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2019/8/512019/8/51第四章核动力厂的设计安全要求2019/8/52第一节核动力厂的安全目标一安全目标1总的核安全目标：总的核安全目标是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。总的核安全目标由辐射防护目标和技术安全目标所支持，这两个目标互相补充、相辅相成，技术措施与管理性和程序性措施一起保证对电离辐射危害的防御。2019/8/532辐射防护目标辐射防护目标是保证在所有运行状态下辐射照射或由于任何计划排放的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。3技术安全目标技术安全目标是采取一切合理可行的措施防止事故，并在一旦发生事故时减轻其后果；对于在设计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概率极低。2019/8/544核电厂定量安全目标①国际原子能机构提出的核电厂定量安全目标：1999年国际原子能机构核安全顾问组发表的报告（INSAG-12）中提出的核电厂运行安全目标是：-对已运行的核电厂：堆芯熔化概率为10-4/堆年，大量放射性释放概率为10-5/堆年.-对将来的核电厂堆芯熔化概率为10-5/堆年，大量放射性释放概率为10-6/堆年.2019/8/55②中国2002年5月，我国核安全局发表政策声明《新建核电厂设计中几个重要安全问题的技术政策》中提出新建核电厂运行的安全目标是：-堆芯溶化概率为10-5/堆年。-大量放射性释放概率为10-6/堆年。2019/8/56在2006年发表的核安全导则HAD102/17《核动力厂安全评价与验证》中提出：关于堆芯损坏的目标是：-对已有的核动力厂，每堆年10-4；-对新的核动力厂，每堆年10-5.关于放射性物质大量释放的目标是：-对已有的核动力厂，每堆年10-5；-对新的核动力厂，每堆年10-6.2019/8/57③美国1986年8月21日，美国核管制委员会（NRC)关于核电厂运行安全目标的政策声明提出了两个定性的安全目标：-核电厂运行不得对公众个人的寿命和健康带来明显的附加风险；-核电厂运行对公众的寿命和健康的社会风险低于或可与目前见到的可竞争的其他生产电力的技术相比拟。与其他社会风险相比也不会带来明显的附加。2019/8/58同时，作为对上述两个定性的安全目标的支持，又提出两个定量的安全目标：-核电厂运行对公众个人产生的平均急性死亡风险低于因其他事故产生的个人总急性死亡风险的0.1%。-核电厂运行对接近核电厂的公众产生的癌症死亡风险低于因其他原因产生的公众总癌症死亡风险的0.1%。2019/8/59二安全目标的实现安全目标要求核动力厂的设计和运行使得所有辐射照射的来源都处在严格的技术和管理措施控制之下。辐射防护目标不排除人员受到有限的照射，也不排除法规许可数量的放射性物质从处于运行状态的核动力厂向环境的排放。此种照射和排放必须受到严格控制，并且必须符合运行限值和辐射防护标准。为了实现上述安全目标，在设计核动力厂时，要进行全面的安全分析，以便确定所有照射的来源，并评估核动力厂工作人员和公众可能受到的辐射剂量，以及对环境的可能影响。此种安全分析要考察以下内容：(1)核动力厂所有计划的正常运行模式；(2)发生预计运行事件时核动力厂的性能；(3)设计基准事故；(4)可能导致严重事故的事件序列。在分析的基础上，确认工程设计抵御假设始发事件和事故的能力，验证安全系统和安全相关物项或系统的有效性，以及确定应急响应的要求。2019/8/510尽管采取措施将所有运行状态下的辐射照射控制在合理可行尽量低，并将能导致辐射来源失控事故的可能性减至最小，但仍然存在发生事故的可能性。这就需要采取措施以保证减轻放射性后果。这些措施包括：专设安全设施、营运单位制定的厂内事故处理规程以及国家和地方有关部门制定的厂外干预措施。核动力厂的安全设计适用以下原则：-能导致高辐射剂量或大量放射性释放的核动力厂状态的发生概率极低；-具有大的发生概率的核动力厂状态只有较小或者没有潜在的放射性后果。2019/8/511第二节纵深防御原则一纵深防御概念纵深防御概念贯彻于安全有关的全部活动，包括与组织、人员行为或设计有关的方面，以保证这些活动均置于重叠措施的防御之下，即使有一种故障发生，它将由适当的措施探测、补偿或纠正。在整个设计和运行中贯彻纵深防御，以便对由厂内设备故障或人员活动及厂外事件等引起的各种瞬变、预计运行事件及事故提供多层次的保护。纵深防御概念应用于核动力厂的设计，提供一系列多层次的防御（固有特性、设备及规程），用以防止事故并在未能防止事故时保证提供适当的保护。2019/8/512（1）第一层次防御的目的是防止偏离正常运行及防止系统失效。这一层次要求：按照恰当的质量水平和工程实践，例如多重性、独立性及多样性的应用，正确并保守地设计、建造、维修和运行核动力厂。为此，应十分注意选择恰当的设计规范和材料，并控制部件的制造和核动力厂的施工。能有利于减少内部灾害的可能、减轻特定假设始发事件的后果或减少事故序列之后可能的释放源项的设计措施均在这一层次的防御中起作用。还应重视涉及设计、制造、建造、在役检查、维修和试验的过程，以及进行这些活动时良好的可达性、核动力厂的运行方式和运行经验的利用等方面。整个过程是以确定核动力厂运行和维修要求的详细分析为基础。2019/8/513（2）第二层次防御的目的是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。尽管注意预防，核动力厂在其寿期内仍然可能发生某些假设始发事件。这一层次要求设置在安全分析中确定的专用系统，并制定运行规程以防止或尽量减小这些假设始发事件所造成的损害。2019/8/514（3）设置第三层次防御是基于以下假定：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。这些不大可能的事件在核动力厂设计基准中是可预计的，并且必须通过固有安全特性、故障安全设计、附加的设备和规程来控制这些事件的后果，使核动力厂在这些事件后达到稳定的、可接受的状态。这就要求设置的专设安全设施能够将核动力厂首先引导到可控制状态，然后引导到安全停堆状态，并且至少维持一道包容放射性物质的屏障。2019/8/515（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。除了事故管理规程之外，这可以由防止事故进展的补充措施与规程，以及减轻选定的严重事故后果的措施来达到。由包容提供的保护可用最佳估算方法来验证。2019/8/516（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、厂外应急响应计划。纵深防御概念应用的另一方面是在设计中设置一系列的实体屏障，以包容规定区域的放射性物质。所必需的实体屏障的数目取决于可能的内部及外部灾害和故障的可能后果。就典型的水冷反应堆而言，这些屏障可能是燃料基体、燃料包壳、反应堆冷却剂系统压力边界和安全壳。2019/8/517二．纵深防御在核动力厂的具体体现纵深防御概念必须在核动力厂设计过程中加以体现：（1）设计必须提供多重的实体屏障，防止放射性物质不受控制地释放到环境；（2）设计必须是保守的，建造必须是高质量的，从而为使核动力厂的故障和偏离正常运行减至最少并为防止事故提供了可信度；（3）设计必须利用固有特性和专设设施在发生假设始发事件期间及之后控制核动力厂的行为，即必须通过设计尽可能地使不受控制的瞬变过程减至最少甚至排除；2019/8/518（4）设计必须对核动力厂提供附加控制，这些附加控制采用安全系统的自动触发，以便在假设始发事件的早期阶段尽量减少操纵员的动作；（5）设计必须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）设计必须提供多种手段来保证实现每项基本安全功能，即控制反应性、排出热量和包容放射性物质，从而保证各道屏障的有效性和减轻任何假设始发事件的后果。2019/8/519为了贯彻纵深防御概念，核动力厂设计必须尽实际可能地防止：（1）出现影响实体屏障完整性的情况；（2）屏障在需要它发挥作用时失效；（3）一道屏障因另一道屏障的失效而失效。除极不可能的假设始发事件外，设计必须使第一层次至多第二层次防御能够阻止所有假设始发事件升级为事故工况。核动力厂设计必须考虑到这样的事实：当缺少某一层次防御时，多层次防御的存在并不是继续进行功率运行的充分条件。虽然对于除功率运行以外的各种运行模式来说，可视情况规定某些放松条件，但在功率运行下所有各层次防御都必须总是可用的。2019/8/520第三节安全管理要求一.管理职责营运单位对安全负全面责任。但是，所有从事安全重要活动的单位，都有责任保证将安全事务放在最优先的位置。设计单位必须保证核动力厂设计满足营运单位的要求，包括：-用户的标准化要求；-安全方面的最新进展；-与设计规格书和安全分析一致；-满足国家有关监管要求；-满足有效的质量保证大纲的各项要求；-正确地考虑了任何设计变更的安全性。-定期审查、监督和监查一切与安全有关的设计事务；-保证保持良好的安全文化水平。2019/8/521二设计管理核动力厂设计管理必须保证安全重要构筑物、系统和部件有合适的性能、技术规范和材料成分，使得安全功能得到执行，并使核动力厂在其整个设计寿命期间能够安全运行和具有必要的可靠性，且能防止事故的发生和把保护厂区人员、公众和环境作为首要任务。设计管理必须考虑确定论安全分析和补充性的概率论安全分析的结果，并通过合适的迭代过程以保证适当考虑防止事故的发生及减轻其后果。设计管理必须保证采用合适的设计措施以及运行与退役实践，使产生的放射性废物的活度和体积保持尽可能的小。2019/8/522三经验证的工程实践只要可能，安全重要构筑物、系统和部件就必须按照经批准的最新的或当前适用的规范和标准进行设计；其设计必须是此前在相当使用条件下验证过的；并且这些物项的选择必须与安全所要求的核动力厂可靠性目标相一致。对于用作设计准则的规范和标准必须加以鉴别和评价，以确定其适用性、恰当性和充分性，并根据需要进行补充或修改，以保证最后的质量与所需的安全功能相适应。当引入未经验证的设计或设施，或存在着偏离已有的工程实践时，必须借助适当的支持性研究计划，或通过其他相关的应用中获得的运行经验的检验，来证明其安全性是合适的。这种开发性工作必须在投入使用前经过充分的试验，并在使用中进行监测，以便验证已达到了预期效果。2019/8/523四安全评价安全评价必须成为设计过程的一部分，同时在设计和证实性分析活动之间存在迭代过程，而且随着设计计划的进展其范围不断扩大和详细程度不断提高。安全评价必须基于安全分析得到的数据、以往的运行经验、支持性研究的成果，以及经验证的工程实践。在提交国家核安全监管部门以前，营运单位必须保证由未参与相关设计的个人或团体对安全评价进行独立验证。2019/8/524五质量保证必须制定和实施描述核动力厂设计的管理、执行和评价的总体安排的质量保证大纲。这个大纲必须由每个构筑物、系统和部件的更详细计划来支持，以便始终保证设计质量。设计，包括后来的变更或安全的改进，必须按照合适的工程规范和标准所确定的程序进行，并必须体现适用的要求和设计基准。必须确定和控制设计接口。设计（包括设计手段和设计输入与输出）的恰当与否，必须由原先从事此工作的人员以外的个人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2019/8/525第四节安全功能.安全分级和设计规范一安全功能安全功能:安全系统的或其他对安全重要的物项的规定用途，例如停堆或余热导出。每一个假定始发事件都可能需要完成一个或多个安全功能。1三项基本安全功能为了保证安全，在各种运行状态下、在发生设计基准事故期间和之后，以及尽实际可能在发生所选定的超设计基准事故的事故工况下，都必须执行下列基本安全功能：（1）控制反应性；（2）排出