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核电厂设计安全


核安全法规对核电厂设计的基本安全要求。核电厂设计安全的主要要求包括:贯彻纵深防御原则、加强辐射防护、设置安全功能、提高系统和部件的可靠性、考虑人因、实行安全评价与验证等。这些要求是国际上一致公认的,已反映在各国的核安全法规中。中国的核安全法规“核电厂设计安全规定”及其导则中,也对这些要求做了规定。

纵深防御

设计必须适当地应用纵深防御原则,使核电厂系统具有多级保护和多重屏障,以防止放射性物质的失控释放,并保证可能导致重大放射性后果的失效或综合失效的发生概率极低。

纵深防御保证个别失效或差错可得到改正或补救,甚至对于极不可能发生的多重失效的综合,也能减缓对公众造成的危害。按纵深防御设计的安全系统,重点在于保持三个基本功能:控制核功率、冷却燃料元件及包容放射性物质。纵深防御措施包含事故预防及事故缓解两个方面,主要注意力放在事故预防上,并要求在各种状态下都要有缓解措施(见纵深防御原则)。

辐射防护

设计必须使对厂区人员的辐射照射,以及释放到环境的放射性物质,达到合理可行尽量低的要求。

核电厂安全设计中必须遵循辐射防护接受准则:导致高辐射剂量或放射性物质大量释放的核电厂状态的发生概率要低,而发生概率较高的状态辐射后果要小。在安全分析报告中,对于核电厂正常运行、预计运行事件和事故工况均必须满足相应的接受准则。

设置安全功能

为了使核电厂保持在正常运行状态,并保证发生假想始发事件后,能立即做出正确的响应以及事故工况后便于处理,在设计中必须系统地考虑并设置所需的安全功能。

(1)必须提供安全停堆手段,使在运行状态中和事故工况期间及事故工况后的反应堆安全停堆,并使之保持在安全停堆状态。

(2)必须提供排除余热的手段,使停堆后(包括事故工况停堆后)从堆芯排出余热。

(3)必须提供减少放射性物质释放可能性的手段,并保证在运行期间任何释放都低于规定限值,在事故工况期间低于可接受限值。

系统和部件的可靠性

设计必须保证核电厂能可靠、稳定和方便地运行,其主要目的是必须能防止和缓解事故。

为保证功能的高度可靠性,对于与质量有关的各个方面,必须予以极大关注。

凡属可行,设备必须按照适用的、经认可的标准设计,其设计必须是此前在相当使用条件下验证过的。对

所采用的标准和规范,必须加以鉴别和评价,以确定其适用性、恰当性和权威性。

为了使防止或缓解事故的安全设备高度可信,设计应达到:①多重性,各安全功能必须满足单一故障准则;②多样性设计以减少共模失效;③冗余系统应独立地触发及实物分隔布置;④设备或系统的失效应使核设施处在安全状态;⑤在可靠性设计中,计及设备停役的影响。

考虑人因

必须在各个设计阶段及运行要求的制定中,系统地考虑人机接口及人的因素。

在系统设计上,凡属可行,应考虑消除及缓解人因错误的影响,及核设施具有高度的容忍人因错误的能力。一方面使人的机智在非常环境中得到最佳发挥;另一方面能承受人的差错。系统的设计确保只有在具有足够时间进行诊断和纠正行动的情况下,才能要求操纵员作纠正故障的干预。

评价与验证

必须进行系统的安全评价和独立验证,以证实核电厂的设计满足安全要求及安全目标,最后按规定报送国家核安全监管机构审批。

设计应由一组与设计者分立的人员提供独立的验证,以研究设计是否达到安全要求及安全目标。设计者应与运行者保持密切的关系,从而了解设计的各项细节是否有效,设计是否满足运行要求,并且适合于今后采用的运行规程。当然,设计是否满足安全要求,还必须要有国家核安全监管机构的评价。


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