核安全法规简介之四设计09

-3-
核动力厂设计安全规定
核动力厂设计安全规定(HAF102)的配套导则: 核电厂堆芯的安全设计 （HAD102/07）
核电厂反应堆冷却剂系统及其有关系统 (HAD102/08) 核电厂最终热阱及其直接有关输热系统(HAD102/09) 核电厂保护系统及有关设施 核电厂防火 （HAD102/11） 核电厂辐射防护设计 （HAD102/12）
-28-
5.2 总的设计基准
（7）设计基准事故：
设计基准事故从假设始发事件清单得出， 目的是为核动力厂的构筑物、系统和部件 确定一套设计条件。
设计基准事故=假设始发事件+单一故障， 通常可将假设始发事件分类，取包络，并 不需要对每一个假设始发事件进行分析。
-29-
5.2 总的设计基准
（8）严重事故：
核动力厂设计安全规定(HAF102)的配套导则: 核电厂设计中总的安全原则 （HAD102/01）
核电厂的抗震设计与鉴定
（HAD102/02）
用于沸水堆、压水堆和压力管式反应堆的安全功能和部件分 级 （HAD102/03）
核电厂内部飞射物及其二次效应的防护
(HAD102/04) 与核电厂设计有关的外部人为事件 （HAD102/05） 核电厂反应堆安全壳系统的设计（HAD102/06）
-15-
三、安全管理要求 2.经验证的工程实践 在核动力厂的设计中，应特别注意： （1）采用经批准的最新或适用的标准； （2）采用未经验证的设计或设施时，必须有适当的 支持性研究计划，或借助其他相关的应用证明其 安全性是合适的； （3）选择设备时要考虑到其误动作和故障模式，要 优先选择具有可预见和了解机理故障模式的设备。

-11-
纵深防御概念
纵深防御概念在设计中的另一个典型 应用是多道屏障：
燃料包壳 反应堆冷却剂系统压力边界 安全壳
-12-
-13-
三、安全管理要求
设计的安全管理是保证核动力厂安全的一个重要方面，安全管理 要求将安全确定为所有从事安全活动的单位的最优先责任。安全管理 要求对如下方面提出了原则： 管理责任 设计单位必须遵循： （1）明确划分职责、权限范围、联络渠道； （2）所有层次拥有足够的受过适当培训并技术合格的人员； （3）明确不同设计部门之间的接口，并明确设计单位、用户、设备供 货商、建造单位和其他承包商之间的接口； （4）制订并严格遵守完备的程序； （5）定期审查、监督和监查与安全有关的设计事项； （6）保持良好的安全文化。
-19-
四、主要技术要求
1.纵深防御要求（续） （4）通过安全系统的自动触发和操纵员的动作提供核动力 厂的附加控制，应使假设始发事件早期内操纵员的动作 尽量减少； （5）尽实际可能提供控制事故过程和限制其后果
的设备和规程；
（6）提供多种保证控制反应性、排出余热和包容放射性 的手段，以保证各道屏障的有效性并减轻假设始发事件 的后果。
-26-
5.2 总的设计基准 （3）厂址特征： 厂址特征包括人口、气象、水文、地质和地震等， 也包括核动力厂可依赖的外部服务，如电力供应 和消防等。厂址特征的许多方面也可作为外部事 件的输入。 （4）设计规范： 设计规范应该是最新的或当前适用的，并经过国 家核安全监管部门认可。
-27-
5.2 总的设计基准
-10-
纵深防御概念 （4）第四层次防御的目的是针对设计基准可能已被 超过的严重事故的，并保证放射性释放保持在尽 实际可能的低。这一层次最重要的目的是保护包 容功能。 （5）第五层次，即最后层次防御的目的是减轻可能 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。这方面要求有适当装备的应急控制中 心及厂内、厂外应急计划。
-6-
二、安全目标和纵深防御
总的核安全目标：在核动力厂中建立并保持对放射性危害的有 效防御，以保护人员、社会和环境免受危害。
总的核安全目标由两个具体的目标所支持：
（1）辐射防护目标：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限值 并且合理可行尽量低，保证减轻任何事故的放射性后果。 （2）技术安全目标：采取一切合理可行的措施防止核动力厂事故，并且一 旦发生事故时减轻其后果；对于在设计核动力厂时考虑过的所有可能事 故，包括概率很低的事故，要以高可信度保证任何放射性后果尽可能小 且低于规定限值；并保证有严重放射性后果的事故发生的概率极低。
-14-
三、安全管理要求 1.设计管理 设计管理要保证：
（1）安全重要的构筑物、系统和部件在核动力厂整 个设计寿期内具有合适的性能； （2）满足了营运单位的要求，提供了充分的安全设 计资料和运行支持性信息； （3）考虑了确定论和概率论安全分析的结果； （4）采用了合理的设计措施以及运行与退役实践， 使放射性废物的产生最小化。
-20-
四、主要技术要求
2.安全功能 核动力厂的基本安全功能可以划分为如下三项：
（1）控制反应性；
（2）排出堆芯热量；
（3）包容放射性物质和控制运行排放， 以及限制事故释放。
-21-
四、主要技术要求
3. 核动力厂的安全特性可分为如下几类：
（1）利用固有安全特性使核动力厂在假设始发事件后不会产 生重大影响，或只产生趋向于安全状态的变化；
为了进一步提高安全水平，现代核动力厂在 设计中通常还需考虑严重事故。严重事故的考虑 方式通常是采用概率论、确定论和工程判断结合 的方式对超设计基准事故进行研究，确定可能导 致堆芯严重损坏的事故序列，采取合理可行的预 防或缓解措施加以对付。
-30-
5.3.构筑物、系统和部件的可靠性设计
除采用安全分级等方式提高部件可靠性外，还需在设 计中采取其他措施来提高构筑物、系统和部件的可靠性： （1）共因故障： 采取多样性、多重性和独立性原则防止共因故障。 （2）单一故障准则：
-24-
五. 核动力厂设计要求 5.2.总的设计基准
为了保证核动力厂的安全，在设计上要确定 核动力厂需要考虑的各种情况，即设计基准。对 列入设计基准的情况，通常要采用保守的方法来 设计。为进一步改进安全水平，现代核动力厂通 常还要考虑严重事故，必须采用工程判断和概率 论相结合的方法来考虑这些严重事故序列，针对 这些序列确定合理可行的预防或缓解措施。
1.纵深防御要求 纵深防御概念在设计中的具体体现可以包括如下方 面： （1）提供多重的实体屏障，防止放射性不受控制地向环 境释放； （2）保守设计和高质量建造，将核动力厂的故障和偏离 正常运行减致最小； （3）利用固有安全特性（例如失电后控制棒自动掉落和 自然循环）和专设安全设施控制假设始发事件后核动力 厂的行为；
-17-
三、安全管理要求 6.质量保证 （1）对核动力厂的设计管理、执行和评价必须制订 质保大纲； （2）设计、变更或改进必须遵照合适的工程标准和 规范所确定的程序； （3）设计的恰当与否，必须由独立于原设计的人员 或团体进行验证或核实。验证、确认和批准必须 在做施工设计之前完成。
-18-
四、主要技术要求
-7-
对安全目标的理解 不排除人员受到有限照射，也不排除放射性物 质向环境的有限释放，但必须符合限值； 在符合限值的条件下，还必须贯彻合理可行尽 量低的原则；
核动力厂不保证绝对的安全，而是控制风险：
风险=事件发生的概率事件的后果 所有的辐射源都必须处于严格的控制之下。
-8-
核动力厂的风险水平 美国核管会在其安全目标的政策声明中提出: 由于核电厂运行导致其周围居民立即死亡的风险 不超过所有可能导致其死亡的社会风险的千分之 一； 由于核电厂运行导致其周围居民患癌症的风险不 超过所有可能导致其患癌症的社会风险的千分之 一。 研究表明，核电厂的大规模放射性释放频率于 10-6/堆年即可满足这两个风险指标。
（5）设计限值：
要确定在各种核动力厂状态下与每个构筑物、系统或部 件的主要物理参数相适应的设计限值。
（6）运行状态：
毫无疑问，虽然核动力厂设臵了诸多的安全系统，但运 行过程中任意超出许可范围或安全系统随意处于不可用状态 并不能保证安全，所以必须为核动力厂的运行确定一套要求， 如安全系统整定值、系统的运行限制条件等，这些要求集中 体现在运行限值和条件（即技术规格书）中。
-25-
5.2 总的设计基准
（1）核动力厂状态分类：
通常分为正常运行、预计运行事件、设计基准事故和严重 事故。
（2）假设始发事件：
包括内部事件和外部事件。内部事件的例子有设备故障 （如管道破裂及所导致的压力、湿度、温度、内部水淹、喷 射流、飞射物和管道甩动等）、火灾和爆炸等。外部事件的 例子有地震、洪水、风暴、海潮和飞机坠毁等。假设始发事 件的后继效应应视为事件的一部分。
（2）在假设始发事件后，核动力厂借助于非能动安全设施或 连续运行的安全系统即可控制事件，使核动力厂趋向于安 全； （3）借助于对假设始发事件响应的安全系统使核动力厂趋向 于安全； （4）借助于专门规程使核动力厂在假设始发事件后趋向于安 全。
-22-
四、主要技术要求 4.辐射防护和验收准则 必须为核动力厂确定放射性验收准则，这些 准则应遵守下述原则： （1）高概率事件，放射性后果应该很低；而放射 性后果较高的事件，则其发生概率应该很低； （2）为操作方便，通常仅列出有限数目的几组准 则，并与核动力厂的运行状态相对应：正常运行、 预计运行事件、设计基准事故和严重事故。
在设计基准事故的分析中，应保守地假设在对付某一 假设始发事件的安全系统或设备中发生了一个随机故障。 随机故障的后继效应应视为故障的一部分。
-31-
5.3 构筑物、系统和部件的可靠性设计 （3）故障安全设计：
部件的设计应该在部件发生故障时处于对安全有利的 状态。 （4）辅助设施： 辅助设施应具备与其所支持的安全系统相当的可靠性。 （5）设备停役： 必须考虑设备的维护、试验、检查和修理对安全的影 响，为其确定合理的时间。
-9-