核安全基本理论-赵强

1、2022-3-191核安全基本理论核安全基本理论CH-01-INT-013. 核安全基本理论核安全基本理论3.1 核电站的潜在危险核电站的潜在危险3.2 核安全目标核安全目标3.3 核电站的安全设计核电站的安全设计3.4 核安全文化核安全文化2022-3-192核安全基本理论核安全基本理论3.1核电站的潜在危险l核裂变核裂变 功率徒升的可能功率徒升的可能l强放射性强放射性 辐射损伤辐射损伤l高温高压水融化和喷放高温高压水融化和喷放l剩余反应性潜在的能量来源剩余反应性潜在的能量来源l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2022-3-193核安全基本理论核安全基本理论放射性放射性

2、-核电站的根本威胁核电站的根本威胁l核电站的根本威胁是放射性l放射性的根本来源是被辐照过的燃料元件2022-3-194核安全基本理论核安全基本理论裂变碎片与放射性物质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1.0% ， 6MW1w： P/P00.1% ， 0.6MW30y： P/P00.01% ，0.06MW (60kw)l需确保堆芯有效冷却2022-3-198核安全基本理论核安全基本理论核电厂的风险来源核电厂的风险来源同任何工业一样，核电站也可能存在以下问题l设计上的错误l制造上的缺陷

3、l建造和安装上的错误l运行和维护上的错误l设备故障核电站的安全性必须有一定的标准来衡量，一定的安全保障措施来实现 安全目标安全目标管理制度管理制度安全设计安全设计安全文化安全文化2022-3-199核安全基本理论核安全基本理论核电厂安全总目标核电厂安全总目标 建立建立并并维持维持一套一套有效有效的防护措施，以保证的防护措施，以保证工作人员工作人员、公公众众和和环境环境免遭放射性危害。免遭放射性危害。辐射防护目标辐射防护目标 确保在正常时放射性物质引起的辐射照射确保在正常时放射性物质引起的辐射照射低于国家规定低于国家规定的限值，并保持在可的限值，并保持在可合理合理达到的达到的尽量低尽量低的水平。

4、的水平。 (As Low As Reasonably Achievable-ALARA)(As Low As Reasonably Achievable-ALARA)技术安全目标技术安全目标 防止防止发生事故，发生事故，减少减少严重事故发生概率及其后果。严重事故发生概率及其后果。3.2 核安全目标2022-3-1910核安全基本理论核安全基本理论风险的定义风险的定义l通常用风险来表示人们在从事某项活动通常用风险来表示人们在从事某项活动,在一定时间内给在一定时间内给人类带来的危害。人类带来的危害。l这种风险不仅取决于事件发生的频率，而且还与事件发这种风险不仅取决于事件发生的频率，而且还与事件发生

5、后所引起后果的大小有关。生后所引起后果的大小有关。l定义定义 风险风险=发生频率发生频率*后果后果RPC损害事件损害单位时间单位时间事件2022-3-1911核安全基本理论核安全基本理论IAEAINSAG 的的安全目标安全目标l堆芯损伤事故的发生频率为：堆芯损伤事故的发生频率为： 现有堆现有堆104/堆年、新堆堆年、新堆105/堆年。堆年。l大量放射性释放频率大量放射性释放频率: : 现有堆现有堆105 5/堆年、新堆堆年、新堆106/堆年。堆年。 2022-3-1912核安全基本理论核安全基本理论核电厂的安全保障l核安全管理制度l核安全审查l核安全监督l核安全设计l核安全文化l安全目标安全目

6、标l安全标准安全标准l核安全政策：法规、导则、核安全政策：法规、导则、指导文件指导文件l独立的核安全监管部门独立的核安全监管部门l核电站安全监督管理程序核电站安全监督管理程序 2022-3-1913核安全基本理论核安全基本理论3.3 核电站的安全设计安全设计指导思想安全设计指导思想 纵深防御原则纵深防御原则 （defense-in-depthdefense-in-depth）l多道屏障多道屏障l多级防御多级防御2022-3-1914核安全基本理论核安全基本理论燃料芯块燃料芯块 核裂变产生的放射性物核裂变产生的放射性物质质98以上滞留在二氧以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中，不会化铀陶瓷芯块中，不会释

7、放出来。释放出来。多道安全屏障多道安全屏障2022-3-1915核安全基本理论核安全基本理论燃料元件包壳燃料元件包壳 燃料芯块密封在锆合金燃料芯块密封在锆合金包壳内，防止放射性物包壳内，防止放射性物质进入一回路水中。质进入一回路水中。 多道安全屏障多道安全屏障燃料包壳燃料包壳2022-3-1916核安全基本理论核安全基本理论反应堆冷却剂系统承压边界反应堆冷却剂系统承压边界 由核燃料构成的堆芯封由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚闭在壁厚20厘米的钢质压厘米的钢质压力容器内力容器内,压力容器和整个压力容器和整个一回路都是耐高压的一回路都是耐高压的,放射放射性物质不会漏到反应堆厂性物质不会漏到反应堆厂房中

8、房中 多道安全屏障多道安全屏障2022-3-1917核安全基本理论核安全基本理论安全壳安全壳 反应堆厂房是一个高大反应堆厂房是一个高大的预应力钢筋混凝土构筑的预应力钢筋混凝土构筑物物,壁厚近壁厚近1米米,内表面加有内表面加有6毫米厚的钢衬毫米厚的钢衬,防止放射防止放射性进入环境性进入环境多道安全屏障多道安全屏障2022-3-1918核安全基本理论核安全基本理论预防预防，预防出现异常工况和系统故障，预防出现异常工况和系统故障 保守设计、高质量建造和运行保守设计、高质量建造和运行保护保护，异常工况的控制和故障检测，异常工况的控制和故障检测 控制、保护系统和定期检查控制、保护系统和定期检查限制限制，

9、控制事故在设计基准事故内，控制事故在设计基准事故内 工程安全设施和事故处置程序工程安全设施和事故处置程序缓解缓解，防止事故的扩展，减轻严重事故的后果，防止事故的扩展，减轻严重事故的后果 备用措施和事故管理备用措施和事故管理应急应急，减轻大量放射性物质释放所造成的环境影响，减轻大量放射性物质释放所造成的环境影响 厂外应急响应计划厂外应急响应计划多级防御体系2022-3-1919核安全基本理论核安全基本理论l要求某设备组合在其任何部位发生可信的单一故障时仍能执行要求某设备组合在其任何部位发生可信的单一故障时仍能执行其正常功能的准则。由该单一故障引起的所有续发性故障均视其正常功能的准则。由该单一故障

10、引起的所有续发性故障均视为单一故障不可分割的组成部分。为单一故障不可分割的组成部分。 冗余性原则冗余性原则 多样性原则多样性原则 独立性原则独立性原则 失效安全原则失效安全原则 为了提高系统的可靠性，增设一个或几为了提高系统的可靠性，增设一个或几个功能完全相同的冗余通道，每个通道个功能完全相同的冗余通道，每个通道彼此独立，其中任一通道故障，并不损彼此独立，其中任一通道故障，并不损害系统应有的保护功能。害系统应有的保护功能。针对每一种事故工况，设置几个保护功针对每一种事故工况，设置几个保护功能相同的保护参数，即使在某一保护参能相同的保护参数，即使在某一保护参数的全部保护通道同时失效的最坏请况数的

11、全部保护通道同时失效的最坏请况下，仍能确保反应堆安全。下，仍能确保反应堆安全。各通道由独立线路供给可靠仪表电源。各通道由独立线路供给可靠仪表电源。并考虑实体隔离。并考虑实体隔离。当设备故障时，应使设备处在有利于反当设备故障时，应使设备处在有利于反应堆安全的状态下。应堆安全的状态下。单一故障准则2022-3-1920核安全基本理论核安全基本理论三哩岛事故三哩岛事故2022-3-1921核安全基本理论核安全基本理论AP1000的设计思路（理念）1 1 简化系统简化系统- -减少事故发生概率减少事故发生概率2022-3-1922核安全基本理论核安全基本理论AP1000的设计思路（理念）1 1 简化系

12、统简化系统- -减少事故发生概率减少事故发生概率2022-3-1923核安全基本理论核安全基本理论AP1000的设计思路（理念）2 2 非能动安全非能动安全- -缓解、限制事故缓解、限制事故2022-3-1924核安全基本理论核安全基本理论AP1000的设计思路（理念）2 2 非能动安非能动安全全缓解、缓解、限制事故限制事故2022-3-1925核安全基本理论核安全基本理论AP1000的设计思路（理念）2022-3-1926核安全基本理论核安全基本理论EPR的设计思路（理念）2022-3-1927核安全基本理论核安全基本理论EPR的设计思路（理念）2022-3-1928核安全基本理论核安全基本

13、理论EPR的设计思路（理念）2022-3-1929核安全基本理论核安全基本理论第四代反应堆第四代反应堆l可持续发展可持续发展l燃料利用、减少废物、防止扩散燃料利用、减少废物、防止扩散l安全性和可靠性安全性和可靠性l安全可靠运行安全可靠运行l堆芯熔毁概率低堆芯熔毁概率低l取消厂外应急取消厂外应急l经济性经济性l寿命周期成本寿命周期成本l资金风险水平资金风险水平2022-3-1930核安全基本理论核安全基本理论3.4 核安全文化l切尔诺贝利核电厂事故催生了核安全文化切尔诺贝利核电厂事故催生了核安全文化 lIAEA-INSAG在在1986年提交的年提交的关于切尔诺贝利核电厂事关于切尔诺贝利核电厂事故

14、后的审评总结报告故后的审评总结报告中首次使用了中首次使用了“安全文化（安全文化（Safety Culture）”一词一词 l1991年年 安全文化安全文化 “INSAG4”中，首次定义了安全中，首次定义了安全文化的概念，完整阐述了安全文化的理念，以及如何评价文化的概念，完整阐述了安全文化的理念，以及如何评价安全文化的标准，并建立了一套核安全文化建设的思路和安全文化的标准，并建立了一套核安全文化建设的思路和策略。策略。 2022-3-1931核安全基本理论核安全基本理论核安全文化的定义核安全文化的定义 安全文化是存在于单位和个人中的种种素质安全文化是存在于单位和个人中的种种素质和态度的总和，它建

15、立了一种超出一切之上的观和态度的总和，它建立了一种超出一切之上的观念，那就是核电厂的安全问题由于它的重要性必念，那就是核电厂的安全问题由于它的重要性必须保证得到应有的重视。须保证得到应有的重视。 人员和单位在保证防护和安全这个头等重要人员和单位在保证防护和安全这个头等重要问题得到与其重要性相符的重视方面的素质与态问题得到与其重要性相符的重视方面的素质与态度的总和。度的总和。 2022-3-1932核安全基本理论核安全基本理论核安全文化的本质核安全文化的本质 核安全文化就其表现而言，具有两个主要部核安全文化就其表现而言，具有两个主要部分，一是单位的工作体制，另一个是个人的态度分，一是单位的工作体

16、制，另一个是个人的态度和响应。和响应。 核安全文化的实质是建立一套科学而严密的核安全文化的实质是建立一套科学而严密的规章制度和组织体系，培养全体员工遵章守纪的规章制度和组织体系，培养全体员工遵章守纪的自觉性和良好的工作习惯，在整个核电厂内营造自觉性和良好的工作习惯，在整个核电厂内营造人人自觉关注安全的氛围。人人自觉关注安全的氛围。 2022-3-1933核安全基本理论核安全基本理论核安全文化的特征核安全文化的特征个人认识个人认识：每个人对安全重要性的认识；：每个人对安全重要性的认识；知识和能力知识和能力：通过对工作人员的培训、教育以及自学而获得；：通过对工作人员的培训、教育以及自学而获得；承诺

17、承诺：要求高级管理阶层用行动体现出把安全置于绝对优先的地：要求高级管理阶层用行动体现出把安全置于绝对优先的地位位, ,并要求安全的共同目标被每个人所接受；并要求安全的共同目标被每个人所接受；积极性积极性：通过引导、建立目标、奖惩制度以及人们自发的态度而：通过引导、建立目标、奖惩制度以及人们自发的态度而产生；产生；监督监督：对工作的监察和审查，并对人们的探索态度及时响应；：对工作的监察和审查，并对人们的探索态度及时响应；责任制责任制：通过正式的委派、明确的分工，使每个人对各自的责任：通过正式的委派、明确的分工，使每个人对各自的责任清楚了解。清楚了解。2022-3-1934核安全基本理论核安全基本

18、理论核安全文化职责划分核安全文化职责划分政策层政策层个人个人管理者管理者自我约束机制自我约束机制沟通沟通严谨的方法严谨的方法质疑的态度质疑的态度职责界定职责界定监查、评估与比较监查、评估与比较奖励与惩罚奖励与惩罚资格与培训资格与培训安全工作安排管理安全工作安排管理资源资源管理机构管理机构安全政策声明安全政策声明2022-3-1935核安全基本理论核安全基本理论个人个人-质疑的工作态度质疑的工作态度*我了解这项工作吗？我了解这项工作吗？*我的责任是什么？我的责任是什么？*它们和安全的关系如何？它们和安全的关系如何？*我具备完成任务的技能吗？我具备完成任务的技能吗？*其他人的责任是什么？其他人的责

19、任是什么？*有什么异常情况？有什么异常情况？*我是否需要帮助？我是否需要帮助？*会出什么错？会出什么错？*出现失误会造成什么后果？出现失误会造成什么后果？*应该怎样防止失误？应该怎样防止失误？*万一出现故障，我该怎么办？万一出现故障，我该怎么办？2022-3-1936核安全基本理论核安全基本理论 *按程序办事；按程序办事；*对意外情况保持警惕；对意外情况保持警惕；*出现问题停下来思考；出现问题停下来思考；*必要时请求帮助；必要时请求帮助；*追求纪律性、时间性、条理性；追求纪律性、时间性、条理性；*谨慎小心地工作；谨慎小心地工作；*切忌贪图省事。切忌贪图省事。个人个人-严谨的工作方法严谨的工作方法2022-3-1937核安全基本理论核安全基本理论*从别人处得到有关信息；从别人处得到有关信息；*向别人提供有关信息，保持良好的透明度；向别人提供有关信息，保持良好的透明度；*汇报完成了的工作结果；汇报完成了的工作结果；*发现和报告任何异常；发现和报告任何异常；*正确填写工作记