1-核電廠系統(tǒng)與部件的核安全分級

1、2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,1,核電廠系統(tǒng)與部件的核安全分級,,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,2,第1節(jié) 總論 1.1 目的,壓水堆核電站設(shè)計中采用了縱深防御的原則。從安全角度講，對一個核電站應(yīng)考慮以下兩個主要問題： (1) 它構(gòu)成了一個輻射源； (2) 它通常產(chǎn)生是可控的放射性釋放；在特殊情況下，如在偶發(fā)事件或事故下，會造成不可控釋放。,2024/4/1

2、,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,3,從這個觀點(diǎn)出發(fā)，核電站的安全根據(jù)縱深防御原則應(yīng)包括如下三個層次，即： 第一層，電站的設(shè)計與建造質(zhì)量要保證在正常運(yùn)行和正常瞬態(tài)運(yùn)行工況下電站不發(fā)生破壞。 第二層，安全系統(tǒng)的設(shè)計要盡可能減少非正常瞬態(tài)工況或設(shè)備故障的影響。 第三層，工程安全設(shè)施的設(shè)計要盡可能減少能導(dǎo)致放射性產(chǎn)物泄漏的假想事故的影響。,第1節(jié) 總論 1.1 目的,2

3、024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,4,前兩個層次是事故的預(yù)防，后一層次是事故的防護(hù)。 核電站的安全實(shí)際上是通過組成其系統(tǒng)、設(shè)備和部件的安全性來實(shí)現(xiàn)的。 從安全上來看，組成核電站的各個系統(tǒng)、設(shè)備和部件對安全的重要程度是不完全相同的。為此，必需根據(jù)它們所執(zhí)行的安全功能，對這些系統(tǒng)、設(shè)備和部件進(jìn)行分級，并對不同等級的設(shè)備和部件規(guī)定出在設(shè)計、制造、材料檢驗(yàn)等方面的不同要求。,第1節(jié) 總

4、論 1.1 目的,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,5,《核電廠設(shè)計安全規(guī)定》在設(shè)計總準(zhǔn)則一章中針對核電廠的設(shè)計提出了“必須明確規(guī)定構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的全部安全功能。構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件必須按其安全的重要性進(jìn)行分級?！睘榱吮阌诼男羞@一要求，安全導(dǎo)則《用于沸水堆、壓水堆和壓力管式反應(yīng)堆的安全功能和部件分級》對核電廠安全功能和部件的安全等級劃分提出了具體指導(dǎo)。,第1節(jié) 總論 1.2 范圍,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和

5、部件的核安全分級,6,該導(dǎo)則推薦了安全功能和物項(xiàng)分級的方法，即把基本安全功能按其重要性，詳細(xì)分解為多種安全功能條目(如k、d、c、等共20個條目)，然后再把這些條目組合成若干個等級。該導(dǎo)則在其附件A中把流體包容部件分成了安全1、2、3、4四個等級，若再加上四級以外的物項(xiàng)，則共有五個等級。但一般世界各國(如法、美)是把流體包容部件(或稱核承壓設(shè)備)分為3個安全等級(即安全1級、安全2級、安全3級)和非安全級(常規(guī)設(shè)備)。,第1節(jié) 總論

6、 1.2 范圍,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,7,建立或制定設(shè)備分級的目的是為了對那些核電站安全起作用的系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性和可利用率提供足夠的保證。 設(shè)備的等級是根據(jù)設(shè)備所履行的安全功能決定的，合適的設(shè)備等級應(yīng)保證：設(shè)備的質(zhì)量與設(shè)備在安全中所起的作用相適應(yīng)。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,8,核電站的安全主要取決于那些保證執(zhí)行

7、下列安全功能的設(shè)備的可靠性。這些安全功能是： (1) 反應(yīng)堆緊急停堆和維持反應(yīng)堆在安全停堆狀態(tài)； (2) 堆芯和安全殼廠房的冷卻(包括中期和長期冷卻)； 放射性物質(zhì)的封存和限制向環(huán)境的排放并控制在規(guī)定的限值之內(nèi)。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,9,所謂設(shè)備的安全分級，就是從核電廠或核設(shè)施的設(shè)

8、備中找出履行上述安全功能的設(shè)備，即所謂“與安全有關(guān)”或“對安全是重要”的設(shè)備，并按其執(zhí)行安全功能的重要性，分為不同的等級，這就是“設(shè)備分級”。其次應(yīng)證實(shí)這些設(shè)備在系統(tǒng)要求的任何可能的工況下都能可靠地執(zhí)行其安全功能，這就是所謂“設(shè)備鑒定”。由于核電站的安全在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性，因此“設(shè)備分級”和“設(shè)備鑒定”對核電站的安全是很重要的。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級

9、,10,正確的設(shè)備分級是在充分地了解核電站各系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上作出的。在訂出設(shè)備的安全等級的基礎(chǔ)上，人們就可以規(guī)定它的設(shè)計和制造要求，抗地震要求以及質(zhì)量保證要求，即制定出設(shè)備的設(shè)計制造等級(即規(guī)范等級)、抗震等級和質(zhì)量保證等級。這就是“設(shè)備分級”的全過程。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,11,在作出“設(shè)備分級”之后，為了了解這些設(shè)備是否能在整個壽期及可能的任何工況(主要是

10、事故工況)下都能可靠地執(zhí)行其安全功能，必須對設(shè)備進(jìn)行鑒定，鑒定可以用分析方法和試驗(yàn)方法或這二者的結(jié)合。其過程是，首先確定哪些設(shè)備須要用鑒定，從中找出實(shí)際作鑒定的典型設(shè)備，然后制定出鑒定的方法和程序以及鑒定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，接著對設(shè)備進(jìn)行鑒定試驗(yàn)或分析，最后對設(shè)備的鑒定評價報告進(jìn)行審查，以判定這些安全重要的設(shè)備是否真正合格，即能夠承受電站40年壽期并承受最苛刻的環(huán)境條件和地震條件。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/

11、1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,12,在核電站設(shè)計中，如果某些系統(tǒng)、設(shè)備和建筑物對安全的作用比另一些系統(tǒng)、設(shè)備和建筑物更大，那么這些系統(tǒng)的設(shè)備和建筑物的分級級別就要越高。設(shè)計中可用兩種方法來確定與安全有關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備和建筑物的分級要求：確定論法和概率法。確定論法常對那些安全有重要作用的，其損壞能導(dǎo)致嚴(yán)重放射性釋放事故的系統(tǒng)、設(shè)備和建筑物提出分級要求。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件

12、的核安全分級,13,分級要求帶有強(qiáng)制性而不需要細(xì)致地考慮損壞的幾率或?qū)p輕事故后果的影響。概率法則細(xì)致地根據(jù)需要某一安全功能起作用的幾率以及該安全功能失效的后果來評價安全重要性。概率法在確定各系統(tǒng)、設(shè)備和建筑物的安全重要性的相對排序方面特別有用。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,14,1.3.1 確定論方法 一般將核電廠各承壓設(shè)備物項(xiàng)按照其所履行的

13、安全功能分為安全1級，安全2級，安全3級及非安全級。 安全1級就是構(gòu)成反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的那些設(shè)備，其失效會引起失水事故的物項(xiàng)；,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,15,安全2級是屬于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界但不屬于安全1級的那些小設(shè)備，小管道(具體定義是：其失效引起的反應(yīng)堆冷卻劑流失不超過正常補(bǔ)水系統(tǒng)提供的補(bǔ)水量)以及用于防止預(yù)計運(yùn)行事件導(dǎo)致事件工況

14、，或發(fā)生事故可減輕事故工況后果的物項(xiàng)，如專設(shè)工程安全設(shè)施。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,16,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,安全3級是冷卻安全2級設(shè)備，或?qū)Π踩壴O(shè)備運(yùn)行起支持保證作用的物項(xiàng)(冷卻、潤滑、密封等)。如設(shè)備冷卻水系統(tǒng)，重要廠用水系統(tǒng)等。 具體分級以法國標(biāo)準(zhǔn)壓水堆核電廠為例，如下列。從中可以看出安全分級與安全功能條目

15、之間的關(guān)系。,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,17,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,18,1.3.2 概率法 采用概率法是將安全功能按其對安全的重要作用排順序，該法綜合考慮以下三點(diǎn)： (1) 該安全功能失效的后果(P1)； (2) 要求執(zhí)行該安全功能的幾率(P2)； (3) 在需要時，不能執(zhí)行其安全功能的幾率(P3)。

16、,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,19,這三個因子的乘積必須低于允許水平(P=P1×P2×P3)，即要求執(zhí)行某安全功能的幾率，在需要時不能執(zhí)行安全功能 的幾率以及該安全功能失效的后果三者的乘積應(yīng)在允許的限度內(nèi)。 當(dāng)分析表明這一乘積過大時，應(yīng)從設(shè)計和(或)管理上采取減小它的措施，可供采取的措施很多，如在廢液處理系統(tǒng)中，為了盡量減少貯

17、槽損壞時放射性釋放的后果，可將放射性廢液貯存在若干個小貯槽內(nèi)，而不是內(nèi)貯存在一個大貯槽內(nèi)。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,20,通常還采用其它各種方法，如：多重性、多樣性、廠區(qū)布置、采用經(jīng)過考驗(yàn)的設(shè)備、在役檢查以及采用合適的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等。所需的結(jié)構(gòu)完整性由設(shè)計來確定，即包括諸如結(jié)構(gòu)設(shè)計、質(zhì)量保證、制造以及水壓試驗(yàn)、役前檢查等方面。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的

18、概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,21,為某一設(shè)備確定的設(shè)計要求直接會影響到該設(shè)備失效的幾率，即設(shè)計要求愈嚴(yán)格，該設(shè)備在需要時不能執(zhí)行其功能的幾率就愈小。因此，安全等級越高，其設(shè)計要求也要求高；安全等級越低，設(shè)計的要求也較低。 壓水堆核電廠的設(shè)備分級如下述已很規(guī)范化了，用確定論方法可確定。而新堆、研究堆，其分級有很大的不確定性，則可采用概率法最終確定。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級

19、的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,22,1.3.3 安全等級以外的其他級別 核電廠物項(xiàng)除有其安全等級以外，還有以下3個級別，即抗震類別、規(guī)范等級和質(zhì)保等級。 (1)抗震類別 應(yīng)根據(jù)物項(xiàng)所執(zhí)行的安全功能和發(fā)生地震時對物項(xiàng)的特殊要求，按照HAF0215(1)確定物項(xiàng)的抗震類別。如抗震Ⅰ 類要求承受OBE、SSE載荷，抗震Ⅱ 類僅要求承受OBE載荷。,第1

20、節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,23,(2)規(guī)范等級 所謂規(guī)范等級，是指為滿足不同安全等級的要求，采用何種設(shè)計建造規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn))。如ASME－NB、NC、ND等。在確定規(guī)范等級及相應(yīng)的設(shè)計建造要求時，首先要考慮安全等級，其次還要考慮物項(xiàng)的載荷條件(壓力、溫度、載荷循環(huán)情況等)，根據(jù)GB/T16702和GB/T17569確定。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)

21、備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,24,(3)質(zhì)量保證等級 物項(xiàng)的質(zhì)量保證等級的劃分可以有兩種辦法。第一種辦法以物項(xiàng)定位，即一個物項(xiàng)唯一地賦予一個等級。第二種辦法以物項(xiàng)和活動領(lǐng)域(設(shè)計、采購、制造、建造、運(yùn)行和管理)兩者定位，這種辦法可能使同一物項(xiàng)在不同的活動階段有不同的質(zhì)量保證等級。 質(zhì)量保證等級的高低首先要依據(jù)安全等級，其次還要考慮物項(xiàng)的設(shè)計建造經(jīng)驗(yàn)，工藝成

22、熟性、運(yùn)動部件多寡、供貨史、標(biāo)準(zhǔn)化程度等多種因素。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,25,(4)分級對象的確定 在分級時，“物項(xiàng)”必須具體化。一個系統(tǒng)或一件設(shè)備可以由不同安全等級的若干部件所組成。所以在實(shí)施分級時，必須確定出能夠賦予單一等級的最小單元，以該最小單元作為分級的具體對象，最小單元可能是： ①一個系統(tǒng)或系統(tǒng)中一個區(qū)段，如壓

23、縮空氣系統(tǒng)中，支持安全功能的應(yīng)急壓縮空氣系統(tǒng)為安全3級，其余系統(tǒng)為非安全級；,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,26,② 一個組件，如燃料組件(安全級)； ③ 一件設(shè)備，如柴油發(fā)電機(jī)(安全級)， ④ 一件設(shè)備的某一部件，如反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵殼(安全1級)；泵電機(jī)（非安全級）。 ⑤ 一件設(shè)備的某

24、一個或某一類零件，如反應(yīng)堆冷卻劑泵的飛輪(安全3級)；反應(yīng)堆冷卻劑泵的支承件(安全1級)。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,27,設(shè)計單位必須按系統(tǒng)設(shè)備把安全級物項(xiàng)及其級別(類別)列在物項(xiàng)分級清單中。當(dāng)籠統(tǒng)地說某件復(fù)雜設(shè)備是某安全等級時，是指該設(shè)備有代表性的安全等級。比如反應(yīng)堆冷卻劑泵雖然包含著安全1、2、3等多個等級的部件，但有時候也說它是安全1級泵。

25、 (5)接口裝置的安全等級 不同安全等級的物項(xiàng)之間的連接應(yīng)使用接口裝置(如閥門、孔板等)。接口裝置的安全等級應(yīng)是所連接的兩個部件的安全等級的較高者。,第1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級的概念和方法,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,28,2.1.1 承壓機(jī)械設(shè)備 承壓機(jī)械設(shè)備是指核電廠工藝系統(tǒng)或安全系統(tǒng)中用于包容流體的各種容器、貯罐、管道、管道附件、熱交換器、泵、閥門等物項(xiàng)。

26、 對于承壓機(jī)械設(shè)備，安全級又分為安全1級、安全2級和安全3級；非安全級當(dāng)中又可分出NNS(S)類。 承壓機(jī)械設(shè)備主支承件的安全等級與被支承設(shè)備相同。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,29,2.1.1.1 安全1級 安全1級適用于構(gòu)成反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界，包括一回路冷卻劑管道和內(nèi)徑大于10.4mm的管道，其失效會引起

27、失水事故的物項(xiàng)。 某些部件雖然也屬于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界，但其失效引起的反應(yīng)堆冷卻劑流失不超出正常補(bǔ)水能力提供的補(bǔ)水量，這類部件可不列入安全1級。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,30,安全1級物項(xiàng)的例子有： (1)反應(yīng)堆壓力容器； ( 2)反應(yīng)堆冷卻劑管道；

28、 (3)與反應(yīng)堆冷卻劑管道相連接的內(nèi)徑大于10.4mm的管線(延伸至并包括第二個隔離閥)； (4)反應(yīng)堆冷卻劑泵屬于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的部分(如泵殼)；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,31,(5)控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)耐壓殼； (6)穩(wěn)壓器及波動管； (7)穩(wěn)壓器安全閥、卸壓閥及其與穩(wěn)壓器相連的管道；

29、 (8)蒸汽發(fā)生器一次側(cè)； (9)上述各部件的主支承件。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,32,2.1.1.2 安全2級 安全2級適用于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界內(nèi)不屬于安全1級的小口徑部件以及用于防止預(yù)計運(yùn)行事件導(dǎo)致事件工況和減輕事故工況后果的物項(xiàng)。 安全2級物項(xiàng)例子有：

30、 (1)屬于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的小直徑(DN<10.4mm)的高能管道和閥門，如儀表管線和取樣管線部分； (2)安全殼隔離系統(tǒng)的各種機(jī)械設(shè)備(如閥門)；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,33,(3)余熱排出系統(tǒng)的主要部件； (4)化容系統(tǒng)中冷卻劑上充部分(若用于堆芯應(yīng)急冷卻)；

31、 (5)安全殼噴淋系統(tǒng)的主要部件； (6)安全注射系統(tǒng)的主要部件； (7)輔助給水系統(tǒng)處于安全殼內(nèi)的部分及其安全殼貫穿件； (8)安全殼內(nèi)的蒸汽系統(tǒng)以及給水系統(tǒng)，直至并包括安全殼外的第一個隔離閥； (9)安全殼廠房，包括安全殼貫穿件； (10)安全殼氫氣控制和監(jiān)測系統(tǒng)； (11)堆芯儀表系統(tǒng)，直到并包括手動隔離閥。,

32、第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,34,2.1.1.3 安全3級 安全3級適用于反應(yīng)堆慢時標(biāo)控制所需物項(xiàng)；保證反應(yīng)堆冷卻劑以外的放射源安全所需物項(xiàng)；保證反應(yīng)堆冷卻劑裝量的某些物項(xiàng)，對安全級設(shè)備運(yùn)行起支持作用(冷卻、潤滑、液壓等)的物項(xiàng)等。 安全3級物項(xiàng)的例子有： (1)化容系統(tǒng)中為控制反應(yīng)性提供硼酸的

33、部件； (2)輔助給水系統(tǒng)處于安全殼外的部分； (3)為冷卻、潤滑安全1、2、3級設(shè)備所需部件；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,35,(4)乏燃料貯存池冷卻水系統(tǒng)中的重要部件； (5)應(yīng)急電源、水源，以及柴油機(jī)的潤滑油、燃油和冷卻水系統(tǒng)； (6)壓縮空氣系統(tǒng)向安全級物項(xiàng)供

34、氣部分(貫穿安全殼部分屬于安全2級)； (7)放射性廢物處理系統(tǒng)中其故障會導(dǎo)致放射性氣體釋放超過允許限值的部件，如廢氣衰變箱； (8)重要廠用水系統(tǒng)和設(shè)備冷卻水系統(tǒng)的管道、閥門、泵等。 (9)為控制室可居留性服務(wù)的冷凍水系統(tǒng)。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,36,2.1.1.4 非安全級

35、 非安全級適用于安全1、2、3級以外的所有承壓機(jī)械設(shè)備。 在非安全級中可以識別出NNS(S)物項(xiàng)，這類也是安全重要物項(xiàng)，但其失效不會使廠區(qū)人員或公眾所受照射超過規(guī)定限值。 NNS(S)類物項(xiàng)的例子有： (1)放射性廢物處理系統(tǒng)中不屬于安全3級但屬放射性物質(zhì)包容功能的部件，如廢液輸送管廊一直延伸到廢液固化廠房的管廊段；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等

36、級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,37,(2)防火系統(tǒng)中用于核島消防的水罐，水泵和輸水管道； (3)為已輻照的中子吸收材料(如硼化合物)的再利用、所需的貯存、輸運(yùn)和工藝處理部件； (4)其失效會影響安全級物項(xiàng)執(zhí)行功能的部件； (5)設(shè)備規(guī)格書所確定的其他有特殊要求的部件； (6)穩(wěn)壓器卸壓箱和下泄管道、安全

37、殼外第一隔離閥以后的蒸汽和水管道。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,38,2.1.1.5 安全等級的分界 兩個不同安全級別的系統(tǒng)或設(shè)備的分界一般是閥門。這些分界件的功能應(yīng)達(dá)到使較低安全等級的設(shè)備或部件的損壞不會導(dǎo)致： (1) 較高安全等級的系統(tǒng)或設(shè)備的安全功能的喪失； (2) 正常情況下需存放的

38、氣態(tài)放射性衰變氣體不可控地向環(huán)境排放。 分界面部件的等級應(yīng)采用兩者中較高的等級。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,39,常采用的分界面部件有： (1)非能動屏障(如熱交換器管子)； (2)非能動限流裝置(如下泄孔板)； (3)安全閥；

39、 (4)常開遙控閥(在2級或3級與更低級之間)； (5)兩個串聯(lián)常開遙控閥(在1級和2級之間)； (6)常閉閥(在2級或3級與更低級之間)。 (7)兩個串聯(lián)常閉閥(在1級與較低等級之間) 逆止閥可用為分界面部件。一般來說，2個逆止閥相當(dāng)于1個常開或常閉閥。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.

40、1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,40,承擔(dān)安全級界面部件的常開閥門，其關(guān)閉時間必須使所有核安全功能都能得到保障。 具體的分界為： (1)在安全1級和安全2級的設(shè)備之間： ① 1個非能動裝置(例如下泄孔板或者其上的泄漏可由上充泵補(bǔ)償?shù)男⌒筒考蛟O(shè)備)； ② 兩個能動裝置；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2

41、.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,41,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,(2)在安全2級或3級設(shè)備與較低級的設(shè)備之間： ① 一個常閉閥； ②一個常開閥，但當(dāng)它和較低安全級設(shè)備一起發(fā)生故障時，不會妨礙較高等級的系統(tǒng)的安全功能，也不會導(dǎo)致正常情況下需衰變貯存的放射性氣體不可控地向環(huán)境泄放； ③如果較低安全級的設(shè)備損壞

42、不會導(dǎo)致較高安全級設(shè)備安全功能的喪失，或不會導(dǎo)致正常情況下需衰變貯存的放射性氣體不可控地向環(huán)境泄放，就不需要任何閥門。,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,42,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,(3)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中的安全1級設(shè)備與較低級別的設(shè)備(包括2級設(shè)備)之間： ① 兩上串聯(lián)常閉閥； ② 兩個串聯(lián)常開閥； ③ 一個安全閥。

43、 (4) 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中的安全2級設(shè)備與較低級的設(shè)備之間：一個常閉閥； (5)核安全等級符號見表1。,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,43,表1 核安全等級符號,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,44,2.1.2 非承壓機(jī)械設(shè)備 非承壓機(jī)械設(shè)備劃分為安全級和非安全級兩大類。 2.1.2.1 安全級 安

44、全級適用于執(zhí)行安全功能的非承壓機(jī)械物項(xiàng)，其例子有： (1)堆內(nèi)構(gòu)件； (2)控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)(耐壓殼除外)； (3)某些具有安全功能的通風(fēng)系統(tǒng)，如燃料廠房的通風(fēng)系統(tǒng)，安全殼大氣控制系統(tǒng)，安全殼外圍通風(fēng)系統(tǒng)，控制室通風(fēng)系統(tǒng)等；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,45,(4) 所有安全級設(shè)備支承件；

45、 (5) 乏燃料裝運(yùn)和貯存設(shè)備，如裝卸料機(jī)，燃料廠房中的人橋吊。 2.1.2.2 非安全級 安全級以外的非承壓機(jī)械設(shè)備屬于非安全級； 在非安全級非承壓機(jī)械設(shè)備中亦可分出NNS(S)類物項(xiàng)。這類物項(xiàng)的例子有: (1)為保護(hù)廠區(qū)人員或安全級物項(xiàng)提供永久性屏蔽或?qū)嶓w保護(hù)的設(shè)備；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024

46、/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,46,(2)其失效可能導(dǎo)致安全級設(shè)備失效且未列入安全級的部件； (3)新燃料貯存架； (4)為排除乏燃料貯存廠房空氣中放射性物質(zhì)所需部件； 設(shè)備規(guī)格書所確定的其他有特殊要求的部件。 2.1.3 燃料組件和相關(guān)組件 燃料組件和相關(guān)組件都屬于安全級 相關(guān)組件是指控制棒組件、中

47、子源組件、可燃毒物組件和阻力塞組件。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,47,2.1.4 電氣設(shè)備 電氣設(shè)備包括電力設(shè)備、儀表和控制及其供電設(shè)備。后一類設(shè)備的詳細(xì)安全分級見GB/T15474-1995。 電氣設(shè)備劃分為安全級和非安全級兩大類。 2.1.4.1 安全級(1E級) 安全級適用于

48、在發(fā)生事故時和事故后為保護(hù)公眾所需的所有電氣設(shè)備。安全級電氣設(shè)備執(zhí)行或支持下列功能。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,48,1E級設(shè)備是執(zhí)行下列功能的設(shè)備 (1)緊急停堆； (2)反應(yīng)堆和安全殼內(nèi)熱量的排出(堆芯應(yīng)急冷卻和堆芯余熱排出)； (3)安全殼隔離； (4

49、)滯留放射性產(chǎn)物和限制放射性后果； 1E級設(shè)備包括執(zhí)行安全功能的電源、電機(jī)、閥門電機(jī)、電磁閥、儀表控制系統(tǒng)等。具體包括： (1)反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)； (2) 應(yīng)急電源(柴油發(fā)電機(jī)、蓄電池、逆變器和整流器等)；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,49,(3)緊急停堆系統(tǒng)(如功率測量、周期測量等核測量儀表和事故停堆

50、斷路器等)； (4)專設(shè)安全設(shè)施的驅(qū)動系統(tǒng)和控制線路，專設(shè)安全設(shè)施包括：堆芯危急冷卻系統(tǒng)(安注系統(tǒng)、安噴系統(tǒng))，安全殼氫氣控制系統(tǒng)，蒸汽發(fā)生器輔助給水系統(tǒng)(包括與正常給水系統(tǒng)的隔離裝置)，安全殼隔離系統(tǒng)； (5)專設(shè)安全設(shè)施的支持系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)和控制線路，專設(shè)安全設(shè)施的支持系統(tǒng)包括：設(shè)備冷卻水系統(tǒng)、工業(yè)冷卻水系統(tǒng)和某些通風(fēng)系統(tǒng)；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,20

51、24/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,50,(1)用于安全停堆或事故后仍必須運(yùn)行的那部分信息顯示系統(tǒng)的儀表設(shè)備以及事故后監(jiān)測系統(tǒng)。如安全殼事故后輻射監(jiān)測裝置，穩(wěn)壓器液位、事故后壓力監(jiān)測裝置等； (2)安全殼電氣貫穿件； (3)堆內(nèi)溫度測量裝置，壓力容器液位測量及堆芯冷卻劑過冷度測量裝置。 2.1.4.2 非安全級(非1E級) 安全級以外的電氣設(shè)備屬于非安全

52、級。對非安全級電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)區(qū)別對待，其中屬于安全重要的應(yīng)列入NNS(S)類(SR級)。NNS(S)類設(shè)備的詳細(xì)例子見參考文獻(xiàn)[11]。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,51,2.1.5 構(gòu)筑物 構(gòu)筑物劃分為安全級和非安全級兩大類。 2.1.5.1 安全級 安全級適用于包容安全級設(shè)備并提供一個放射性生物屏蔽或把放射性產(chǎn)物

53、封存的建筑物或構(gòu)筑物。它們是對安全級設(shè)備起保護(hù)作用的物項(xiàng)或作為最終熱阱的物項(xiàng)。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,52,安全級構(gòu)筑物的例子有： (1)安全殼； (2)核輔助廠房； (3)柴油發(fā)電機(jī)廠房； (4)主控制室； (5)最終熱阱，如冷卻塔； (6)取水口、濕廠址的擋水構(gòu)筑物，如海堤；

54、 (7)乏燃料貯存池。 (8)其中，安全殼按承壓設(shè)備歸入安全2級。 2.1.5.2非安全級 非安全級適用于安全級以外的所有構(gòu)筑物。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.1 安全分級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,53,2.2.1 抗震I類 抗震I類是執(zhí)行三大安全功能的設(shè)備，它們適用于： (1)損壞后會直接或間接引

55、起事故工況的物項(xiàng)，如反應(yīng)堆冷卻劑承壓邊界； (2)使反應(yīng)堆安全停堆并保持反應(yīng)堆處于安全停堆狀態(tài)以及排出余熱所需物項(xiàng)； (3)為防止放射性物質(zhì)釋放或使釋放物質(zhì)保持在國家為事故工況所規(guī)定的限值以下所需物項(xiàng)（例如安全殼）；,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級 2.2 抗震類別的劃分,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,54,所有安全級物項(xiàng)，如安全1、2、3級和非承壓安

56、全級機(jī)械設(shè)備（LS級及1E級電氣設(shè)備）均應(yīng)列為抗震I類。預(yù)期當(dāng)發(fā)生破壞、墜落、移位時可能危及安全級物項(xiàng)的非安全級設(shè)備和構(gòu)筑物亦應(yīng)列為I類，否則必須采取設(shè)計措施使之在地震時不會危及抗震I類物項(xiàng)，如將安全級物項(xiàng)移開。 抗震I類物項(xiàng)應(yīng)按SL-2地震設(shè)計，應(yīng)能承受SL-2和SL-1（見文獻(xiàn)[12]）地震動荷載，并保證在地震發(fā)生時和（或）地震后能履行安全功能。該類物項(xiàng)的實(shí)例及抗震鑒定要求見HAF.J0053。,第2節(jié) 核電廠

57、系統(tǒng)與部件的核安全等級 2.2 抗震類別的劃分,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,55,2.2.2 抗震Ⅱ類 抗震Ⅱ類適用于抗震I類以外某些非安全級但屬于安全重要的物項(xiàng)。 抗震Ⅱ類物項(xiàng)按SL-1地震動設(shè)計、抗震Ⅱ類物項(xiàng)的例子有放射性廢物廠房和坑槽、蒸殘液貯罐、濃縮液貯罐以及與其相連的管道。 2.2.3 其他抗震類 抗震I、Ⅱ類物項(xiàng)類以外的物項(xiàng)屬于其他抗震

58、類。其它抗震類物項(xiàng)可按合適的常規(guī)設(shè)備抗震規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.2 抗震類別的劃分,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,56,2.2.4 抗震I級設(shè)備的設(shè)計分類 對于機(jī)械設(shè)備可分為兩種，一種是包含有運(yùn)動部件的，稱之為能動設(shè)備，如泵、閥。其它的稱為非能動設(shè)備，如容器、管道、槽罐。 對抗震I類設(shè)備又可分為以下三類：

59、 1I類：在安全停堆地震載荷下僅要求保證其完整性的設(shè)備，沒有提出對變形的限制要求。計算中對第4類工況采用D級準(zhǔn)則校核。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.2 抗震類別的劃分,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,57,1F類：在安全停堆地震載荷下不但保持完整性還應(yīng)保持功能性要求的設(shè)備。如工程安全設(shè)施非能動部件和其支承系統(tǒng)，如它們的管道等。這里的應(yīng)力限制要求比1I類更嚴(yán)一些，以限制其變形。計算中對第4類工況采用C級準(zhǔn)則

60、校核，它用于非能動設(shè)備。 1A類：它是對于能動設(shè)備而言，是針對有可運(yùn)行能力要求的設(shè)備。用以保證其運(yùn)行部件或機(jī)構(gòu)的良好運(yùn)行功能。它的應(yīng)力限值更加嚴(yán)格，計算中對第4類工況采用B級準(zhǔn)則校核，另外還要作變形計算。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.2 抗震類別的劃分,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,58,對于機(jī)械設(shè)備，在規(guī)定了其安全等級后，應(yīng)規(guī)定設(shè)計和制造方面的要求。目前我國多采用RCC-M

61、規(guī)范等級或ASME-Ⅲ規(guī)范等級來規(guī)定這些要求，以下以RCC-M規(guī)范等級為說明： RCC-M等級設(shè)備包括：承壓設(shè)備、這些承壓設(shè)備的支承件及反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.3 設(shè)計和制造等級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,59,2.3.1 承壓設(shè)備的RCCM等級 RCCM規(guī)范將設(shè)備的設(shè)計和制造分為3個等級，即RCCM-1級、RCCM-2級、RCCM-3

62、級。它們的要求依次降低。RCC-M規(guī)范的A冊中提出了總要求，B、C、D冊分別對1、2、3級設(shè)備和部件提出在材料、設(shè)計、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)等各個階段所應(yīng)遵循的準(zhǔn)則和要求。 規(guī)范等級方法可按安全等級和運(yùn)行參數(shù)來劃分：,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.3 設(shè)計和制造等級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,60,(1)按安全功能等級 在確定設(shè)備安全等級的基礎(chǔ)上，可對設(shè)備進(jìn)行RCCM分

63、級； 安全1級設(shè)備全部選用RCCM-1級； 安全2級設(shè)備選用RCCM-2級； 安全3級設(shè)備選用RCCM-3級； 其余設(shè)備選用RCCM-3級。 (2)按運(yùn)行參數(shù)分級 考慮到設(shè)備所處的運(yùn)行參數(shù)，可以提高其RCCM等級，如圖1所示。運(yùn)行參數(shù)是指：設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、循環(huán)載荷。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.3 設(shè)

64、計和制造等級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,61,按運(yùn)行參數(shù)可把承壓設(shè)備定為RCCM-2級或-3級。 按設(shè)計的壓力和溫度分級 a) 除閥門與管道附件以外的設(shè)備，設(shè)計壓力超過50bar或設(shè)計溫度超過250℃的設(shè)備屬于RCCM-2級。設(shè)計壓力小于50bar但高于20bar，或設(shè)計溫度小于250℃，但高于110℃的設(shè)備屬于RCCM-3級，見圖1； b) 對于閥

65、門和管道附件，按公稱壓力PN（法國標(biāo)準(zhǔn)NFE29-005）或壓力—溫度額定等級值（美國標(biāo)準(zhǔn)ANSI B16-34）分級，PN>64或壓力—溫度額定等級值>400的閥門屬于RCCM-2級。PN64、40、25或額定壓力等級數(shù)為400、300的閥門屬于RCCM-3級。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.3 設(shè)計和制造等級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,62,按循環(huán)載荷分級 僅根據(jù)安

66、全功能在初步分級時屬于RCCM-3級的承壓設(shè)備，當(dāng)受到高循環(huán)載荷時定為RCCM-2級。 當(dāng)設(shè)備在規(guī)定的下述1）到3）中壓力和溫度的有效循環(huán)總數(shù)超過基準(zhǔn)循環(huán)數(shù)時，就可認(rèn)為是承受高循環(huán)載荷的設(shè)備。 10000周次被推薦為基準(zhǔn)循環(huán)數(shù)，1)+2)+3)>10000為高循環(huán)載荷。,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.3 設(shè)計和制造等級,2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,63,

67、第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.3 設(shè)計和制造等級,1) 壓力變化的有效數(shù)定義：用一定壓力幅度的變化數(shù)乘以按該幅度在表1查得的系數(shù)，隨后再對不同壓力變化所得結(jié)果求和。,,表1 壓力系數(shù),2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,64,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.3 設(shè)計和制造等級,2) 溫度波動的有效數(shù)定義：用一定幅度的溫度變化數(shù)乘以按該幅度在下表2查得的系數(shù)，隨后再對不同溫度變化所得結(jié)果求和。,表2

68、 溫度系數(shù),2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,65,第2節(jié) 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全等級2.3 設(shè)計和制造等級,如采用循環(huán)過程中的溫度的平均變化速度℃/h，還要乘以下列表3的系數(shù)，對溫度變化速度℃/h進(jìn)行修正。,表3 溫度的平均變化速度所引起的修正系數(shù),2024/4/1,核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級,66,取以下兩個溫度變化值的小值，用表2進(jìn)行計算 ① 用表2中的溫度變化值；