现。实现。故障安全设计n n 故障安全设计原则必须恰当地考虑，并贯彻到核动力厂安全重要系统和部件的设计中n n 核动力厂系统必须设计成在该系统或其部件发生故障时不需要采取任何操作而使核动力厂进入安全状态核电站各阶段的安全管理n n 设计期间的核安全考虑n n 建造和调试期间的核安全考虑n n 运行期间的核安全考虑n n 退役后拆除期间的核安全考虑设计阶段的核安全考虑n n纵深防御的设计思想两种安全分析方法：纵深防御的设计思想两种安全分析方
38、法：确定论安全分析方法 确定论安全分析方法 概率论风险评价（概率论风险评价（PSA PSA）n n可接受风险可接受风险n n设计考虑的事件设计考虑的事件n n纵深防御的应用纵深防御的应用n n故障的预防故障的预防确定论分析方法n n最大假想事故最大假想事故（最大可信事故、设计基准事故），（最大可信事故、设计基准事故），根据纵深防御原则根据纵深防御原则 留有足够的设计安全裕量 留有足够的设计安全裕量 设计多重的专设安全设施 设计多重的专设安全设施n n通过能通过能模拟事故发展进程模拟事故发展进程的的安全分析程序安全分析程序的计算，的计算，确信安全设施能防范假想事故确信安全设施能防范假想事故事故
39、事故概率论风险评价（PSA）n n研究事故发生的概率研究事故发生的概率n n通过对核安全功能的完整与失效估算来研究事通过对核安全功能的完整与失效估算来研究事故的后果故的后果n n根据根据PSAPSA的结果，找出设计中的的结果，找出设计中的薄弱环节薄弱环节并加并加于改进于改进n n确定论的补充确定论的补充n n可接受的可接受的风险风险不可信事故 事故 概率风险辐射 辐射可接受的风险核事件的分级 1,2,3,4567对公众有影响 对公众无影响 设计考虑的事件n n 内部事件 内部事件 系统与设备的故障引起的事故 系统与设备的故障引起的事故 内部侵害，如火灾，由于某些流体系统泄漏导致的内涝等 内部侵
40、害，如火灾，由于某些流体系统泄漏导致的内涝等n n 外部事件 外部事件 地震、洪水、爆炸、冰冻、飞机坠落等 地震、洪水、爆炸、冰冻、飞机坠落等n n 运行工况分类 运行工况分类 正常运行工况 正常运行工况 中等频率事件 中等频率事件 稀有事故 稀有事故 假想事故 假想事故纵深防御在设计中的应用预防正常运行监督和监查监督和监查行动与措施行动与措施事故处理规程的应用行动与措施 极限规程的应用信号中等频度事件稀有事件严重事故调节信号保护系统和专设安全设施极限事故规程及设备故障的预防n n 核安全等级（核安全等级（机械、电气、土建 机械、电气、土建）设备的安全等级 设备的安全等级 土建设备的核安全等级
41、 土建设备的核安全等级 核安全质量相关设备的定义（核安全质量相关设备的定义（QSR QSR）核安全等级设备的要求 核安全等级设备的要求n n 单一故障准则 单一故障准则 机械系统 机械系统 电气系统 电气系统n n 共模故障的预防 共模故障的预防 实体隔离 实体隔离 多样化 多样化设备的安全等级n n 机械承压设备分三个核安全等级 机械承压设备分三个核安全等级 核安全一级 核安全一级：组成一回路承压边界的设备，其失效将导致一回路冷却剂的严重泄：组成一回路承压边界的设备，其失效将导致一回路冷却剂的严重泄漏，且不能用补水系统进行补偿 漏，且不能用补水系统进行补偿 核安全二级 核安全二级：一回路但不
42、属于核一级的设备，和在一回路冷却剂丧失是用于包容：一回路但不属于核一级的设备，和在一回路冷却剂丧失是用于包容放射性的设备 放射性的设备 核安全三级 核安全三级：不属于一、二级的设备，其失效不直接造成放射性后果或只导致正：不属于一、二级的设备，其失效不直接造成放射性后果或只导致正常衰变的废气排放 常衰变的废气排放n n 其它机械设备：其它机械设备：不承压但参与某一安全功能的设备，称为安全相关设备（法：不承压但参与某一安全功能的设备，称为安全相关设备（法：LS LS设备）设备）n n 电气设备 电气设备 核安全等级 核安全等级：1E 1E级，包括完成以下功能必须的设备 级，包括完成以下功能必须的设
43、备n n 自动停堆 自动停堆n n 安全壳隔离 安全壳隔离n n 堆芯的应急冷却 堆芯的应急冷却n n 堆内及反应堆厂房内的热量导出 堆内及反应堆厂房内的热量导出n n 预防及限制事故状态下放射性释放 预防及限制事故状态下放射性释放 级外设备 级外设备n n 用于超设计基准事故处理规程 用于超设计基准事故处理规程H H实施的设备：实施的设备：SH SH级 级世界上曾发生过的严重事故 三里岛事故（五级）切尔诺贝利事故（七级）唯一一起对公众的健康产生极大威胁的核电事故三里岛事故 堆芯内上定位栅板几乎未受影响 堆芯上部则有一个1.5米深呈半球形的空穴，其体积相当于堆芯总体积的四分之一 空穴底部堆积着
44、一层约0.6米厚的堆芯碎片，内含UO、锆合金和不锈钢 三哩岛2号机组堆芯损坏状态空洞堆芯碎片切尔诺贝利核电站事故n n19861986年年44月月2626日，前苏联切尔诺贝利核电站，日，前苏联切尔诺贝利核电站，发生了反应堆问世以来的最大事故发生了反应堆问世以来的最大事故n n切尔诺贝利事故释放的碘切尔诺贝利事故释放的碘-131-131，比，比19791979年美国年美国三哩岛事故多三哩岛事故多4040多万倍多万倍n n切尔诺贝利事故死亡切尔诺贝利事故死亡3131人，入院治疗者更多人，入院治疗者更多n n切尔诺贝利事故后，疏散了切尔诺贝利事故后，疏散了1010多万人，出动了多万人，出动了3003
45、00多架次飞机，空投多架次飞机，空投50005000多吨物质覆盖反应多吨物质覆盖反应堆，事故后堆，事故后1919天，前苏联最高领导才宣布最严天，前苏联最高领导才宣布最严重的情况已经过去重的情况已经过去切尔诺贝利事故 事故反应堆特点 堆型为石墨水冷堆，以轻水当作冷却剂，石墨为中子慢化剂 并利用氦气和氮气来冷却石墨减速中子时所吸收的能量 反应堆发电量为100万千瓦 事故反应堆的弱点 具有正的反应性反馈特性“石棺石棺”钢筋混凝土封起来的切尔诺贝利核电站钢筋混凝土封起来的切尔诺贝利核电站44号机组号机组图为用钢筋混凝土封起来的曾经发生核泄露的切尔诺贝利核电站4号机组。5.6风险与概率核能优点：风险小能
46、量密度大 储存容易无有害物质排出人类生活在一个充满风险的社会中地震 台风 疾病 晒太阳汽车 火车 炸药战争睡觉 社会不安定 劳动 科学探索核能风险与其他风险比较核能事故风险和人为事故风险比较 核能事故风险和自然灾害风险比较 燃煤电厂与核能电厂风险比较 百万千瓦燃煤电厂 百万千瓦核能电厂每分钟产生15吨CO2；每5分钟1吨SO2；氮氧化合物排泄量相当于20万辆汽车；多种的化学致癌物质和天然放射性物质。少量放射性气体：氡，氙，碘，氚。每秒钟排放30镑飞灰。每年产生2立方米高放射性废物。公众每年30人死于空气污染所导致的呼吸器官疾病。核电厂引起每两年一个因辐射导致的癌症死亡病例。反核人士预估值为每年
47、2 10死亡病例。每年1.5人死于煤炭开采意外事件 每年0.2人死于铀矿开采意外事件。每年4人死于采矿导致的黑肺疾病 每年0.1人死于铀矿开采吸入氡气引发的肺癌。每年20000个病例受苦于空气污染导致的非致命性呼吸器官方面疾病每年1人受苦于辐射引发非致命性的甲状腺病症。9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5 月-235 月-23Tuesday,May16,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。18:50:4918:50:4918:505/16/20236:50:49PM11、以我独沈久，愧君相见频。5 月-2318:50:4918:50May-2316-May-2312、故人江海别，几度隔山川。18:
48、50:4918:50:4918:50Tuesday,May16,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。5 月-235 月-2318:50:4918:50:49May16,202314、他乡生白发，旧国见青山。16 五月20236:50:49 下午18:50:495 月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。五月236:50 下午5 月-2318:50May16,202316、行动出成果，工作出财富。2023/5/1618:50:4918:50:4916May202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。6:50:49 下午6:50 下午18:50:495
49、月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。5 月-235 月-23Tuesday,May16,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。18:50:4918:50:4918:505/16/20236:50:49PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5 月-2318:50:4918:50May-2316-May-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。18:50:4918:50:4918:50Tuesday,May16,202313、不知香积寺，数里入云峰。5 月-235 月-2318:50:4918:50:49May16,202314
50、、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。16 五月20236:50:49 下午18:50:495 月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。五月236:50 下午5 月-2318:50May16,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/1618:50:4918:50:5016May202317、空山新雨后，天气晚来秋。6:50:50 下午6:50 下午18:50:505 月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。5 月-235 月-23Tuesday,May16,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。18:50:5018:50:5018:505/16/2023