核电电气设备安全分级简介.pdf

第1 0 卷 2 0 0 8 年第6 期 电力安全技术 4 安全讲座 核屯屯乞设备尝名罗级简介 郭朝辉1 吴帆2 1 中广核工程有限公司 广东深圳 5 1 8 1 2 4i2 苏州热工研究院有限公司 江苏苏州 2 1 5 0 0 4 摘要 介绍了核电电气设备安全分级的定义以及进行安全分级的目的 比较了国际现行几种安全分 级标准的差异 阐述了进行安全分级的具体方法步骤 以及对确定为安全级设备的要求 指出了电气分级 与机械分级的关系 关键词 核电 电气设备 安全分级 在核电厂设计建造的整个过程中 许多环节都 与安全分级息息相关 例如建造许可申请 初步设 计 初步安全分析报告及其审评 系统设备设计采 购 最终安全分析报告及其审评等 安全分级的清 晰 明确与否 对上述环节的顺利进行具有十分重 要的意义 1安全分级的定义 核电电气设备可按安全 抗震 质保 设计制 造进行分级 而后3 者的级别主要由安全级别确定 所谓安全分级就是确定安全相关设备 即能确保实 现核安全功能的设备 并按其执行安全功能的重要 性分为不同的等级 在安全分级中 将设备分为机 械设备和电气设备 本文主要介绍核电电气设备的 安全分级 2 对核电电气设备进行安全分级的目的 对核电电气设备进行安全分级 主要是考虑到 以下2 个因素 1 安全性 在核电厂运行中 所需燃料的主 要成分是带放射性的金属铀 如果核燃料不慎泄漏 或扩散到自然环境中 将对周围人员的身体健康构 成危害 因此 为了防止此类事件的发生 在设计 建造之初 设计者们就对核电厂的设备制定了严格 的准则要求 以保证其安全性 2 经济性 虽然如果将所有核电设备都按照 最高级别进行设计建造 安全性能无疑可得到最好 的保障 但是电站的建造成本将成倍的增加 这将 会使处于当今经济竞争激烈程度达到白热化的社会 环境中的核电企业失去立足之地 因此 为了既保证核电厂的安全性 又使核电 厂在经济利益的激烈竞争中得以生存 就需要对核 电设备进行安全分级 以达到核电安全和企业效益 的双赢 3 国际现行安全分级标准比较 到目前为止 国际上并没有统一通用的安全分 级标准 而实际上也不可能做到完全统一 因为首 先不同系列的核电厂 对安全分级的要求不同 其 次 不同国家对核电厂安全的要求也不尽相同 现 将美国 法国以及我国对于压水堆核电厂有关电气 设备安全分级标准进行比较 具体内容如表l 所示 表1核电厂电气设备有关安全分级标准比较 标准内容 i a e a o c d 安全蓖要物项非安全 h a f 0 2 0 0 9 1 安全安全有关重要物项 系统物项或系统 i e c6 1 2 2 6 1 9 9 4a b c g b t1 5 4 7 4 1 9 9 5l es rn s 1 0 c f r 5 0 4 9 安全重要系统非安全有 安全有关某些非安全关电气设备 电气设备有关电气设备 r g 1 9 7 1 9 8 3123 r g 1 1 5 3 1 9 8 51 e i e e e6 0 3 一1 9 9 l 安全系统非l e r c c p 一1 9 9 11 e e d f 增加i p s 非1 e r c c e 一1 9 9 3 一n c 安全级别 非1 e e j 3 1 3 一1 9 8 8 l e 非l e 对于不同系列 不同类型的核电厂 需采用与 之相匹配的分级标准 一 4 安全分级的方法 对核电电气设备的安全分级 通常采用确定论 法 即按其执行的功能对电厂核安全的重要性分 级 不考虑失效的概率或缓解效应 核电厂在正常工况下产生的放射性释放是可控 的 但在事故工况下 这种放射性释放却可能是不 可控的 因此在正常工况下设备所执行的功能都是 非安全级的 平常所说的安全分级都是指设备在事 故工况下所执行的功能而言 核电电气设备安全分级的主要步骤如下 1 核实设计基准 包括 电厂主要特性和冗 一o 一 万方数据 a 芸高篙 电力安全技术第1 0 卷 2 0 0 8 年第6 期 余度要求 运行方式 假设始发事件及其发生频度 定保护作用的功能 系统和设备表 系统和设备故 障可能引起假设始发事件或严重后果表 2 确定电气设备以及它们的功能清单 3 根据功能将电气设备进行初步分级 4 确定对电气设备的详细要求 5 核实每个子系统和设备的功能 6 将每个系统和设备明确分级 根据需要从 第 3 项开始重复若干次 7 列出最后的分级表 电气设备分级的主要依据是核电厂堆型 压水 堆 沸水堆等 应核实核电厂设计采用的假设始发 事件 p i e 电工机械 仪表及其供电冗余度的设计 准则 并核实对每个假设始发事件的主要限制系统 及其支持系统 分级时应考虑电气设备在电厂所有运行方式 如 启动 正常运行 换料 下 预防假设始发事件和缓 解p i e 后果方面的作用 因为它们可能只在某些运 行方式下或只在p i e 后起明显作用 从设计开始 就应尽可能全面地核实电工机 械 仪表及其供电设备的功能 按分级准则将它们 初步分级 凡是不明确的地方均应注释 随着设计 的进行 不断核实这些设备执行的功能 确定每个 系统内部各子系统或设备的安全级别 最终形成电 工机械 仪表及其供电设备的分级表 在安全级的系统中 有些设备可能是非安全级 的 在安全相关的系统中 有些设备也可能是安全 级的 此外 由于某个系统或设备可能执行一个以 上的安全功能 所以分级时可能将其分为不同的安 全级别 这时其最终级别应是其中的最高级别 5 安全级电气设备的要求 对于确定为安全级的核电电气设备 主要有以 下几方面的要求 1 冗余 这主要是考虑了单一故障准则以及 设备的可靠性要求 冗余又分为设备冗余和功能冗 余 设备冗余是指在设计时考虑设置2 个及以上相 同设备使其都能完成同样功能 如计算机网络中的 双机热备份 功能冗余是指在设计时考虑用不同系 统或设备使其都能达到同样的功能 运行中当其中 某路失效时 另一路能够代替其位置 以保证系统 稳定运行 2 抗震 所有安全级的电气设备都为抗震1 类 都需要进行抗震试验 以验证其在s s e 地震工 一矽一 况下执行其安全功能的能力 3 电源 安全级电气设备的供电要求都比较 高 且要求有后备电源 4 鉴定 安全级电气设备的鉴定分k 1 k 2 k 3 这3 类 主要从堆芯内 堆芯外 事故期间 事 故后是否实施其规定安全功能等方面来划分并进行 鉴定 r c c eb 4 0 0 0 b 5 0 0 0 b 6 0 0 0 分别规定了 这3 类的鉴定方法 5 定期试验 用以证明安全级电气设备能完 成要求的所有安全功能 包括证实所有子系统的功 能能力 一旦探查出故障或缺陷 就必须按管理程 序进行校正 并应保管好校正记录 试验的间隔时 间必须与估算的故障率相适应 一般是每月1 次到 每年1 次 这与设计的复杂性 动态运行情况和自 检能力有关 6 质保 从核电厂概念设计开始 在设计 制 造 试验 安装 试运行和交付运行的每个阶段 都 必须考虑对电气设备的功能 可靠性 性能和耐环 境能力的保证要求 这是通过在适用的q a 和q c 大 纲管理下完成每个阶段的工作来保证的 q a 等级 是以安全级别为依据 并考虑到其他一些因素 诸 如部件的复杂陛 单件产品 新产品与成本等 质 保分为q a l q a 2 q a 3 与q n c 所有安全级电 气设备均为q a l 级 除通风系统的安全级电气设备 为q a 2 级 除了上述几方面 对安全级电气设备还有独立 性 隔离等要求 6 电气分级与机械分级的关系 电气分级与机械分级是2 个不同的概念 两者 没有必然的联系 其各自要求也不尽相同 对于需要供电的设备 可以同时存在电气分级 和机械分级 但是不一定相同 比如有的设备电气 分级高 但机械分级低 有的设备电气分级低 但 机械分级高 相互间没有太大的关系 对于不需供 电的设备 就只有机械分级 而不存在电气分级 7 结论 掌握核电电气设备安全分级知识 有利于核电 设计建造过程中一些重要环节工作的开展和安全审 评工作的顺利通过 有利于国产化核电产品质量监 造的顺利完成 是核电产业各领域工作人员提高自 身核安全素质和业务水平的基础要求之一 收稿日期 2 0 0 7 1 0 0 9 万方数据 核电电气设备安全分级简介核电电气设备安全分级简介 作者 郭朝辉 吴帆 作者单位 郭朝辉 中广核工程有限公司 广东 深圳 518124 吴帆 苏州热工研究院有限公司 江苏 苏州 215004 刊名 电力安全技术 英文刊名 electric safety technology 年 卷 期 2008 10 6 被引用次数 1次 本文读者也读过 10条 本文读者也读过 10条 1 沈伟 shen wei 浅述核安全机械设备安全分级 期刊论文 核安全2010 1 2 耿文行 赵月扬 geng wenxing zhao yuyang 法国cp1 cp2系列核电机组安全重要设备分级的经验反馈 期刊论文 核安全2007 1 3 翟长春 马志瀛 zhai chang chun ma zhi ying 核电安全级电气设备的主要要求 期刊论文 高压电器 2008 44 2 4 康慧 王伟 kang hui wang wei 核电厂核级机械设备安全分级 期刊论文 电力勘测设计2007 2 5 许洪舟 高冬 核电站物项的安全分级 期刊论文 河南科技2007 1 6 赵军 童节娟 何旭洪 zhao jun tong jie juan he xu hong 风险指引的核电站设备分级概述 期刊论文 科技 导报2006 24 8 7 何延庆 核电1e级