核安全工程师综合知识第五六章

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1、1,核与辐射安全的概念 赵亚民,2012,2,课前说明一,核与辐射安全是两件事 核安全主要针对设施，特别是存在临界安全问题的核设施 辐射安全主要针对人，人群分为三类： -职业人员 -医疗受检者 -公众,3,课前说明二,IAEA给出四项安全：核安全辐射安全废物安全运输安全本讲针对核安全与辐射安全,4,课前说明三,核与辐射安全的主要目标（安全功能）： 核安全安全停堆，导出余热，包容放射性物质（核电站） 辐射安全防止确定性效应发生，减少随机性效应发生率,5,第五章 核与辐射安全的概念,1引言2第一节 核安全的厉史发展3第二节 核与辐射安全的基本原则4第三节 纵深防御5第四节 核安全的基本技术原则6第

2、五节 质量保证7第六节 安全目标8第七节 风险分析,6,1引言,安全涉及到各行各业 安全与风险相对应 核与辐射安全领域涉及：核设施核技术应用伴生矿 核与辐射安全概念分狭义和广义,7,1引言,本章介绍的核与辐射安全概念主要针对核电厂 其它核与辐射设施可以参照使用,8,1引言,核安全定义（狭义） 国际原子能机构（IAEA）给出核安全定义：“实现适当的运行条件，防止事故或缓解事故后果，从而保护工作人员、公众和环境免受过量辐射危害”,9,1引言,核安全重点是设施安全从定义分析核安全要素：任务-实现适当的运行条件目的-防止事故或缓解事故后果最终目标-保护工作人员、公众和环境免 受过量辐射危害,10,1引

3、言,核安全定义（广义）泛指：核安全辐射安全废物安全运输安全,11,1言引,辐射安全（又称辐射防护）： 保护人员免受电离辐射或放射性物质产生有害作用的科学技术（国防科技名词大典） 注意区分安全(safety)和保安(security) 辐射安全针对人员安全,12,第一节核安全的厉史发展,核安全的历史发展可以追朔到1942年 核电厂的早期采用保守设计、重视设备可靠性 1979三哩岛核电厂事故，特别是1986切尔诺贝利核电厂事故，启示人因的重要性 人因的重要性催生了安全文化 概率论方法逐步用于核电厂安全分析,13,第一节核安全的厉史发展,辐射安全的历史可以追朔到1895年 到上个世纪二十年代，百位科

4、学家死于放射病 上个世纪二十年代成立辐射防护（安全）机构 辐射防护已成体系 辐射防护标准渐趋严格,14,第一节核安全的厉史发展,核电事业早期发展较为顺利 两次较大事故延缓了核电事业的发展 现正处在核电事业恢复发展期 日本福岛核电站事故又带来不定因素 核电站事故既是核电事业发展的阻力 核电站事故也可以变成核电事业发展的动力 福岛核电站事故的教训和经验都是宝贵的,15,第二节核与辐射安全的基本原则,核安全基本原则 辐射防护基本原则,16,第二节核与辐射安全的基本原则,1管理责任 2纵深防御 3技术原则,17,第二节核与辐射安全的基本原则,1管理责任： 安全文化 营运单位的责任 监管当局的管控,18

5、,第二节核与辐射安全的基本原则,安全文化 安全文化（IAEA）定义： “在组织和工作人员中建立起将安全问题根据重要性作为最优先关注的这样一种特征和态度的集合”,19,安全文化,对政府决策层 对营运单位管理层 对个人,20,对政府决策层,制定安全政策 明确安全职责 建立监管部门 提供资源保障,21,对营运单位管理层,明确员工的职责 制定并捡查工作方法 对员工进行培训 建立奖惩制度 建立监察和审查程序,22,对个人,探索的工作态度 严谨的工作方法 交流的工作习惯,23,第二节核与辐射安全的基本原则,营运单位的责任 营运单位对核设施的安全负有全面和最终责任,24,营运单位的具体责任,确定安全政策，明

6、确各级人员的责任和权利 确定并验证质保大纲等的实施 确定并验证所有运行工况保证安全的程序 提供充分的培训和人员资格鉴定 建立与监管等部门的联络渠道 建立与设计、制造等有关部门的联络渠道 提供资源、服务 提供公众咨询渠道,25,第二节核与辐射安全的基本原则,监管当局的控制 监管当局的控制是独立于企业的、政府行为,26,第二节核与辐射安全的基本原则,监管当局的任务有6条。见238页 核安全监管不能取代企业的责任,27,监管当局的任务,制定安全法规 颁发安全许可证 对核设施实施安全捡查 采取相应的执法行为 支持核安全研究 发布核安全信息,28,第二节核与辐射安全的基本原则,2纵深防御IAEA定义：“

7、针对给定的安全目标运用多种防护措施，使得即使其中一种防护措施失效，仍能达到该安全目标” （详见第三节）,29,第二节核与辐射安全的基本原则,3技术原则 技术原则主要的有以下15项： 安全分级 设备鉴定 构筑物、系统和部件的可靠性设计 火灾和爆炸 其它内部危害 外部事件 运行限值和条件,30,设计基准事故 严重事故 采用经验证的工程实践 应用经验反馈和安全研究成果 安全评价及其独立验证 老化 优化运行人员操作的设计 辐射防护（详见第四节）,31,第二节核与辐射安全的基本原则,辐射防护基本原则 实践的正当性 辐射防护最优化 个人剂量限制,32,第二节核与辐射安全的基本原则,实践的正当性利大于弊 利

8、 ：社会的总利益 不仅是部门、企业、个人利益弊： 整个社会的危害 包括经济、键康、环境危害,33,第二节核与辐射安全的基本原则,辐射防护最优化 社会净利最大 在考虑社会、经济等因素后， 使个人剂量受照人数照射概率 保持在合理可行的低,34,第二节核与辐射安全的基本原则,剂量限制 利用剂量限值和剂量约束限制个人受照程度 防止确定性效应发生 限制随机性效应发生概率,35,第三节纵深防御,纵深防御的概念 对纵深防御的理解 纵深防御在设计中的实施方法 纵深防御在运行中的实施方法 纵深防御在预防和缓解事故中的应用,36,第三节纵深防御,纵深防御的概念 核与辐射安全领域重要原则 纵深防御应用于安全有关的一

9、切活动 包括工程设计、组织管理、人员行为 保证这一切活动置于重叠措施的防御之下 即便某些措施失效，余下措施仍起防御作用,37,第三节纵深防御,对纵深防御的理解 1纵深防御的三个目标 补偿或纠正设备故障或人员差错 维持屏障的有效性防止故障传播 屏障万一失效/ 保护人员和环境,38,第三节纵深防御,2纵深防御的两个策略 预防事故发生 一旦事故发生/缓解、限制事故后果，防止向更严情况发展,39,第三节纵深防御,3连续多极实体屏障防止放射性物质外泄 多极实体屏障包括（水冷反应堆）： 核燃料基体 核燃料包壳 反应堆冷却系统压力边界 安全壳,40,压水堆的屏障,41,第三节纵深防御,纵深防御在设计中的实施

10、方法 1预防 2捡测 3保护 4包容 5应急,42,第三节纵深防御,1预防防止偏离正常运行工况及防止系统失效具体措施见下页,43,具体措施,设计保守，留安全余量 多重性、多样性、独立性 安全分级 恰当的设计规范和材料 控制部件制造和电厂的施工 设备鉴定 优化操作设计 老化和磨损 经验反馈 各种工况的安全分析 评价及独立验证 运行、在役试验和维修要求的分析,44,第三节纵深防御,2捡测捡测（诊断）运行状态，预防事故设置控制和保护系统及其他专用安全系统制定运行操作规程,45,第三节纵深防御,3保护设置应对设计基准事故的专设安全设施和 应急操作规程，引导到可控/安全停堆/维持包容，确保核设施安全固有

11、安全性的设计故障安全的设计设置针对设计基准事故的专设安全设施针对设计基准事故制定应急操作规程,46,第三节纵深防御,4包容 设置应对严重事故管理导则，采用多重措施尽可能将放射性物质包容在核设施内 分析严重事故的主导序列和事故工况 对严重事故的主导序列和事故工况制定预防措施与严重事故管理导则 设置缓解事故后果的措施,47,第三节纵深防御,5应急 制定应急计划和应急准备尽量减轻事故后果 设置应急控制中心 制定厂内厂外应急计划,48,第三节纵深防御,纵深防御在运行中的实施方法 1运行限值和条件 2运行规程 3堆芯管理和燃料装卸 4人员资格和培训 5维修、在役试验、捡查和监督 6应急准备,49,第三节

12、纵深防御,1运行限值和条件 运行限值和条件事先制定好 须经核安全当局评价和批准 对人员培训使之清楚限值和条件 根据经验返馈对其定期审查和修改,50,第三节纵深防御,2运行规程 正常运行规程 预期事件运行规程 事故工况运行规程 严重事故管理指南,51,第三节纵深防御,3堆芯管理和燃料装卸 堆芯管理安全，保证燃料在堆内安全使用 燃料装卸安全，保证燃料在厂区转移/储存安全,52,第三节纵深防御,4人员资格和培训 人的失误会破坏纵深防御 人的行为是核电厂安全的重要因素 对核电厂各级人员都应进行培训，培训包括技术和管理,53,第三节纵深防御,5维修、在役试验、捡查和监督 维修、在役试验、捡查和监督来防止

13、纵深防御能力降低 核设施营运部门要制定维修、在役试验、捡查和监督的详细指令和程序，并必须由有资格的人员按规程进行上述工作,54,第三节纵深防御,6应急准备 制定与风险相适应的应急计划和准备 适时进行应急演习 及时复核或更新应急计划,55,第三节纵深防御,纵深防御在预防和缓解事故中的应用 预防为主，降低初始事件发生率 充分利用自动系统，减少人的干预和差错 利用固有安全特性和故障安全设计，将事故工况引到可控状态 万一发生事故设法控制其进程，控制严重事故进展，减轻事故后果 设置多重屏障包容放射性物质保护环境和公众,56,第四节核安全的基本技术原则,核安全的基本技术原则 涉及到下述15个方面,57,第

14、四节核安全的基本技术原则,安全分级 设备鉴定 构筑物、系统和部件的可靠性设计 火灾和爆炸 其他内部灾害 外部事件 运行要求和限制 设计基准事故,58,第四节核安全的基本技术原则, 严重事故 采用经过验证的工程实践 应用经验返馈和安全研究成果 安全评价及独立验证 老化 优化运行人员操作的设计 辐射防护,59,第四节核安全的基本技术原则,1安全分级 对安全重要物项进行安全分级 设计、建造、维修与安全分级相匹配 安全分级要考虑 -执行的安全功能 -不执行其功能的后果 -执行其安全功能的可能性 -该物项需要投入运行的时刻或持续时间 -不同安全级别物项进行合理衔接,60,第四节核安全的基本技术原则,2设

15、备鉴定 -通过设备鉴定确认安全重要物项可安全运行 -设备鉴定的环境条件要考虑设计基准事故 -设备鉴定要考虑老化效应,61,第四节核安全的基本技术原则,3构筑物、系统和部件的可靠性设计 -考虑发生共因故障的可能性 -考虑“故障安全设计原则”（自动进入安全状态） -考虑“单一故障准则” -考虑“多重性原则” -考虑独立性 见244页,62,第四节核安全的基本技术原则,故障安全设计原则“ 系统或部件发生故障时核设施能在无须任何触发动作的条件下进入有利于安全的状态的设计原则” （国防科技名词大典）,63,第四节核安全的基本技术原则,单一故障准则“任何设备组合在任何部位发生可信的单一随机故障时应当仍能执

16、行其正当功能的要求” （国防科技名词大典）,64,第四节核安全的基本技术原则,4火灾和爆炸 -防止火灾发生 -及时探测并迅速灭火 -防止火势蔓延，使对安全重要物项影响最小 （必要时人工泄压以防爆炸）,65,第四节核安全的基本技术原则,5其他内部灾害 其他内部灾害包括： -内部水淹 -飞射物 -管道甩动 -喷射流冲击,66,第四节核安全的基本技术原则,6外部事件 -人为事件 飞机等 -自然事件 地震、洪水、龙卷风、海啸、极端气象等 （复合外部事件）,67,外部事件,68,第四节核安全的基本技术原则,7运行要求和限值 -安全系统整定值 -重要参量的控制范围 -维修、试验、捡查等要求的规定 -明确运行限制,