【正文】 核電廠系統(tǒng)與部件的核安全分級(jí) 2/8/2023 1 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 第 1節(jié) 總論 目的 壓水堆核電站設(shè)計(jì)中采用了縱深防御的原則 。 從安全角度講 ， 對(duì)一個(gè)核電站應(yīng)考慮以下兩個(gè)主要問(wèn)題： (1) 它構(gòu)成了一個(gè)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(huì)造成不可控釋放 。 2/8/2023 2 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 從這個(gè)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(gè)層次 ， 即： 第一層 ， 電站的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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 目的 2/8/2023 3 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 前兩個(gè)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(guò)組成其系統(tǒng) 、 設(shè)備和部件的安全性來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。 從安全上來(lái)看 ， 組成核電站的各個(gè)系統(tǒng) 、 設(shè)備和部件對(duì)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(duì)這些系統(tǒng) 、 設(shè)備和部件進(jìn)行分級(jí) ，并對(duì)不同等級(jí)的設(shè)備和部件規(guī)定出在設(shè)計(jì) 、制造 、 材料檢驗(yàn)等方面的不同要求 。 第 1節(jié) 總論 目的 2/8/2023 4 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 《核電廠設(shè)計(jì)安全規(guī)定》在設(shè)計(jì)總準(zhǔn)則一章中針對(duì)核電廠的設(shè)計(jì)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(jí)?！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(jí)》對(duì)核電廠安全功能和部件的安全等級(jí)劃分提出了具體指導(dǎo)。 第 1節(jié) 總論 范圍 2/8/2023 5 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 該導(dǎo)則推薦了安全功能和物項(xiàng)分級(jí)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(gè)條目 )，然后再把這些條目組合成若干個(gè)等級(jí)。該導(dǎo)則在其附件 A中把流體包容部件分成了安全 4四個(gè)等級(jí)，若再加上四級(jí)以外的物項(xiàng)，則共有五個(gè)等級(jí)。但一般世界各國(guó) (如法、美 )是把流體包容部件 (或稱(chēng)核承壓設(shè)備 )分為 3個(gè)安全等級(jí) (即安全 1級(jí)、安全 2級(jí)、安全 3級(jí) )和非安全級(jí) (常規(guī)設(shè)備 )。 第 1節(jié) 總論 范圍 2/8/2023 6 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 建立或制定設(shè)備分級(jí)的目的是為了對(duì)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(jí)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(jí)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(jí)的概念和方法 2/8/2023 7 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 核電站的安全主要取決于那些保證執(zhí)行下列安全功能的設(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(zhǎng)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(jí)的概念和方法 2/8/2023 8 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 所謂設(shè)備的安全分級(jí)，就是從核電廠或核設(shè)施的設(shè)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(duì)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(jí)，這就是“設(shè)備分級(jí)”。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(jí)”和“設(shè)備鑒定”對(duì)核電站的安全是很重要的。 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 9 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 正確的設(shè)備分級(jí)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(jí)的基礎(chǔ)上，人們就可以規(guī)定它的設(shè)計(jì)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(jì)制造等級(jí) (即規(guī)范等級(jí) )、抗震等級(jí)和質(zhì)量保證等級(jí)。這就是“設(shè)備分級(jí)”的全過(guò)程。 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 10 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 在作出“設(shè)備分級(jí)”之后，為了了解這些設(shè)備是否能在整個(gè)壽期及可能的任何工況 (主要是事故工況 )下都能可靠地執(zhí)行其安全功能，必須對(duì)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(guò)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(duì)設(shè)備進(jìn)行鑒定試驗(yàn)或分析，最后對(duì)設(shè)備的鑒定評(píng)價(jià)報(bào)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(jí)的概念和方法 2/8/2023 11 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 在核電站設(shè)計(jì)中，如果某些系統(tǒng)、設(shè)備和建筑物對(duì)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(jí)級(jí)別就要越高。設(shè)計(jì)中可用兩種方法來(lái)確定與安全有關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備和建筑物的分級(jí)要求：確定論法和概率法。確定論法常對(duì)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(jí)要求。 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 12 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 分級(jí)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(lái)評(píng)價(jià)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(duì)排序方面特別有用。 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 13 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 確定論方法 一般將核電廠各承壓設(shè)備物項(xiàng)按照其所履行的安全功能分為安全 1級(jí) ， 安全 2級(jí) ，安全 3級(jí)及非安全級(jí) 。 安全 1級(jí)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(huì)引起失水事故的物項(xiàng)； 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 14 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 安全 2級(jí)是屬于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界但不屬于安全 1級(jí)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(guò)正常補(bǔ)水系統(tǒng)提供的補(bǔ)水量 )以及用于防止預(yù)計(jì)運(yùn)行事件導(dǎo)致事件工況，或發(fā)生事故可減輕事故工況后果的物項(xiàng)，如專(zhuān)設(shè)工程安全設(shè)施。 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 15 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 安全 3級(jí)是冷卻安全 2級(jí)設(shè)備，或?qū)Π踩?jí)設(shè)備運(yùn)行起支持保證作用的物項(xiàng)(冷卻、潤(rùn)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(jí)以法國(guó)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(jí)與安全功能條目之間的關(guān)系。 2/8/2023 16 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 安全級(jí) 設(shè)備舉例 壓水堆 1 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中的設(shè)備，包括： 反應(yīng)堆壓力容器、主管道和延伸至并包括第二個(gè)隔離閥的連接管線，不包括名義管徑 10mm的支管 蒸汽發(fā)生器（一次側(cè)） 泵 穩(wěn)壓器 2 反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界設(shè)備中除屬于一級(jí)安全以外的設(shè)備 2 安全注入系統(tǒng)和應(yīng)急加硼系統(tǒng) 安全殼噴淋系統(tǒng) 2 安全殼結(jié)構(gòu)和貫穿件 2 注射硼酸以控制堆芯反應(yīng)性變化和控制反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)水容量平衡的系統(tǒng) 2 蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)和延伸到并包括蒸汽管線閥門(mén)的蒸汽管線 2 余熱導(dǎo)出系統(tǒng)和安全殼內(nèi)的應(yīng)急和正常給水系統(tǒng)中延伸到并包括安全殼外的第一個(gè)隔離閥的設(shè)備 3 二級(jí)、三級(jí)安全級(jí)系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)和廢燃料水池用的冷卻系統(tǒng) 3 硼酸和化學(xué)添加劑的制備系統(tǒng) 3 安全殼外的輔助給水系統(tǒng) 3 廢物處置系統(tǒng)（內(nèi)裝待衰變的大量放射性氣體的設(shè)備） 3 處理（凈化和再生）反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的系統(tǒng) 3 一些重要的通風(fēng)系統(tǒng) 2/8/2023 17 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 概率法 采用概率法是將安全功能按其對(duì)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(shí) ， 不能執(zhí)行其安全功能的幾率 (P3)。 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 18 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 這三個(gè)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(shí)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(guò)大時(shí)，應(yīng)從設(shè)計(jì)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，為了盡量減少貯槽損壞時(shí)放射性釋放的后果，可將放射性廢液貯存在若干個(gè)小貯槽內(nèi)，而不是內(nèi)貯存在一個(gè)大貯槽內(nèi)。 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 19 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 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(guò)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(jì)來(lái)確定，即包括諸如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(jí)的概念和方法 2/8/2023 20 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 為某一設(shè)備確定的設(shè)計(jì)要求直接會(huì)影響到該設(shè)備失效的幾率 ， 即設(shè)計(jì)要求愈嚴(yán)格 ，該設(shè)備在需要時(shí)不能執(zhí)行其功能的幾率就愈小 。 因此 ， 安全等級(jí)越高 ， 其設(shè)計(jì)要求也要求高；安全等級(jí)越低 ， 設(shè)計(jì)的要求也較低 。 壓水堆核電廠的設(shè)備分級(jí)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(jí)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(jí)的概念和方法 2/8/2023 21 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) 安全等級(jí)以外的其他級(jí)別 核電廠物項(xiàng)除有其安全等級(jí)以外 ， 還有以下 3個(gè)級(jí)別 ， 即抗震類(lèi)別 、 規(guī)范等級(jí)和質(zhì)保等級(jí) 。 (1)抗震類(lèi)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(shí)對(duì)物項(xiàng)的特殊要求，按照 HAF0215(1)確定物項(xiàng)的抗震類(lèi)別。如抗震 Ⅰ 類(lèi)要求承受 OBE、 SSE載荷，抗震 Ⅱ 類(lèi)僅要求承受 OBE載荷。 第 1節(jié) 總論 1. 3 設(shè)備分級(jí)的概念和方法 2/8/2023 22 核電廠系統(tǒng)和部件的核安全分級(jí) (2)規(guī)范等級(jí) 所謂規(guī)范等級(jí)，是指為滿(mǎn)足不同安全等級(jí)的要求，采用何種設(shè)計(jì)建造規(guī)范 (標(biāo)準(zhǔn) )。如 ASME－ NB、 NC、 ND等。在確定規(guī)范等級(jí)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)建造要求時(shí)