1-核电厂系统与部件的核安全分级.ppt
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1、核电厂系统与部件的核安全分级核电厂系统与部件的核安全分级 12/20/20221核电厂系统和部件的核安全分级第第1节节 总论总论 1.1 目的目的 压压水水堆堆核核电电站站设设计计中中采采用用了了纵纵深深防防御御的的原原则则。从从安安全全角角度度讲讲,对对一一个个核核电电站站应应考考虑以下两个主要问题:虑以下两个主要问题:(1)它构成了一个辐射源;它构成了一个辐射源;(2)它它通通常常产产生生是是可可控控的的放放射射性性释释放放;在在特特殊殊情情况况下下,如如在在偶偶发发事事件件或或事事故故下下,会会造成不可控释放。造成不可控释放。12/20/20222核电厂系统和部件的核安全分级 从从这这个
2、个观观点点出出发发,核核电电站站的的安安全全根根据据纵深防御原则应包括如下三个层次,即:纵深防御原则应包括如下三个层次,即:第第一一层层,电电站站的的设设计计与与建建造造质质量量要要保保证证在在正正常常运运行行和和正正常常瞬瞬态态运运行行工工况况下下电电站站不发生破坏。不发生破坏。第第二二层层,安安全全系系统统的的设设计计要要尽尽可可能能减减少非正常瞬态工况或设备故障的影响。少非正常瞬态工况或设备故障的影响。第第三三层层,工工程程安安全全设设施施的的设设计计要要尽尽可可能能减减少少能能导导致致放放射射性性产产物物泄泄漏漏的的假假想想事事故故的影响。的影响。第第1节节 总论总论 1.1 目的目的
3、12/20/20223核电厂系统和部件的核安全分级 前前两两个个层层次次是是事事故故的的预预防防,后后一一层层次次是事故的防护。是事故的防护。核核电电站站的的安安全全实实际际上上是是通通过过组组成成其其系系统、设备和部件的安全性来实现的。统、设备和部件的安全性来实现的。从从安安全全上上来来看看,组组成成核核电电站站的的各各个个系系统统、设设备备和和部部件件对对安安全全的的重重要要程程度度是是不不完完全全相相同同的的。为为此此,必必需需根根据据它它们们所所执执行行的的安安全全功功能能,对对这这些些系系统统、设设备备和和部部件件进进行行分分级级,并并对对不不同同等等级级的的设设备备和和部部件件规规
4、定定出出在在设设计计、制造、材料检验等方面的不同要求。制造、材料检验等方面的不同要求。第第1节节 总论总论 1.1 目的目的12/20/20224核电厂系统和部件的核安全分级 核电厂设计安全规定核电厂设计安全规定在设计总准则在设计总准则一章中针对核电厂的设计提出了一章中针对核电厂的设计提出了“必须明必须明确规定构筑物、系统和部件的全部安全功确规定构筑物、系统和部件的全部安全功能。构筑物、系统和部件必须按其安全的能。构筑物、系统和部件必须按其安全的重要性进行分级。重要性进行分级。”为了便于履行这一要为了便于履行这一要求,安全导则求,安全导则用于沸水堆、压水堆和压用于沸水堆、压水堆和压力管式反应堆
5、的安全功能和部件分级力管式反应堆的安全功能和部件分级对对核电厂安全功能和部件的安全等级划分提核电厂安全功能和部件的安全等级划分提出了具体指导。出了具体指导。第第1节节 总论总论 1.2 范围范围12/20/20225核电厂系统和部件的核安全分级 该导则推荐了安全功能和物项分级的方该导则推荐了安全功能和物项分级的方法,即把基本安全功能按其重要性,详细分法,即把基本安全功能按其重要性,详细分解为多种安全功能条目解为多种安全功能条目(如如k、d、c、等共等共20个条目个条目),然后再把这些条目组合成若干个,然后再把这些条目组合成若干个等级。该导则在其附件等级。该导则在其附件A中把流体包容部件中把流体
6、包容部件分成了安全分成了安全1、2、3、4四个等级,若再加上四个等级,若再加上四级以外的物项,则共有五个等级。但一般四级以外的物项,则共有五个等级。但一般世界各国世界各国(如法、美如法、美)是把流体包容部件是把流体包容部件(或或称核承压设备称核承压设备)分为分为3个安全等级个安全等级(即安全即安全1级、级、安全安全2级、安全级、安全3级级)和非安全级和非安全级(常规设备常规设备)。第第1节节 总论总论 1.2 范围范围12/20/20226核电厂系统和部件的核安全分级 建建立立或或制制定定设设备备分分级级的的目目的的是是为为了了对对那那些些核核电电站站安安全全起起作作用用的的系系统统和和设设备
7、备的的可可靠性和可利用率提供足够的保证。靠性和可利用率提供足够的保证。设设备备的的等等级级是是根根据据设设备备所所履履行行的的安安全全功功能能决决定定的的,合合适适的的设设备备等等级级应应保保证证:设设备备的的质质量量与与设设备备在在安安全全中中所所起起的的作作用用相相适适应。应。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/20227核电厂系统和部件的核安全分级 核核电电站站的的安安全全主主要要取取决决于于那那些些保保证证执执行行下下列列安安全全功功能能的的设设备备的的可可靠靠性性。这这些些安安全全功能是:功能是:(1)反反应应堆堆紧紧急急停停堆堆和和维
8、维持持反反应应堆堆在在安全停堆状态;安全停堆状态;(2)堆堆芯芯和和安安全全壳壳厂厂房房的的冷冷却却(包包括括中中期和长期冷却期和长期冷却);放射性物质的封存和限制向环境的排放射性物质的封存和限制向环境的排放并控制在规定的限值之内。放并控制在规定的限值之内。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/20228核电厂系统和部件的核安全分级 所谓设备的安全分级,就是从核电厂或所谓设备的安全分级,就是从核电厂或核设施的设备中找出履行上述安全功能的设核设施的设备中找出履行上述安全功能的设备,即所谓备,即所谓“与安全有关与安全有关”或或“对安全是重对安全是重要要
9、”的设备,并按其执行安全功能的重要性,的设备,并按其执行安全功能的重要性,分为不同的等级,这就是分为不同的等级,这就是“设备分级设备分级”。其。其次应证实这些设备在系统要求的任何可能的次应证实这些设备在系统要求的任何可能的工况下都能可靠地执行其安全功能,这就是工况下都能可靠地执行其安全功能,这就是所谓所谓“设备鉴定设备鉴定”。由于核电站的安全在很。由于核电站的安全在很大程度上取决于设备的可靠性,因此大程度上取决于设备的可靠性,因此“设备设备分级分级”和和“设备鉴定设备鉴定”对核电站的安全是很对核电站的安全是很重要的。重要的。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法
10、 12/20/20229核电厂系统和部件的核安全分级 正确的设备分级是在充分地了解核电正确的设备分级是在充分地了解核电站各系统功能的基础上作出的。在订出设站各系统功能的基础上作出的。在订出设备的安全等级的基础上,人们就可以规定备的安全等级的基础上,人们就可以规定它的设计和制造要求,抗地震要求以及质它的设计和制造要求,抗地震要求以及质量保证要求,即制定出设备的设计制造等量保证要求,即制定出设备的设计制造等级级(即规范等级即规范等级)、抗震等级和质量保证等、抗震等级和质量保证等级。这就是级。这就是“设备分级设备分级”的全过程。的全过程。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概
11、念和方法 12/20/202210核电厂系统和部件的核安全分级 在作出在作出“设备分级设备分级”之后,为了了解这些设之后,为了了解这些设备是否能在整个寿期及可能的任何工况备是否能在整个寿期及可能的任何工况(主要是事主要是事故工况故工况)下都能可靠地执行其安全功能,必须对设下都能可靠地执行其安全功能,必须对设备进行鉴定,鉴定可以用分析方法和试验方法或备进行鉴定,鉴定可以用分析方法和试验方法或这二者的结合。其过程是,首先确定哪些设备须这二者的结合。其过程是,首先确定哪些设备须要用鉴定,从中找出实际作鉴定的典型设备,然要用鉴定,从中找出实际作鉴定的典型设备,然后制定出鉴定的方法和程序以及鉴定验收标准
12、,后制定出鉴定的方法和程序以及鉴定验收标准,接着对设备进行鉴定试验或分析,最后对设备的接着对设备进行鉴定试验或分析,最后对设备的鉴定评价报告进行审查,以判定这些安全重要的鉴定评价报告进行审查,以判定这些安全重要的设备是否真正合格,即能够承受电站设备是否真正合格,即能够承受电站40年寿期并年寿期并承受最苛刻的环境条件和地震条件。承受最苛刻的环境条件和地震条件。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202211核电厂系统和部件的核安全分级 在核电站设计中,如果某些系统、设备在核电站设计中,如果某些系统、设备和建筑物对安全的作用比另一些系统、设备和建筑物
13、对安全的作用比另一些系统、设备和建筑物更大,那么这些系统的设备和建筑和建筑物更大,那么这些系统的设备和建筑物的分级级别就要越高。设计中可用两种方物的分级级别就要越高。设计中可用两种方法来确定与安全有关的系统、设备和建筑物法来确定与安全有关的系统、设备和建筑物的分级要求:确定论法和概率法。确定论法的分级要求:确定论法和概率法。确定论法常对那些安全有重要作用的,其损坏能导致常对那些安全有重要作用的,其损坏能导致严重放射性释放事故的系统、设备和建筑物严重放射性释放事故的系统、设备和建筑物提出分级要求。提出分级要求。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/2
14、02212核电厂系统和部件的核安全分级 分级要求带有强制性而不需要细致地考虑分级要求带有强制性而不需要细致地考虑损坏的几率或对减轻事故后果的影响。概损坏的几率或对减轻事故后果的影响。概率法则细致地根据需要某一安全功能起作率法则细致地根据需要某一安全功能起作用的几率以及该安全功能失效的后果来评用的几率以及该安全功能失效的后果来评价安全重要性。概率法在确定各系统、设价安全重要性。概率法在确定各系统、设备和建筑物的安全重要性的相对排序方面备和建筑物的安全重要性的相对排序方面特别有用。特别有用。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202213核电厂系统和
15、部件的核安全分级1.3.1 确定论方法确定论方法 一一般般将将核核电电厂厂各各承承压压设设备备物物项项按按照照其其所所履履行行的的安安全全功功能能分分为为安安全全1级级,安安全全2级级,安全安全3级及非安全级。级及非安全级。安安全全1级级就就是是构构成成反反应应堆堆冷冷却却剂剂压压力力边边界界的的那那些些设设备备,其其失失效效会会引引起起失失水水事事故故的的物项;物项;第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202214核电厂系统和部件的核安全分级 安全安全2级是属于反应堆冷却剂压力边界级是属于反应堆冷却剂压力边界但不属于安全但不属于安全1级的那些小
16、设备,小管道级的那些小设备,小管道(具体定义是:其失效引起的反应堆冷却剂具体定义是:其失效引起的反应堆冷却剂流失不超过正常补水系统提供的补水量流失不超过正常补水系统提供的补水量)以以及用于防止预计运行事件导致事件工况,及用于防止预计运行事件导致事件工况,或发生事故可减轻事故工况后果的物项,或发生事故可减轻事故工况后果的物项,如专设工程安全设施。如专设工程安全设施。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202215核电厂系统和部件的核安全分级第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 安全安全3级是冷却安全级是冷却安全2级
17、设备,或对级设备,或对安全级设备运行起支持保证作用的物项安全级设备运行起支持保证作用的物项(冷却、润滑、密封等冷却、润滑、密封等)。如设备冷却水。如设备冷却水系统,重要厂用水系统等。系统,重要厂用水系统等。具体分级以法国标准压水堆核电厂具体分级以法国标准压水堆核电厂为例,如下列。从中可以看出安全分级为例,如下列。从中可以看出安全分级与安全功能条目之间的关系。与安全功能条目之间的关系。12/20/202216核电厂系统和部件的核安全分级安全安全级级设备举设备举例例压压水堆水堆1反反应应堆冷却堆冷却剂剂系系统统中的中的设备设备,包括:,包括:反反应应堆堆压压力容器、主管道和延伸至并包括第二个隔离力
18、容器、主管道和延伸至并包括第二个隔离阀阀的的连连接管接管线线,不包括名,不包括名义义管径管径10mm的支管的支管蒸汽蒸汽发发生器(一次生器(一次侧侧)泵泵稳压稳压器器2反反应应堆冷却堆冷却剂压剂压力力边边界界设备设备中除属于一中除属于一级级安全以外的安全以外的设备设备2安全注入系安全注入系统统和和应应急加硼系急加硼系统统安全壳安全壳喷喷淋系淋系统统2安全壳安全壳结结构和构和贯贯穿件穿件2注射硼酸以控制堆芯反注射硼酸以控制堆芯反应应性性变变化和控制反化和控制反应应堆冷却堆冷却剂剂系系统统水容量平衡的系水容量平衡的系统统2蒸汽蒸汽发发生器的二次生器的二次侧侧和延伸到并包括蒸汽管和延伸到并包括蒸汽管
19、线阀门线阀门的蒸汽管的蒸汽管线线2余余热导热导出系出系统统和安全壳内的和安全壳内的应应急和正常急和正常给给水系水系统统中延伸到并包括安全壳外的第一中延伸到并包括安全壳外的第一个隔离个隔离阀阀的的设备设备3二二级级、三、三级级安全安全级级系系统统的冷却系的冷却系统统和和废废燃料水池用的冷却系燃料水池用的冷却系统统3硼酸和化学添加硼酸和化学添加剂剂的制的制备备系系统统3安全壳外的安全壳外的辅辅助助给给水系水系统统3废废物物处处置系置系统统(内装待衰(内装待衰变变的大量放射性气体的的大量放射性气体的设备设备)3处处理(理(净净化和再生)反化和再生)反应应堆冷却堆冷却剂剂系系统统的系的系统统3一些重要
20、的通一些重要的通风风系系统统12/20/202217核电厂系统和部件的核安全分级1.3.2 概率法概率法 采采用用概概率率法法是是将将安安全全功功能能按按其其对对安安全全的的重重要作用排顺序,该法综合考虑以下三点:要作用排顺序,该法综合考虑以下三点:(1)该安全功能失效的后果该安全功能失效的后果(P1);(2)要求执行该安全功能的几率要求执行该安全功能的几率(P2);(3)在在需需要要时时,不不能能执执行行其其安安全全功功能能的的几率几率(P3)。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202218核电厂系统和部件的核安全分级 这这三三个个因因子子的
21、的乘乘积积必必须须低低于于允允许许水水平平(P=P1P2P3),即即要要求求执执行行某某安安全全功功能能的的几几率率,在在需需要要时时不不能能执执行行安安全全功功能能 的的几几率率以以及及该该安安全全功功能能失失效效的的后后果果三三者者的的乘乘积积应应在在允允许的限度内。许的限度内。当分析表明这一乘积过大时,应从设计当分析表明这一乘积过大时,应从设计和和(或或)管理上采取减小它的措施,可供采取管理上采取减小它的措施,可供采取的措施很多,如在废液处理系统中,为了尽的措施很多,如在废液处理系统中,为了尽量减少贮槽损坏时放射性释放的后果,可将量减少贮槽损坏时放射性释放的后果,可将放射性废液贮存在若干
22、个小贮槽内,而不是放射性废液贮存在若干个小贮槽内,而不是内贮存在一个大贮槽内。内贮存在一个大贮槽内。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202219核电厂系统和部件的核安全分级 通常还采用其它各种方法,如:多重通常还采用其它各种方法,如:多重性、多样性、厂区布置、采用经过考验的性、多样性、厂区布置、采用经过考验的设备、在役检查以及采用合适的规范和标设备、在役检查以及采用合适的规范和标准等。所需的结构完整性由设计来确定,准等。所需的结构完整性由设计来确定,即包括诸如结构设计、质量保证、制造以即包括诸如结构设计、质量保证、制造以及水压试验、役前检查等
23、方面。及水压试验、役前检查等方面。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202220核电厂系统和部件的核安全分级 为为某某一一设设备备确确定定的的设设计计要要求求直直接接会会影影响响到到该该设设备备失失效效的的几几率率,即即设设计计要要求求愈愈严严格格,该该设设备备在在需需要要时时不不能能执执行行其其功功能能的的几几率率就就愈愈小小。因因此此,安安全全等等级级越越高高,其其设设计计要要求求也也要要求求高高;安安全全等等级级越越低低,设设计计的的要要求求也也较低。较低。压水堆核电厂的设备分级如下述已很压水堆核电厂的设备分级如下述已很规范化了,用确定论
24、方法可确定。而新堆、规范化了,用确定论方法可确定。而新堆、研究堆,其分级有很大的不确定性,则可研究堆,其分级有很大的不确定性,则可采用概率法最终确定。采用概率法最终确定。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202221核电厂系统和部件的核安全分级1.3.3 安全等级以外的其他级别安全等级以外的其他级别 核核电电厂厂物物项项除除有有其其安安全全等等级级以以外外,还还有有以以下下3个级别,即抗震类别、规范等级和质保等级。个级别,即抗震类别、规范等级和质保等级。(1)抗震类别抗震类别 应根据物项所执行的安全功能和发生地震时对应根据物项所执行的安全功能和
25、发生地震时对物项的特殊要求,按照物项的特殊要求,按照HAF0215(1)确定物项的抗确定物项的抗震类别。如抗震震类别。如抗震 类要求承受类要求承受OBE、SSE载荷,抗载荷,抗震震 类仅要求承受类仅要求承受OBE载荷。载荷。第第1节节 总论总论 1.3 设备分级的概念和方法设备分级的概念和方法 12/20/202222核电厂系统和部件的核安全分级(2)规范等级规范等级 所谓规范等级,是指为满足不同安全所谓规范等级,是指为满足不同安全等级的要求,采用何种设计建造规范等级的要求,采用何种设计建造规范(标准标准)。如。如ASMENB、NC、ND等。在确定等。在确定规范等级及相应的设计建造要求时,首先
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