核反应堆工程概论

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章：核反应堆安全,核反应堆工程概论,核反应堆,安,安全,一、核反,应,应堆安全,的,的基本原,则,则,二、核反,应,应堆的安,全,全系统,三、确定,论,论安全分,析,析,四、严重,事,事故,五、核反,应,应堆安全,分,分析模型,及,及程序,六、概率,安,安全评价,法,法,七、几个,概,概念,一、核反,应,应堆安全,的,的基本原,则,则,1、,核安全的,目,目标,2、核反,应,应堆的安,全,全原则,3、核反,应,应堆的安,全,全运行与,管,管理,4、核安,全,全法规及,安,安全监督,1、,核安全的,目,目标,安全的总,目,目标：,在核电厂,里,里建立并,维,维持一套,有,有效的防,护,护措施，,以,以保证工,作,作人员、,居,居民及环,境,境免遭放,射,射性危害,。,。,辅助目标,：,：,辐射防护,目,目标：确,保,保在正常,运,运行时核,电,电厂及从,核,核电厂释,放,放的放射,性,性物质引,起,起的辐射,照,照射保持,在,在合理可,行,行尽量低,的,的水平，,并,并且低于,规,规定的限,值,值，还保,证,证事故引,起,起的辐射,照,照射的程,度,度得到缓,解,解。,技术安全,目,目标：有,很,很大把握,预,预防核电,厂,厂事故的,发,发生；对,于,于核电厂,设,设计中考,虑,虑的所有,事,事故，甚,至,至对于哪,些,些发生概,率,率极小的,事,事故都要,确,确保其放,射,射性后果,（,（如果有,的,的话）是,小,小的；确,保,保哪些会,带,带来严重,放,放射性后,果,果的严重,事,事故发生,的,的概率非,常,常低。,核电厂的,指,指标：发,生,生堆芯严,重,重损坏事,件,件的概率,低,低于,1,10,4,/（堆.,年,年），发,生,生严重的,放,放射性向,环,环境释放,的,的概率低,于,于,1,10,5,/（堆.,年,年）。,2、核反,应,应堆的安,全,全原则,核反应堆,的,的最大特,点,点之一是,运,运行时要,产,产生大量,放,放射性裂,变,变物质，,反,反应堆和,一,一回路是,个,个巨大的,辐,辐射源。,核,核电厂的,首,首要问题,是,是无论在,正,正常工况,，,，或事故,工,工况下，,都,都能把这,些,些放射性,物,物质安全,地,地控制起,来,来，确保,工,工作人员,与,与公众的,安,安全。,核电站采用的,安,安全性原则是,：,：,纵深设防，多,重,重屏障,2.1、,纵深设防,通常是通过三,级,级安全防线的,考,考虑来贯彻,第一级安全性,考,考虑：,要求在核电站,的,的设计、建造,和,和运行中采用,多,多种有效措施,，,，把发生事故,的,的几率降到最,小,小程度。,要求：反应堆,及,及动力装置的,设,设计必须包括,内,内在的安全特,性,性；系统对于,损,损伤必须有最,大,大的耐受性；,设,设备必须有冗,余,余度和可检查,性,性及运行前整,个,个工作寿期内,的,的可试验性。,冗余度：平行,而,而独立地采用,两,两个或两个以,上,上的类似部件,或,或系统，一旦,一,一个失败也不,会,会影响正常运,行,行。,2.1、,纵深设防（1,）,）,内容：,反应堆需要负,的,的瞬时温度系,数,数与空泡份额,运行条件下性,能,能确实稳定的,材,材料，才允许,作,作燃料、冷却,剂,剂及与安全有,关,关的结构物,仪表控制系统,必,必须满足要求,，,，有充分的冗,余,余度,建造与设备安,装,装，按工程实,践,践的最高标准,，,，必须有质保,部件的设计、,安,安装能够连续,或,或定期检测，,允,允许对它们进,行,行定期试验,2.1、,纵深设防（2,）,）,第二级安全考,虑,虑：,要求核电站必,须,须设置可靠的,安,安全保护系统,。,。一旦发生事,故,故，该系统能,对,对人身与设备,进,进行安全保护,，,，防止或减少,事,事故的危害。,内容：,反应堆有两套,独,独立的停堆系,统,统,必须备有两套,独,独立的电源。,包,包括两路分开,的,的厂外电源、,厂,厂内事故电源,以,以及能够快速,启,启动且有一定,冗,冗余数量的柴,油,油发电机组。,此,此外还应有为,仪,仪表供电的蓄,电,电池直流电源,2.1、,纵深设防（3,）,）,第三级安全性,考,考虑：,要求在发生某,些,些假想事故而,一,一些保护系统,又,又同时失效时,，,，必须有另外,的,的专设安全设,施,施投入动作。,例如：应急堆,芯,芯冷却系统（,ECCS），,以防止失水事,故,故下燃料的熔,化,化以及裂变产,物,物的释放。,根据三级安全,性,性考虑的纵深,设,设防原则，可,以,以制定出一套,通,通用的设计准,则,则，并对核电,站,站的各种部件,、,、系统建立起,设,设计、制造、,试,试验、运行等,各,各种安全规范,。,。,2.2、,多重屏障,为了防止正常,运,运行或事故状,态,态下放射性物,质,质泄漏外逸，,所,所有的反应堆,系,系统设计都采,用,用多重屏障的,概,概念。,第一重屏障：,燃料芯块,裂变碎片射程,很,很短（,10,3,cm）。,除表面外，绝,大,大部分裂变碎,片,片包容在芯块,之,之中。气态裂,变,变产物如碘、,氪,氪和氙等核素,，,，一部分会因,扩,扩散而从燃料,芯,芯块中逸出。,第,第一重屏障大,约,约能留住98,以上的放射,性,性裂变产物。,2.2、,多重屏障（1,）,）,第二重屏障：,燃料元件包壳,管,管,用锆合金制成,的,的燃料元件包,壳,壳管，可以防,止,止气体裂变产,物,物以及裂变碎,片,片进一步外逸,。,。对于高温气,冷,冷堆，燃料呈,颗,颗粒状，每颗,粒,粒子都有热介,碳,碳涂层包壳。,压水堆正常运,行,行时，数以万,计,计的燃料棒中,可,可能会有少数,几,几根棒发生破,裂,裂，致使少量,放,放射性物质从,第,第二重屏蔽泄,漏,漏。,2.2、,多重屏障（2,）,）,第三重屏障：,压力容器与一,回,回路管道组成,的,的压力边界,流经燃料元件,的,的一次冷却剂,是,是被限制在压,力,力容器与一个,或,或数个一回路,环,环路内流动的,，,，这个压力容,器,器与一回路管,道,道，组成了又,一,一道密封屏障,，,，可进一步防,止,止放射性物质,外,外逸。后者包,括,括从燃料棒泄,漏,漏出来的裂变,产,产物，同时也,包,包括冷却剂中,产,产生或进入冷,却,却剂的活化物,质,质。在绝大多,数,数反应堆中，,大,大部分放射性,物,物质可以通过,冷,冷却剂净化系,统,统除去。,2.2、,多重屏障（3,）,）,第四重屏障：,安全壳,所有反应堆都,需,需安全地包容,在,在安全壳壳体,之,之内，后者是,防,防止放射性物,质,质向外环境扩,散,散的最后一道,屏,屏障。,安全壳大体上,一,一座顶上呈半,球,球形的圆柱形,密,密封建筑。直,径,径约3040米，总高约60米。通常,由,由厚1米的预,应,应力混凝土结,构,构制成，内有,厚,厚约38毫米,的,的钢制衬套。,整,整个一回路即,压,压力容器、稳,压,压器、蒸汽发,生,生器、主泵以,及,及应急堆芯冷,却,却系统的安全,注,注水箱等全部,包,包容在安全壳,之,之中。,2.3、安全,设,设计的基本原,则,则,一般原则：,采用行之有效,的,的工艺和通用,的,的设计标准，,加,加强设计管理,，,，在整个设计,阶,阶段和任何设,计,计变更中必须,明,明确安全职责,。,。,基本原则：,单一故障准则,：,：满足单一故,障,障准则的设备,组,组合，在其任,何,何部位发生单,一,一随机事故时,，,，仍能保持所,赋,赋予的功能。,多样性原则：,多,多样性应用于,执,执行同一功能,的,的多重系统或,部,部件，即通过,多,多重系统或部,件,件中引入不同,属,属性来提高系,统,统的可靠性。,2.3、安全,设,设计的基本原,则,则（1）,独立性原则：,为,为了提高系统,的,的可靠性，防,止,止发生共因故,障,障或共模故障,，,，系统设计中,应,应通过功能隔,离,离或实体分隔,，,，实现系统布,置,置和设计的独,立,立性。,故障安全原则,：,：核电厂安全,极,极为重要的系,统,统和部件的设,计,计，应尽可能,贯,贯彻故障安全,的,的原则。即核,系,系统或部件发,生,生故障时，电,厂,厂应能在毋需,任,任何触发动作,的,的情况下进入,安,安全状态。,定期试验、维,护,护、检查的措,施,施：,运行人员操作,优,优化的设计：,（,（人因的影,响,响）,充分采用固有,安,安全性的设计,原,原则：,3、核反应堆,的,的安全运行与,管,管理,1986,年切尔诺贝利,核,核电厂事故的,发,发生，引发了,核,核安全文化概,念,念的提出和发,展,展。,核安全文化的,定,定义：,核安全文化是,存,存在于单位和,个,个人中的种种,特,特性和态度的,总,总和，它建立,一,一种超出一切,之,之上的观念，,即,即核电厂安全,问,问题由于它的,重,重要性要保证,得,得到应有的重,视,视。,核安全文化是,所,所有从事与核,安,安全相关工作,的,的人员参与的,结,结果，它包括,电,电厂员工、电,厂,厂管理人员及,政,政府决策层。,与核安全相比,，,，核安全文化,是,是一种意识形,态,态。,3、核反应堆,的,的安全运行与,管,管理（1）,3、核反应堆,的,的安全运行与,管,管理（2）,核安全文化作,用,用于或表现在,下,下面两个领域,核电,厂,厂领,导,导阶,层,层和,国,国家,政,政策,方,方面,：,：,他们,必,必须,通,通过,自,自己,的,的具,体,体行,为,为为,每,每一,个,个工,作,作人,员,员创,造,造有,益,益于,核,核安,全,全的,工,工作,环,环境,，,，培,养,养他,们,们重,视,视核,安,安全,的,的工,作,作态,度,度和,责,责任,心,心。,领,领导,层,层对,核,核安,全,全的,参,参与,必,必须,是,是公,开,开的,，,，而,且,且有,明,明确,的,的态,度,度。,个体,的,的行,为,为：,必须,有,有质,疑,疑的,探,探索,工,工作,态,态度,、,、严,谨,谨的,工,工作,方,方法,以,以及,必,必要,的,的相,互,互交,流,流。,只有,各,各个,层,层次,的,的人,在,在自,己,己的,岗,岗位,上,上尽,职,职尽,责,责，,满,满足,核,核安,全,全的,要,要求,，,，核,安,安全,文,文化,才,才会,得,得到,发,发展,和,和提,高,高。,4、,核,核安,全,全法,规,规及,安,安全,监,监督,国家,核,核安,全,全管,理,理部,门,门：,国家,核,核安,全,全局,（,（现,隶,隶属,国,国家,环,环保,总,总局,）,）成,立,立于1984,年,年10月,，,，由,国,国务,院,院授,权,权，,对,对全,国,国的,核,核设,施,施安,全,全实,施,施统,一,一的,监,监督,，,，独,立,立地,行,行使,核,核安,全,全监,督,督权,。,。,核安,全,全法,规,规：,核安,全,全法,规,规包,括,括由,国,国家,颁,颁布,的,的法,律,律和,行,行政,法,法规,，,，由,核,核安,全,全的,要,要求,保,保证,监,监管,机,机构,颁,颁发,的,的部,门,门规,章,章、,国,国家,标,标准,和,和导,则,则以,及,及由,工,工业,部,部门,制,制定,的,的行,业,业标,准,准等,。,。,4、,核,核安,全,全法,规,规及,安,安全,监,监督,（,（1,）,）,国务,院,院颁,发,发的,行,行政,法,法律,：,：,中,华,华人,民,民共,和,和国,民,民用,核,核设,施,施安,全,全监,督,督管,理,理条,例,例,（,（,HAF0500）,中华,人,人民,共,共和,国,国核,材,材料,管,管制,条,条例,（,HAF0600）,国家,核,核安,全,全局,制,制定,了,了,中,中华,人,人民,共,共和,国,国民,用,用核,设,设施,安,安全,监,监督,管,管理,条,条例,的,的实,施,施细,则,则,以,以及,以,以下,的,的安,全,全法,规,规：,核,电,电厂,的,