核動力工程與輻射科學(xué)上5

1、核動力工程與輻射科學(xué),（上）,匡 波bkuang@sjtu.edu.cn上海交通大學(xué) 核科學(xué)與工程學(xué)院 2012年,第五章 核安全,何謂核安全問題 ?以核電站為例,? 核電站區(qū)別于常規(guī)電廠的特殊安全問題：核電站有可能發(fā)生比設(shè)計功率高得多的超功率事故，對控制要求特別高。剩余發(fā)熱很強，需要長期冷卻。放射性（運行、停閉），需要屏蔽。產(chǎn)生大量放射性廢物，必須妥善處置。,? 核安全問題 如何減少由于事故工況下不可

2、控的放射性核素的釋放對工作人員、居民和環(huán)境造成的危害就成為核電廠區(qū)別于常規(guī)火電廠的核安全問題。,? 核電站的風(fēng)險： 事故工況下不可控的放射性核素的釋放。,5.1 核電站風(fēng)險的來源,人類生活在一個充滿風(fēng)險的社會中！,地震,臺風(fēng),疾病,曬太陽,汽車,火車,炸藥,戰(zhàn)爭,睡覺,社會不安定,勞動,科學(xué)探索,?? ??,,任何情況下不能有放射性物質(zhì)泄漏,放射性,放射性,怎樣安全才是足夠安全？,? 從理論上來說，核電廠并非100％地安全。? 從

3、科學(xué)的角度看，人們能做的只是將風(fēng)險降得更低。(可接受的風(fēng)險)? 如何以合理可行的手段盡可能降低風(fēng)險，就構(gòu)成了核安全的目標(biāo)。,How Safe is Safe Enough?,風(fēng)險與利益的平衡,風(fēng)險的概念,? 所謂風(fēng)險是指：人們從事某項活動，在一定時間內(nèi)給人類帶來的危害。,個人風(fēng)險:單位時間內(nèi)由于發(fā)生某一確定事件而給個人造成的后果。社會風(fēng)險：對整個社會群體造成的后果。,? 風(fēng)險主要包括：經(jīng)濟損失和人員傷亡兩個方面。,核安全與風(fēng)險,可接

4、受的風(fēng)險值 關(guān)于核電廠可接受的風(fēng)險值，美國一般取每人每年死亡概率小于10-7（據(jù)美國統(tǒng)計資料：美國社會現(xiàn)有事故風(fēng)險水平為6?10-4）。,? 安全是什么？安全不是目的，安全是達成某種目的所必需的前提條件。 ? 安全是使特定工業(yè)或社會活動風(fēng)險可知可控的方法與手段。 ? 安全工作以促進社會生產(chǎn)力的進一步提升為最終目的。所有人類社會活動都存在著危險，即不安全因素，關(guān)鍵在于其效益、危險的程度和發(fā)生的可能性能否被接受。

5、 ? 這就要求安全工作首先要對風(fēng)險進行分析和評價，使之可知；然后選用特定的措施來進一步防范或減小其后果，使風(fēng)險成為可控，滿足人們的可接受性。,核電危險性的本質(zhì),? 核裂變? 強放射性? 高溫高壓水? 剩余反應(yīng)性? 衰變熱,放射性 ?? 核電站的根本威脅,? 核電站的根本威脅是放射性? 放射性的根本來源是被輻照過的燃料元件,核 裂 變,裂變碎片與放射性物質(zhì),?衰變,? 衰變,? 衰變,壽期末：1W熱功率所對應(yīng)的裂變

6、產(chǎn)物（FP）約3.7?1010BqFP中：裂變氣體Kr，Xe，I；98%保留在UO2燃料芯塊中；<2%在包殼與燃料芯塊的間隙中。,,,高溫高壓水,幾百立方的高溫高壓水；15.5MPa,破口,噴放,汽化,放射性,融化,壓力容器破損,剩余反應(yīng)性,初始裝載量： ?? 用于整個堆芯燃料壽期內(nèi)的燃耗、裂變產(chǎn)物的積累 ?? 需通過反應(yīng)性補償來抑制初始剩余反應(yīng)性（采用中子吸收體）,衰 變 熱,? 裂變

7、產(chǎn)物 ? ? 、? 射線 ? 放出熱量（衰變熱）? 有些裂變產(chǎn)物的半衰期很長? 例，600MW 10 hours：P/P0>1.0% ， 6MW 1 week： P/P0>0.1% ， 0.6MW 30 years： P/P0>0.01% ，0.06MW (60kW)? 需確保堆芯有效冷卻,5.2 核電廠的安全保障,核電廠的基本安全

8、功能 (Golden Rule),? 反應(yīng)性控制 (Control) － 反應(yīng)堆反應(yīng)率可控? 余熱排出 (Cool) － 燃料有效冷卻? 放射性包容 (Contain) － 放射性無泄漏,Golden Rule of Reactor Safety,核電廠的安全保障體系,核安全管理核安全審查核安全監(jiān)督核安全設(shè)計核安全文化,安全目標(biāo)安全標(biāo)準(zhǔn)核安全政策：法規(guī)、導(dǎo)則、指導(dǎo)文件獨立的核安全監(jiān)管部門核電廠安全監(jiān)督管理程序,,安

9、全設(shè)計準(zhǔn)則,,安全意識和安全行為,,5.3 核安全標(biāo)準(zhǔn)（安全原則）,安 全 目 標(biāo) (Safety Goal),為了對核安全的行為有個衡量標(biāo)準(zhǔn)，國家首先要對核安全要求達到的目標(biāo)提出一個標(biāo)準(zhǔn)。這稱為安全目標(biāo)（safety goal）。,IAEA-INSAG 的安全目標(biāo),國際原子能機構(gòu)(IAEA)的國際原子能安全咨詢委員會(INSAG)安全目標(biāo)是： － 堆芯損傷事故的發(fā)生頻率（CDF）為：現(xiàn)有堆10-4/堆年，新建堆1

10、0-5/堆年。,－ 發(fā)生大量早期放射性向環(huán)境釋放事故的概率（LERF），現(xiàn)有堆10-5/堆年，新建堆10-6/堆年。,中國的核安全目標(biāo),總目標(biāo)（最終安全目標(biāo)）在核動力廠中建立并保持對放射性危害的有效防御，以保護人員、社會和環(huán)境免受危害輻射防護目標(biāo)保證在所有運行狀態(tài)下核動力廠內(nèi)的輻射照射或由于該核動力廠任何計劃排放放射性物質(zhì)引起的輻射照射保持低于規(guī)定限值并且合理可行盡量低；保證減輕任何事故的放射性后果。,技術(shù)安全目標(biāo)采取一切合

11、理可行的措施防止核動力廠事故，并在一旦發(fā)生事故時減輕其后果；對于在設(shè)計該核動力廠時考慮過的所有可能事故，包括概率很低的事故，要以高可信度保證任何放射性后果盡可能小且低于規(guī)定限值；并保證有嚴重放射性后果的事故發(fā)生的概率極低概率論安全目標(biāo)(檢驗標(biāo)準(zhǔn))每堆年發(fā)生嚴重堆芯損傷事件的頻率低于10-5/堆年每堆年需要場外早期響應(yīng)的大量放射性釋放事件的頻率低于10-6/堆年,ALARA,《核動力廠設(shè)計安全規(guī)定 》，2004年4月國家核安全

12、局批準(zhǔn)發(fā)布,ALARA,所有的危害必須降低到一個水平: ?? As Low As Reasonably Achievable 合理可行盡量低,安全文化 (Safety Culture),IAEA- INSAG’s official definition: (INSAG-4) "Safety culture is that assembly of characteristi

13、cs and attitudes in organizations and individuals which establishes that, as an overriding priority, nuclear power plant safety issues receive the attention warranted by their significance. ",核安全文化是存在于單位和個人的種種特性和態(tài)度的

14、總和，它建立一種超出一切之上的觀念，即核電站安全問題由于它的重要性要保證得到應(yīng)有的重視。,安全文化的提出,? 1970年代 ?? 對投運核電廠的運行安全幾種技術(shù)上的可靠性、設(shè)備與程序的質(zhì)量，認為所有可能發(fā)生的意外均在設(shè)計考慮中。? 1980年代 ?? 人因（核電站歷史上的兩大事故對核安全思想的發(fā)展有著重大的影響）? 三哩島事故：電廠設(shè)計本身存在缺陷-人機接口不完善，相關(guān)儀表指示不能真實反映實際的物理現(xiàn)象；人員培訓(xùn)不足、相應(yīng)的事故處

15、理規(guī)程不完備、工作方法不當(dāng)以及缺乏足夠經(jīng)驗。? 切爾諾貝利事故：事故處置過程暴露了核安全意識的淡薄。運行操縱員及管理的失誤＋原設(shè)計上的錯誤導(dǎo)致堆芯大部分放射性產(chǎn)物釋放、人員傷亡的慘痛悲劇。? 以人因失誤為主要對象，尋找通過組織管理減少人因失誤，增加作為程序的使用者的可靠性的方法。? 1990年代 ?? 安全文化 / IAEA-INSAG-4 核安全文化是存在于單位和個人中的種種特性和態(tài)度的總和，它建立一種超出

16、一切之上的觀念，即核電廠安全問題由于它的重要性要保證得到應(yīng)有的重視。,核安全文化的內(nèi)容,探索的工作態(tài)度：把要做的寫下來（編寫程序、風(fēng)險分析） Questioning attitude嚴謹?shù)墓ぷ鞣椒ǎ喊凑账鶎懙娜プ觯▏栏褡袷爻绦颍?Rigorous and prudent approach互相交流的工作習(xí)慣：做完后及時總結(jié)（寫報告、反饋） Communication這就是安全文化,核電站工作的三項基本原則,縱深防御

17、 (Defense In Depth),? 理念國際原子能機構(gòu)核安全標(biāo)準(zhǔn)中安全原則的主要內(nèi)容此概念必須貫徹于安全有關(guān)的全部活動，包括與組織設(shè)計或人員行為有關(guān)的方面，以保證這些活動均置于重疊措施的防御之下，即使有一種防御失效，亦將得到補償或糾正? 兩方面的應(yīng)用多道防御提供多層次的設(shè)備和規(guī)程多重屏障提供多道實體屏障,縱深防御概念 ?? 多層次的防御,第一層次防御 ? 預(yù)防防止偏離正常運行及防止系統(tǒng)失效第二層次防御 ? 監(jiān)

18、測檢測和糾正偏離正常運行狀態(tài)，以防止預(yù)計運行事件升級為事故工況第三層次防御 ? 保護盡管極少可能，某些預(yù)計運行事件或假設(shè)始發(fā)事件的升級仍有可能未被前一層次防御所制止，而演變成一種較嚴重的事件第四層次防御 ? 緩解針對設(shè)計基準(zhǔn)可能已被超過的嚴重事故第五層次防御 ? 應(yīng)急減輕可能由事故工況引起潛在的放射性物質(zhì)釋放造成的放射性后果,《核動力廠設(shè)計安全規(guī)定 》HAF102，2004,應(yīng)用于核電廠的全部活動,多道屏障,第1道屏障：燃

19、料芯塊第2道屏障：元件包殼第3道屏障：一回路壓力邊界第4道屏障：安全殼,,,防止放射性物質(zhì)外泄的4道實體屏障,,,5.4 核安全管理,,核安全管理體系,國際原子能管理部門,監(jiān)督和指導(dǎo),培 訓(xùn),,,,,核安全法規(guī),OBJECTIVE OF NUCLEAR LAWTo provide a legal framework for conducting activities related to nuclear energy and

20、 ionizing radiation in a manner which adequately protects individuals, property and the environment. （IAEA-International Atomic Energy Agency） 為與核能和電離輻射相關(guān)的活動提供法律框架，使其能充分保障個人、財產(chǎn)和環(huán)境的安全。,基本目的,核安全法規(guī),核安全法規(guī)和導(dǎo)則體系,國內(nèi)法規(guī)

21、,核安全法規(guī)系列（一）,HAF 0xx/yy/zz -- 通用系列 包括了國務(wù)院發(fā)布的核安全監(jiān)督管理條例、應(yīng)急響應(yīng)等方面的行政法規(guī)及其實施細則，和核電廠質(zhì)量保證安全規(guī)定及其導(dǎo)則等法律文件HAF 1xx/yy/zz -- 核動力廠系列 包括了國家核安全局制定的適用于核動力廠選址、設(shè)計、運行和退役等方面管理的部門規(guī)章HAF 2xx/yy/zz -- 研究堆系列 包括了國家核安全局制定

22、的適用于研究堆選址、設(shè)計、運行和退役等方面管理的部門規(guī)章HAF 3xx/yy/zz -- 核燃料循環(huán)設(shè)施系列 包括了國家核安全局制定的適用于核燃料循環(huán)設(shè)施選址、設(shè)計、運行和退役等方面管理的部門規(guī)章,按照法規(guī)的適用性，核相關(guān)行政規(guī)章、部門規(guī)章和導(dǎo)則分成8個系列,核安全法規(guī)系列（二）,HAF 4xx/yy/zz -- 放射性廢物管理系列包括了國家核安全局制定的適用于放射性廢物處置、保存、運輸?shù)确矫婀芾淼牟块T規(guī)章HA

23、F 5xx/yy/zz -- 核材料管制系列包括了國務(wù)院發(fā)布的核材料管理、運輸及許可證制度等方面的行政法規(guī)及其實施細則等HAF 6xx/yy/zz -- 民用核承壓設(shè)備監(jiān)督管理系列中國對于核承壓設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝實施許可證制度，只有取得許可證后方能從事相應(yīng)的核承壓設(shè)備設(shè)計、制造、安裝等工作這個系列包括了國家核安全局制定的適用于核承壓設(shè)備設(shè)計、制造、安裝等方面管理的部門規(guī)章HAF 7xx/yy/zz -- 放射性物質(zhì)運輸管

24、理系列,相關(guān)部門規(guī)章 ?? 安全規(guī)定,《核電廠廠址選擇安全規(guī)定》 （HAF101）《核動力廠設(shè)計安全規(guī)定》 （HAF102）《核動力廠運行安全規(guī)定》（HAF103） 附件一――《核電廠換料、修改和事故停堆管理》 （HAF103/01）《核電廠質(zhì)量保證安全規(guī)定》 （HAF003）《核電廠放射性廢物管理安全規(guī)定》 （HAF401）《民用核承壓設(shè)備安全監(jiān)督管理規(guī)定》 

25、（HAF601）《研究堆設(shè)計安全規(guī)定》 《研究堆運行安全規(guī)定》《民用核燃料循環(huán)設(shè)施安全規(guī)定》（HAF301） 《民用核承壓設(shè)備無損檢驗人員培訓(xùn)、考核和取證管理辦法》（HAF602） 《民用核承壓設(shè)備焊工及焊接操作工培訓(xùn)、考試和取證管理辦法》 （HAF603）,相關(guān)部門規(guī)章—實施細則,中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細則之一――《核電廠安全許可證件的申請和頒發(fā)》 （HAF001/01

26、） 附件1：核電廠操縱人員執(zhí)照的頒發(fā)和管理程序（HAF001/01/01） 中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例實施細則之二――《核設(shè)施的安全監(jiān)督》 （HAF001/02）附件一 《核電廠營運單位報告制度》（HAF001/02/01）附件二 《研究堆營運單位報告制度》附件三 《核燃料循環(huán)設(shè)施營運單位報告制度》 《核電廠核事故應(yīng)急管理條例實施細則之一》《核電廠營運單位的應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急響應(yīng)》 （

27、HAF002/01）《中華人民共和國核材料管制條例實施細則》（HAF501/01） 《民用核承壓設(shè)備安全監(jiān)督管理規(guī)定實施細則》 （HAF601/01）,安全導(dǎo)則（Safety guidelines）,安全導(dǎo)則是部門規(guī)章的補充，是更低一層次的規(guī)定。每一個規(guī)定提出的核安全要求可以從相應(yīng)的導(dǎo)則中找到這些核安全要求的具體描述和實現(xiàn)的方法。它從某種意義上具有法規(guī)相同的效力；但是導(dǎo)則所提供的技術(shù)要求可以用不同于導(dǎo)則的

28、方法來達到，但必須提供足夠的證據(jù)以證明不同于導(dǎo)則的方法可以達到與導(dǎo)則所提供的方法相同的安全性。,中國核設(shè)施核安全管理層次,根據(jù)“中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例”（HAF001）的規(guī)定，中國大陸核設(shè)施的核安全管理分為三個層次:核安全監(jiān)管機構(gòu)核設(shè)施主管部門 (核行業(yè)主管部門)核設(shè)施營運單位,核能政府管理部門,,行業(yè)主管部門,安全監(jiān)督管理部門,國防科工局、能源局,國家核安全局（司）,國家環(huán)?？偩?地方監(jiān)督站,核能發(fā)展部門,核

29、安全管理部門,,相互獨立,,,國家發(fā)改委,國家原子能機構(gòu),public authority,regulatory body,核設(shè)施主管部門（行業(yè)主管部門）,? 我國的核行業(yè)主管部門國防科工局、能源局中國原子能機構(gòu)CAEA (China Atomic Energy Administration)（對外）? 基本職能核設(shè)施營運單位的上級行政管理部門負責(zé)核電廠的安全管理接受國家核安全局的核安全監(jiān)督,中國原子能機構(gòu)（CAEA）,

30、? 中國原子能機構(gòu)是中國核行業(yè)的主管部門（對外）? 基本職能負責(zé)中國和平利用原子能事業(yè)的發(fā)展、有關(guān)法規(guī)的制定、核材料管制；代表中國政府參加國際原子能機構(gòu)及其活動。,核安全監(jiān)管機構(gòu),國家核安全局、國家環(huán)境保護總局、衛(wèi)生部對核電廠的核安全、環(huán)境保護、職業(yè)工作人員和公眾的劑量、衛(wèi)生和健康狀況實施監(jiān)督管理 ? 國家核安全局（NNSA）代表國家對全國核電廠行使核安全監(jiān)督職能，行政上隸屬于國家環(huán)境保護總局；職能：安全審查、監(jiān)

31、督；組織起草制定方針、政策、法規(guī)；調(diào)查處理核安全事故，監(jiān)督指導(dǎo)應(yīng)急計劃；主持核安全相關(guān)研究；參與出口項目許可證批準(zhǔn)與管理；核安全國際合作。 ? 國家環(huán)保部對全國環(huán)境保護工作實施統(tǒng)一監(jiān)督管理。各省市均設(shè)有環(huán)境保護部門 ? 衛(wèi)生部對全國衛(wèi)生工作實施統(tǒng)一監(jiān)督管理，各省市均設(shè)有衛(wèi)生監(jiān)督部門。,核設(shè)施營運單位及職責(zé),? 是核設(shè)施的所有者? 直接負責(zé)所營運核設(shè)施的安全? 核安全方面的主要職責(zé)? 遵守國家的有

32、關(guān)法律、行政法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證核設(shè)施的安全；? 接受國家核安全局的核安全監(jiān)督，及時、如實地報告安全情況，并提供有關(guān)資料；? 對所營運核設(shè)施的安全、核材料的安全、工作人員和公眾以及環(huán)境的安全承擔(dān)全面責(zé)任，并為履行該責(zé)任提供足夠的資源,核安全管理的主要方式,? 許可證制度 ? 核安全審評 ? 核安全監(jiān)督,許可證制度,? 核設(shè)施建造許可證? 核設(shè)施運行許可證? 核設(shè)施操縱員執(zhí)照? 核材料許可證? 核承壓設(shè)備活動資格許可證?

33、 其它需要批準(zhǔn)的文件? 環(huán)境影響報告書,許可證申請和審批過程,『例』 核電廠許可證申請與頒發(fā)的五個階段：(1) 核電廠選址：國家發(fā)改委收到《核電廠環(huán)境影響評價報告批準(zhǔn)書》（國家環(huán)保局）、《核電廠廠址安全審查批準(zhǔn)書》（國家核安全局）后，批準(zhǔn)《可行性研究報告》；(2) 核電廠建造：業(yè)主向國家核安全局提交《核電廠建造申請書》、《初步安全分析報告》，核安全局評審，頒發(fā)《核電廠建造許可證》，澆灌核島第一罐混凝土；(3) 核電廠調(diào)試：業(yè)主向

34、國家核安全局提交《核電廠首次裝料申請書》、《最終安全分析報告》等資料，核安全局評審，頒發(fā)《核電廠首次裝料批準(zhǔn)書》，批準(zhǔn)首次裝料，調(diào)試，提升至滿功率，進行12個月試運行；(4) 核電廠運行：業(yè)主向國家核安全局提交《核電廠運行申請書》、修訂的《最終安全分析報告》等資料，核安全局評審，頒發(fā)《核電廠運行許可證》批準(zhǔn)正式運行；(5) 核電廠退役：業(yè)主獲得國家核安全局頒發(fā)的《核電廠退役批準(zhǔn)書》（臨時），開始退役活動。獲得《核電廠退役批準(zhǔn)書》后，

35、正式退役。,核安全審評,核安全審評目的和手段通過對下列事項技術(shù)審查，決定核設(shè)施的安全狀況和管理是否滿足核安全法規(guī)的要求核設(shè)施的設(shè)計、建造、調(diào)試、運行狀況核設(shè)施的管理核設(shè)施發(fā)生的事件、不符合項審評結(jié)論是頒發(fā)各類許可證和批準(zhǔn)核設(shè)施進行相關(guān)活動的主要依據(jù)評審成員由國家核安全局負責(zé)組織核安全審評中心進行技術(shù)審查必要時，請國際、國內(nèi)專家和組織提供咨詢意見,重要的核安全審評核設(shè)施初步安全分析報告的審評 核設(shè)施最終安全分析報告的

36、審評 核設(shè)施設(shè)計修改的審評 核設(shè)施特許申請的審評核設(shè)施事件的審評審評的依據(jù)中國的核安全法規(guī)國家的與原子能、輻射防護、環(huán)境保護、公安、衛(wèi)生和交通等有關(guān)的其它法律與法規(guī)核安全局認可的國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（如GB系列）和國際通用的技術(shù)規(guī)范（如SRP、ASME、RCC規(guī)范等）,核安全監(jiān)督,核安全監(jiān)督檢查的目的及時發(fā)現(xiàn)核設(shè)施的安全問題核安全管理要求方面存在的問題核設(shè)施存在的核安全隱患督促營運單位及時糾正問題不滿足核安全法規(guī)的問題

37、不滿足國家核安全局審查批準(zhǔn)的技術(shù)文件要求的問題必要時采取強制措施如停止運行監(jiān)督形式日常監(jiān)督 例行/非例行檢查,5.5 核電廠的安全性能,反應(yīng)堆會象原子彈那樣爆炸嗎？,原子彈爆炸,反應(yīng)堆堆芯,,???,Answer:,NO,反應(yīng)堆不會發(fā)生核爆炸的原因,,低濃度核燃料燃料之間是有一定距離裂變反應(yīng)使用的是慢中子 自穩(wěn)定特性,反應(yīng)堆中為低速可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：,?? 但是，核事故還是有可能發(fā)生的，有的甚至?xí)車乐?

38、 例如，三哩島事故、切爾諾貝利事故，等。,核事件的分級,,,,,,,,,,,,,,,,世界上曾發(fā)生過的嚴重事故,三里島事故（五級）,,切爾諾貝利事故（七級）,,,三哩島事故,,堆芯內(nèi)上定位柵板幾乎未受影響堆芯上部則有一個1.5米深呈半球形的空穴，其體積相當(dāng)于堆芯總體積的四分之一空穴底部堆積著一層約0.6米厚的堆芯碎片，內(nèi)含UO2、鋯合金和不銹鋼,三哩島2號機組堆芯損壞狀態(tài),切爾諾貝利核電站事故,1986年4月26日，前蘇聯(lián)切爾諾貝利

39、核電站，發(fā)生了反應(yīng)堆問世以來的最大事故；切爾諾貝利事故釋放的碘-131，比1979年美國三哩島事故多40多萬倍；切爾諾貝利事故死亡31人，入院治療者更多；切爾諾貝利事故后，疏散了10多萬人，出動了 300多架次飛機，空投5000多噸物質(zhì)覆蓋反應(yīng)堆，事故后19天，前蘇聯(lián)最高領(lǐng)導(dǎo)才宣布最嚴重的情況已經(jīng)過去。,“石棺” 鋼筋混凝土封起來的切爾諾貝利核電站4號機組,圖為用鋼筋混凝土封起來的曾經(jīng)發(fā)生核泄露的切爾諾貝利核電站4號機組。,福島

40、核電廠事故,核安全設(shè)計,反應(yīng)堆的自然防護能力：當(dāng)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)加速時，核燃料能自動并且瞬時地產(chǎn)生一種“阻力”（負反應(yīng)性），使裂變反應(yīng)減速，防止發(fā)生核功率激增。,反應(yīng)堆的抵抗事故的能力,多樣性,多重性,獨立性,失效安全,可在線實驗,核電廠安全設(shè)計理念,安全設(shè)計準(zhǔn)則單一故障準(zhǔn)則多重性原則多樣性原則獨立性原則故障安全設(shè)計設(shè)計基準(zhǔn)事故嚴重事故對策,單一故障準(zhǔn)則Single Failure Criterion,單一故障：導(dǎo)致某一

41、部件不能執(zhí)行其預(yù)定安全功能的一種隨機故障。 單一故障準(zhǔn)則：滿足單一故障準(zhǔn)則的設(shè)備組合，在其任何部位發(fā)生單一隨機故障時，仍能保持所賦予的功能。,冗余性原則Redundancy Principle,適用于安全系統(tǒng)。內(nèi)容： 設(shè)計中留有冗余度，即系統(tǒng)是雙重或多重配置的，單一部件的失效不會使整個系統(tǒng)失去功能。作用： 一套設(shè)備出現(xiàn)故障或失效是可承受的，不致于導(dǎo)致功能的喪失例：

42、 在某一特定功能可由任意2臺泵完成之處，設(shè)置3臺或4臺泵。為滿足多樣性要求，可采用相同的或不同的部件。,多樣性原則Diversity Principle,? 應(yīng)用于執(zhí)行同一功能的多重系統(tǒng)或部件，即通過多重系統(tǒng)或部件中引入不同屬性來提高系統(tǒng)的可靠性。? 設(shè)置多重部件或系統(tǒng)；? 這些部件或系統(tǒng)具有不同屬性。?? 獲得不同屬性的方法：? 不同的工作原理；? 不同的物理變量；? 不同的運行條件；? 不同制造

43、廠的產(chǎn)品等。,common cause failure,獨立性原則Independency Principle,為提高系統(tǒng)可靠性，防止發(fā)生共因故障或共模故障，系統(tǒng)設(shè)計中通過功能隔離或?qū)嶓w隔離，實現(xiàn)系統(tǒng)布置和設(shè)計的獨立性。,common cause failure,故障安全原則Fail-Safe Design,在設(shè)計核電廠的安全重要系統(tǒng)和部件時，應(yīng)盡可能貫徹故障安全原則，即系統(tǒng)或部件發(fā)生故障時，電廠應(yīng)能在毋需任何觸發(fā)動作的情況下進入安

44、全狀態(tài)。 如： ? 停堆控制系統(tǒng)，發(fā)生故障時，反應(yīng)堆即進入停堆狀態(tài)； ? 如果閥門開的狀態(tài)為安全，則閥門故障時，自動保持在開的位置。,固有安全性設(shè)計原則Inherent Safety Characteristic,? 世界核電廠已累積10000堆年的運行時間，核電廠的運行記錄是良好的。? 但是，三哩島與切爾諾貝利事故的發(fā)生，說明由于核電廠系統(tǒng)極其復(fù)雜，核電廠安全性取決于工程安全性。