安全生产_核电站核安全培训课件

核工程导论第五章核安全 张继革上海交通大学2010年 第五章核安全 5 1核电站的危险来源和基本安全功能5 2核电安全管理5 3核电厂的安全保证5 4风险与概率 5 1核电站的危险来源 核电危险性的本质核电站风险的来源核电站的基本安全功能 核电危险性的本质 核裂变 功率徒升的可能强放射性 辐射损伤高温高压水 融化和喷放剩余反应性 潜在的能量来源衰变热 停堆后继续过热的可能 放射性 核电站的根本威胁 核电站的根本威胁是放射性放射性的根本来源是被辐照过的燃料元件 Nuclearchainreaction 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 2在间隙中 高温高压水 几百立方米水153bar 破口 喷放 汽化 放射性 融化 压力容器破损 剩余反应性 初始装载量用于整个堆芯燃料寿期内的燃耗 裂变产物的积累通过反应性补偿抑制初始剩余反应性中子吸收体 衰变热 裂变产物 射线 与物资作用 产生热能 衰变热 裂变产物的半衰期很长例 600MW10h P P0 1 0 6MW1w P P0 0 1 0 6MW30y P P0 0 01 0 06MW 60kw 需确保堆芯有效冷却 5 2核电厂的安全保障 核电厂的基本安全功能核电厂的安全保障 核电厂的基本安全功能 GoldenRule 反应性控制 Control 反应堆功率可控余热排出 Cool 燃料有效冷却放射性包容 Contain 放射性无泄漏 GoldenRuleofReactorSafety 核电厂的安全保障体系 核安全管理制度核安全审查核安全监督核安全设计核安全文化 安全目标安全标准核安全政策 法规 导则 指导文件独立的核安全监管部门核电站安全监督管理程序 安全设计准则 安全意识和安全行为 5 3核安全标准 安全原则 安全目标安全文化纵深防御 安全目标 为了对核安全的行为有个衡量标准 国家首先要对核安全要求达到的目标提出一个标准 这称为安全目标 safetygoal SafetyGoal SafetyGoal IAEA INSAG的安全目标 国际原子能机构的国际原子能安全咨询委员会的安全目标是 堆芯损伤事故的发生频率为 现有堆10 4 堆年 新堆10 5 堆年 发生大量早期放射性向环境释放事故的概率 现有堆10 5 堆年 新建堆10 6 堆年 中国核安全目标 SafetyGoal 总目标 最终安全目标 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 合理可行尽量低 保证减轻任何事故的放射性后果 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 并在一旦发生事故时减轻其后果 对于在设计该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概率论安全目标 检验标准 每堆年发生严重堆芯损伤事件的频率低于10 5每堆年需要场外早期响应的大量放射性释放事件的频率低于10 6 ALARA 指导性指标 核动力厂设计安全规定 2004年4月国家核安全局批准发布 ALARA 所有的危害必须降低到一个水平 AsLowAsReasonablyAchievable合理可行尽量低 纵深防御DefenseInDepth 理念国际原子能机构核安全标准中安全原则的主要原则此概念必须贯彻于安全有关的全部活动 包括与组织 设计或人员行为有关的方面 以保证这些活动均置于重叠措施的防御之下 即使有一种防御失效 亦将得到补偿或纠正两大方面的应用多道防御提供多层次的设备和规程多重屏障提供多道实体屏障 纵深防御概念 多层次的防御 第一层次防御 预防防止偏离正常运行及防止系统失效第二层次防御 监测检测和纠正偏离正常运行状态 以防止预计运行事件升级为事故工况第三层次防御 保护尽管极少可能 某些预计运行事件或假设始发事件的升级仍有可能未被前一层次防御所制止 而演变成一种较严重的事件第四层次防御 缓解针对设计基准可能已被超过的严重事故第五层次防御 应急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 核动力厂设计安全规定 HAF102 2004 应用于核电厂的全部活动 多重屏障 燃料芯块元件包壳一回路压力边界安全壳放射性保护区 防止放射性物质外泄的四道屏障 安全壳 安全文化定义Safetyculture IAEA sINSAGgivesthefollowingofficialdefinition INSAG 4 Safetycultureisthatassemblyofcharacteristicsandattitudesinorganizationsandindividualswhichestablishesthat asanoverridingpriority nuclearpowerplantsafetyissuesreceivetheattentionwarrantedbytheirsignificance 核安全文化是存在于单位和个人的种种特性和态度的总和 它建立一种超出一切之上的观念 即核电站安全问题由于它的重要性要保证得到应有的重视 安全文化的层次 核安全文化是所有从事与核安全相关工作的人员参与的结果 核电厂安全管理体系 核安全文化的内容 核安全文化 个人的响应 管理层的责任 决策层的责任 严谨的工作方法 探索的工作态度 互相交流的工作习惯 提供人力 物力资源 建立管理体系 自我完善 公布安全政策 奖励和惩罚 人员的资格审查和培训 监察 审查和对比 安全工作的安排管理 明确责任分工 核安全文化是所有从事与安全相关工作的人员参与的结果 个人响应与安全文化的关系 AQUESTIONINGATTITUDE 质疑的探索工作态度 plusARIGOROUSANDPRUDENTAPPROACH 严谨的工作方法 plusCOMMUNICATION 互相交流的工作习惯 Theresultwillbeamajorcontributionto SAFETY 凡事都要求问个为什么 不要满足已获得的结果 不要刻板地执行规定而要游刃可余 谨慎 严密 自我约束 严格自我要求 行为踏实有效 对自己的行为负责相互交流的工作习惯 信息透明 积极参与 发现错误即重视经验反馈 INSAG 4论述了核安全文化对各级人员的要求及责任 AQUESTIONINGATTITUDE 质疑的探索工作态度 我了解这项工作任务吗 我的责任是什么 它们和安全的关系如何 我具备完成任务的必要技能吗 其它人的责任是什么 有什么异常情况 我是否需要帮助 会出什么错 出现失误会造成什么后果 应该怎样防止失误 万一出现故障 我该怎么办 ARIGOROUSANDPRUDENTAPPROACH 严谨的工作方法 弄懂工作程序按程序办事对意外情况保持警惕出现问题停下来思考必要时 请求帮助追求纪律性 时间性和条理性谨慎小心工作切忌贪图省事 COMMUNICATION 互相交流的工作习惯 从他人处获取信息向他人传达信息无论是正常状态或异常情况皆汇报工作结果 并做书面记录提出新的安全建议 5 4核安全管理 核能政府管理部门核设施核安全管理层次中国核安全法规体系核安全管理的主要方式 核电安全管理方法 核安全法规监督核电各个阶段的核安全考虑 核安全管理体系 国际原子能管理部门 监督和指导 培训 核能政府管理部门 行业主管部门 安全监督管理部门 国防科工委 国家核安全局 司 国家环保总局 地方监督站 核能发展部门 核安全管理部门 相互独立 国家发展与改革委员会 国家原子能机构 publicauthority regulatorybody 中国核设施核安全管理层次 根据 中华人民共和国民用核设施安全监督管理条例 HAF001 的规定 中国大陆核设施的的核安全管理分为三个层次核安全监管机构核设施主管部门 核行业主管部门 核设施营运单位 中国国家原子能机构 CAEA 中国国家原子能机构是中国核行业的主管部门 对外 基本职能负责中国和平利用原子能事业的发展 有关法规的制定 核材料管制代表中国政府参加国际原子能机构及其活动 核安全监管机构 国家核安全局 国家环境保护总局 卫生部对核电厂的核安全 环境保护 职业工作人员和公众的剂量 卫生和健康状况实施监督管理国家核安全局代表国家对全国核电厂行使核安全监督职能 行政上隶属于国家环境保护总局国家环境保护总局对全国环境保护工作实施统一监督管理 各省市均设有环境保护部门卫生部对全国卫生工作实施统一的监督管理 各省市均设有卫生监督部门 国家核安全局 国家核安全局 NNSA 60人 所属国家环保总局 SEPA 职能安全审查 监督主要职能部门管理处地方核监督站核安全咨询委员会 国家核安全局组织机构图 核设施营运单位及职责 是核设施的所有者直接负责所营运核设施的安全核安全方面的主要职责遵守国家的有关法律 行政法规和技术标准 保证核设施的安全接受国家核安全局的核安全监督 及时 如实地报告安全情况 并提供有关资料对所营运的核设施的安全 核材料的安全 工作人员和公众以及环境的安全承担全面责任 并为履行该责任提供足够的资源 中国核安全法规体系 原子能法 行政法规 行业标准 部门规章 安全导则 技术文件 专门法律管理机构 审查许可 质量保证大纲环境报告初步安全分析报告 设计 营运部门 施工执照 监管机构 最终安全分析报告 运行执照 装料和运行 一整套质量保证和安全标准 制定 安全法规安全导则 国家 建造核电站必要的与安全相关的审查过程 修改的最终安全分析报告 核安全管理的主要方式 许可证制度许可证申请和审批程序核安全审评核安全监督 许可证制度 核设施建造许可证核设施运行许可证核设施操纵员执照核材料许可证核承压设备活动资格许可证其它需要批准的文件环境影响报告书 核设施建造许可证 核设施的所有者在核设施建造前十二个月向国家核安全局提供有关许可证申请文件申请核设施建造许可证得到国家核安全局颁发的核设施建造许可证后浇灌第一罐混凝土开始建造工作 核设施运行许可证 业主在核设施从满功率运行之日起 经十二个月的试运行后向国家核安全局提供有关许可证申请文件申请核设施运行许可证得到国家核安全局颁发的核设施运行许可证后按照许可证规定的条件进行运行工作 核设施操纵员执照 核设施的主要操作人员 必须取得国家核安全局颁发的核设施操纵员执照操纵员执照有操纵员执照高级操纵员执照操纵员执照考试必须在国家核安全局严格监督下进行 核材料许可证 核设施必须在接收和持有核材料之前的6个月向 国家核材料管制办公室 提交核材料许可证申请报告经国家核安全局核准后 颁发核材料许可证 核承压设备活动资格许可证 核承压设备活动资格许可证包括核承压设备设计资格许可证核承压设备制造资格许可证核承压设备安装资格许可证许可证申请者向国家核安全局提交许可证申请 经国家核安全局审查后发给许可证 设计 制造 安装单位只有持有许可证才能进行相应的活动 其它需要批准的文件 核设施某些重要操作或活动必须在得到国家核安全局的许可后方可执行国家核安全局颁发相应活动的批准文件主要有 核电厂厂址选择审查意见书核电厂首次装料批准书核电厂首次临界批准书核电厂退役批准书 环境影响报告书 国家环境保护总局负责审批核电厂各个阶段的环境影响报告书环境影响报告书审批文件是颁发许可证的必要条件之一 许可证申请和审批过程 核安全审评 核安全审评目的和手段通过对下列事项技术审查 决定核设施的安全状况和管理是否满足核安全法规的要求核设施的设计 建造 调试 运行状况核设施的管理核设施发生的事件 不符和项审评结论是颁发各类许可证和批准核设施进行相关活动的主要依据评审成员由国家核安全局负责组织核安全中心进行技术审查必要时 请国际 国内专家和组织提供咨询意见 核安全审评 重要的核安全审评核设施初步安全分析报告的审评核设施最终安全分析报告的审评核设施设计修改的审评核设施特许申请的审评核设施事件的审评审评的依据中国的核安全法规国家的与原子能 辐射防护 环境保护 公安 卫生和交通等有关的其它法律与法规核安全局认可的国家技术标准 如GB系列 和国际通用的技术规范 如SRP ASME RCC规范等 核安全监督 核安全监督检查的目的及时发现核设施的安全问题核安全管理要求方面存在的问题核设施存在的核安全隐患督促营运单位及时纠正问题不满足核安全法规的问题不满足国家核安全局审查批准的技术文件要求的问题必要时采取强制措施如停止运行监督形式日常监督例行 非例行检查 日常监督 日常监督是核安全监督检查的主要形式日常监督检查是地区监督站派遣监督 员 组常驻核电厂现场 对核设施进行现场检查目的是及时掌握核设施的安全状况和发现安全问题监督员每个工作日在核电厂现场进行跟踪监督 对影响安全的重要活动 物项和记录进行检查发现核设施存在的安全问题根据核安全法规要求进行处理 例行 非例行检查 核安全局或地区监督站组织检查组 按预先制定的检查计划 按照一定的程序对营运单位各阶段的安全重要活动所进行的有计划的核安全检查选址 设计 建造 调试 运行 退役检查组组成局人员 地区监督站人员邀请的专家 5 5核电厂的安全保证 确保反应堆堆芯的安全 放射性物质约束 核材料的保管和储存 反应堆会象原子弹那样爆炸吗 原子弹爆炸 反应堆堆芯 Answer NO 反应堆不会发生核爆炸的原因 低浓度核燃料燃料之间是有一定距离裂变反应使用的是慢中子自稳定特性 反应堆中为低速可控的链式反应 核安全设计 反应堆的自然防护能力 当链式裂变反应加速时 核燃料能自动并且瞬时地产生一种阻力 负反应性 来使裂变反应减速 防止发生核功率激增 反应堆的抵抗事故的能力 多样性 多重性 独立性 失效安全 可在线实验 核电厂安全设计理念 安全设计准则单一故障准则多重性原则多样性原则独立性原则故障安全设计设计基准事故严重事故对策 单一故障准则 单一故障 导致某一部件不能执行其预定安全功能的一种随机故障 由单一随机事件引起的各种继发故障 均视作单一故障的组成部分 单一故障准则 满足单一故障准则的设备组合 在其任何部位发生单一随机故障时 仍能保持所赋予的功能 源自单一故障的各种继发故障 均视作单一故障不可分割的组成部分 要求必须对核动力厂设计中所包括的每个安全组合都应用单一故障准则 多重性原则 多重性 通过设置数量高于最低需要的单元或系统 相同的或不同的 以达到任一单元或系统的失效不致于引起所需总体安全功能丧失的措施 多重性原则 一套设备出现故障或失效是可承受的 不致于导致功能的丧失 例如 在某一特定功能可由任意两台泵完成之处 设置三台或四台泵 为满足多重性要求 可采用相同的或不同的部件 独立性原则 1 保持多重系统部件之间的独立性 2 保持系统中各部件与假设始发事件效应之间的独立性 例如 假设始发事件不得引起为减轻该事件后果而设置的安全系统或安全功能的失效或丧失 3 保持不同安全等级的系统或部件之间适当的独立性 4 保持安全重要物项与非安全重要物项之间的独立性 独立性可在系统设计中通过功能隔离或实体分隔实现 故障安全设计 故障安全设计原则必须恰当地考虑 并贯彻到核动力厂安全重要系统和部件的设计中核动力厂系统必须设计成在该系统或其部件发生故障时不需要采取任何操作而使核动力厂进入安全状态 核电站各阶段的安全管理 设计期间的核安全考虑建造和调试期间的核安全考虑运行期间的核安全考虑退役后拆除期间的核安全考虑 设计阶段的核安全考虑 纵深防御的设计思想 两种安全分析方法 确定论安全分析方法概率论风险评价 PSA 可接受风险设计考虑的事件纵深防御的应用故障的预防 确定论分析方法 最大假想事故 最大可信事故 设计基准事故 根据纵深防御原则留有足够的设计安全裕量设计多重的专设安全设施通过能模拟事故发展进程的安全分析程序的计算 确信安全设施能防范假想事故 可信 不可信 事故 概率论风险评价 PSA 研究事故发生的概率通过对核安全功能的完整与失效估算来研究事故的后果根据PSA的结果 找出设计中的薄弱环节并加于改进确定论的补充可接受的风险 可信 不可信 事故 概率 风险 辐射 可接受的风险 核事件的分级 设计考虑的事件 内部事件系统与设备的故障引起的事故内部侵害 如火灾 由于某些流体系统泄漏导致的内涝等外部事件地震 洪水 爆炸 冰冻 飞机坠落等运行工况分类正常运行工况中等频率事件稀有事故假想事故 纵深防御在设计中的应用 预防 正常运行 监督和监查 监督和监查 行动与措施 行动与措施 事故处理规程的应用 行动与措施 极限规程的应用 信号 中等频度事件 稀有事件 严重事故 调节 信号 保护系统和专设安全设施 极限事故规程及设备 故障的预防 核安全等级 机械 电气 土建 设备的安全等级土建设备的核安全等级核安全质量相关设备的定义 QSR 核安全等级设备的要求单一故障准则机械系统电气系统共模故障的预防实体隔离多样化 设备的安全等级 机械承压设备分三个核安全等级核安全一级 组成一回路承压边界的设备 其失效将导致一回路冷却剂的严重泄漏 且不能用补水系统进行补偿核安全二级 一回路但不属于核一级的设备 和在一回路冷却剂丧失是用于包容放射性的设备核安全三级 不属于一 二