安全生產_核安全基本理論知識

核安全基本理論 哈爾濱工程大學核科學與技術學院 CH 01 INT 01 趙強 3 核安全基本理論 3 1核電站的潛在危險3 2核安全目標3 3核電站的安全設計3 4核安全文化 2020 2 18 2 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 3 1核電站的潛在危險 核裂變 功率徒升的可能強放射性 輻射損傷高溫高壓水 融化和噴放剩余反應性 潛在的能量來源衰變熱 停堆后繼續(xù)過熱的可能 2020 2 18 3 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 放射性 核電站的根本威脅 核電站的根本威脅是放射性放射性的根本來源是被輻照過的燃料元件 2020 2 18 4 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 裂變碎片與放射性物質 衰變 衰變 衰變 壽期末 1W熱功率所對應的裂變產物 FP 約3 7x1010BqFP中 氣體Kr Xe I98 保留在UO2芯塊中 2在間隙中 2020 2 18 5 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 高溫高壓水 幾百立方米水153bar 破口 噴放 汽化 放射性 融化 壓力容器破損 2020 2 18 6 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 剩余反應性 初始裝載量用于整個堆芯燃料壽期內的燃耗 裂變產物的積累通過反應性補償抑制初始剩余反應性中子吸收體 2020 2 18 7 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 衰變熱 裂變產物 射線 與物資作用 產生熱能 衰變熱 裂變產物的半衰期很長例 600MW10h P P0 1 0 6MW1w P P0 0 1 0 6MW30y P P0 0 01 0 06MW 60kw 需確保堆芯有效冷卻 2020 2 18 8 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 核電廠的風險來源 同任何工業(yè)一樣 核電站也可能存在以下問題設計上的錯誤制造上的缺陷建造和安裝上的錯誤運行和維護上的錯誤設備故障 核電站的安全性必須有一定的標準來衡量 一定的安全保障措施來實現(xiàn) 安全目標 管理制度安全設計安全文化 2020 2 18 9 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 核電廠安全總目標建立并維持一套有效的防護措施 以保證工作人員 公眾和環(huán)境免遭放射性危害 輻射防護目標確保在正常時放射性物質引起的輻射照射低于國家規(guī)定的限值 并保持在可合理達到的盡量低的水平 AsLowAsReasonablyAchievable ALARA 技術安全目標防止發(fā)生事故 減少嚴重事故發(fā)生概率及其后果 3 2核安全目標 2020 2 18 10 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 風險的定義 通常用風險來表示人們在從事某項活動 在一定時間內給人類帶來的危害 這種風險不僅取決于事件發(fā)生的頻率 而且還與事件發(fā)生后所引起后果的大小有關 定義風險 發(fā)生頻率 后果 2020 2 18 11 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 IAEA INSAG的安全目標 堆芯損傷事故的發(fā)生頻率為 現(xiàn)有堆10 4 堆年 新堆10 5 堆年 大量放射性釋放頻率 現(xiàn)有堆10 5 堆年 新堆10 6 堆年 2020 2 18 12 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 核電廠的安全保障 核安全管理制度核安全審查核安全監(jiān)督核安全設計核安全文化 安全目標安全標準核安全政策 法規(guī) 導則 指導文件獨立的核安全監(jiān)管部門核電站安全監(jiān)督管理程序 安全設計準則 安全意識和安全行為 2020 2 18 13 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 3 3核電站的安全設計 安全設計指導思想 縱深防御原則 defense in depth 多道屏障多級防御 2020 2 18 14 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 燃料芯塊核裂變產生的放射性物質98 以上滯留在二氧化鈾陶瓷芯塊中 不會釋放出來 多道安全屏障 2020 2 18 15 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 燃料元件包殼燃料芯塊密封在鋯合金包殼內 防止放射性物質進入一回路水中 多道安全屏障 燃料包殼 2020 2 18 16 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 反應堆冷卻劑系統(tǒng)承壓邊界由核燃料構成的堆芯封閉在壁厚20厘米的鋼質壓力容器內 壓力容器和整個一回路都是耐高壓的 放射性物質不會漏到反應堆廠房中 多道安全屏障 2020 2 18 17 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 安全殼反應堆廠房是一個高大的預應力鋼筋混凝土構筑物 壁厚近1米 內表面加有6毫米厚的鋼襯 防止放射性進入環(huán)境 多道安全屏障 2020 2 18 18 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 預防 預防出現(xiàn)異常工況和系統(tǒng)故障 保守設計 高質量建造和運行保護 異常工況的控制和故障檢測 控制 保護系統(tǒng)和定期檢查限制 控制事故在設計基準事故內 工程安全設施和事故處置程序緩解 防止事故的擴展 減輕嚴重事故的后果 備用措施和事故管理應急 減輕大量放射性物質釋放所造成的環(huán)境影響 廠外應急響應計劃 多級防御體系 2020 2 18 19 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 要求某設備組合在其任何部位發(fā)生可信的單一故障時仍能執(zhí)行其正常功能的準則 由該單一故障引起的所有續(xù)發(fā)性故障均視為單一故障不可分割的組成部分 冗余性原則多樣性原則獨立性原則失效安全原則 為了提高系統(tǒng)的可靠性 增設一個或幾個功能完全相同的冗余通道 每個通道彼此獨立 其中任一通道故障 并不損害系統(tǒng)應有的保護功能 針對每一種事故工況 設置幾個保護功能相同的保護參數(shù) 即使在某一保護參數(shù)的全部保護通道同時失效的最壞請況下 仍能確保反應堆安全 各通道由獨立線路供給可靠儀表電源 并考慮實體隔離 當設備故障時 應使設備處在有利于反應堆安全的狀態(tài)下 單一故障準則 2020 2 18 20 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 三哩島事故 2020 2 18 21 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 AP1000的設計思路 理念 1簡化系統(tǒng) 減少事故發(fā)生概率 2020 2 18 22 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 AP1000的設計思路 理念 1簡化系統(tǒng) 減少事故發(fā)生概率 2020 2 18 23 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 AP1000的設計思路 理念 2非能動安全 緩解 限制事故 2020 2 18 24 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 AP1000的設計思路 理念 2非能動安全 緩解 限制事故 2020 2 18 25 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 AP1000的設計思路 理念 2020 2 18 26 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 EPR的設計思路 理念 2020 2 18 27 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 EPR的設計思路 理念 2020 2 18 28 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 EPR的設計思路 理念 2020 2 18 29 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 第四代反應堆 可持續(xù)發(fā)展燃料利用 減少廢物 防止擴散安全性和可靠性安全可靠運行堆芯熔毀概率低取消廠外應急經濟性壽命周期成本資金風險水平 2020 2 18 30 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 3 4核安全文化 切爾諾貝利核電廠事故催生了核安全文化IAEA INSAG在1986年提交的 關于切爾諾貝利核電廠事故后的審評總結報告 中首次使用了 安全文化 SafetyCulture 一詞1991年安全文化 INSAG 4 中 首次定義了安全文化的概念 完整闡述了安全文化的理念 以及如何評價安全文化的標準 并建立了一套核安全文化建設的思路和策略 2020 2 18 31 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 核安全文化的定義 安全文化是存在于單位和個人中的種種素質和態(tài)度的總和 它建立了一種超出一切之上的觀念 那就是核電廠的安全問題由于它的重要性必須保證得到應有的重視 人員和單位在保證防護和安全這個頭等重要問題得到與其重要性相符的重視方面的素質與態(tài)度的總和 2020 2 18 32 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 核安全文化的本質 核安全文化就其表現(xiàn)而言 具有兩個主要部分 一是單位的工作體制 另一個是個人的態(tài)度和響應 核安全文化的實質是建立一套科學而嚴密的規(guī)章制度和組織體系 培養(yǎng)全體員工遵章守紀的自覺性和良好的工作習慣 在整個核電廠內營造人人自覺關注安全的氛圍 2020 2 18 33 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 核安全文化的特征 個人認識 每個人對安全重要性的認識 知識和能力 通過對工作人員的培訓 教育以及自學而獲得 承諾 要求高級管理階層用行動體現(xiàn)出把安全置于絕對優(yōu)先的地位 并要求安全的共同目標被每個人所接受 積極性 通過引導 建立目標 獎懲制度以及人們自發(fā)的態(tài)度而產生 監(jiān)督 對工作的監(jiān)察和審查 并對人們的探索態(tài)度及時響應 責任制 通過正式的委派 明確的分工 使每個人對各自的責任清楚了解 2020 2 18 34 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 核安全文化職責劃分 政策層 個人 管理者 自我約束機制 溝通 嚴謹?shù)姆椒?質疑的態(tài)度 職責界定 監(jiān)查 評估與比較 獎勵與懲罰 資格與培訓 安全工作安排管理 資源 管理機構 安全政策聲明 2020 2 18 35 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 個人 質疑的工作態(tài)度 我了解這項工作嗎 我的責任是什么 它們和安全的關系如何 我具備完成任務的技能嗎 其他人的責任是什么 有什么異常情況 我是否需要幫助 會出什么錯 出現(xiàn)失誤會造成什么后果 應該怎樣防止失誤 萬一出現(xiàn)故障 我該怎么辦 2020 2 18 36 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 按程序辦事 對意外情況保持警惕 出現(xiàn)問題停下來思考 必要時請求幫助 追求紀律性 時間性 條理性 謹慎小心地工作 切忌貪圖省事 個人 嚴謹?shù)墓ぷ鞣椒?2020 2 18 37 壓水堆核電站基礎教程 核安全基本理論 從別人處得到有關信息 向別人提供有關信息