壓水堆核電廠安全

單元3：核電廠安全、

事故分析的兩大方法單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)失流事故冷卻劑喪失事故反應(yīng)性引入事故主泵水主管道SGTR蒸汽管道破裂事故熱阱喪失事故汽輪機(jī)跳閘旁路閥門未打開(kāi)單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)核電廠區(qū)別與常規(guī)火電廠的特殊安全問(wèn)題超功率事故，控制要求特別高。剩余發(fā)熱很強(qiáng)，需要長(zhǎng)期冷卻。放射性（運(yùn)行、停閉），需要屏蔽。產(chǎn)生大量放射性廢物，必須妥善處置。何謂核安全問(wèn)題核電站的風(fēng)險(xiǎn)事故工況下不可控的放射性核素的釋放。核安全問(wèn)題如何防止放射性核素的釋放對(duì)工作人員、居民和環(huán)境造成的放射性危害就成為核電廠區(qū)別于常規(guī)火電廠的核安全問(wèn)題。單元3；核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)安全、安全、安全！??！放射性任何情況下不能有放射性物質(zhì)泄漏放射性從理論上來(lái)說(shuō)，核電廠并非百分之一百地安全。從科學(xué)的角度看，人們能做的只是將風(fēng)險(xiǎn)降得更低。如何盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)，就構(gòu)成了核安全的目標(biāo)。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)與安全

風(fēng)險(xiǎn)：生命與財(cái)產(chǎn)損失或損傷的可能性。事件發(fā)生造成的后果事件發(fā)生的頻率數(shù)學(xué)語(yǔ)言事件發(fā)生造成的后果與事件發(fā)生的頻率的乘積單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)安全：沒(méi)有危險(xiǎn)、不受威脅、不出事故對(duì)策：安全與風(fēng)險(xiǎn)之間的權(quán)衡取舍安全目標(biāo)？如何以合理可行的手段盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)核安全定義:1.在核設(shè)施設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、及停役期間為保護(hù)工作人員、公眾和環(huán)境免受可能的放射性危害所采取的措施的總和2.實(shí)現(xiàn)正確的運(yùn)行條件，防止事故發(fā)生或減輕事故后果，從而保護(hù)工作人員（和其他現(xiàn)場(chǎng)人員）、公眾和環(huán)境免受不適當(dāng)?shù)妮椛湮：?。單?：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)核安全的總目標(biāo)輻射防護(hù)目標(biāo)技術(shù)安全目標(biāo)建立并維持一套有效的防護(hù)防御，以保護(hù)工作人員、居民及環(huán)境免受放射性危害。

突出了放射性危害。這并不意味著核電廠不存在其它的、常規(guī)電廠都會(huì)造成的比較普通的風(fēng)險(xiǎn)，如熱排放對(duì)環(huán)境的影響、事故引起的核電設(shè)備損壞所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失等。對(duì)于這些常規(guī)風(fēng)險(xiǎn)我們也需予以重視，但為了突出核電廠的特殊性，他們不包括在核安全研究的范疇內(nèi)。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)保證在所有運(yùn)行狀態(tài)下核動(dòng)力廠內(nèi)的輻射照射或由于該核動(dòng)力廠任何計(jì)劃排放放射性物質(zhì)引起的輻射照射保持低于規(guī)定限值并且合理可行盡量低，保證減輕任何事故的放射性后果。

要求：正常情況下具有一套完整的輻射防護(hù)措施事故情況下具有一套減輕事故后果的措施核安全的總目標(biāo)輻射防護(hù)目標(biāo)技術(shù)安全目標(biāo)單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)核安全的總目標(biāo)輻射防護(hù)目標(biāo)技術(shù)安全目標(biāo)有很大把握預(yù)防核電廠事故的發(fā)生；對(duì)于核電廠設(shè)計(jì)中考慮的所有事故，甚至對(duì)于那些概率極小的事故都要確保其放射性后果是小的；保證那些會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重放射性后果的嚴(yán)重事故發(fā)生的概率極低DBA，確保放射性后果小專設(shè)安全設(shè)施BDBA，確保發(fā)生概率非常低規(guī)程性措施預(yù)防事故的發(fā)生設(shè)計(jì)運(yùn)行中貫徹一系列安全原則單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)核電站安全總目標(biāo)建立并維持一套有效的防護(hù)措施，以保證電站工作人員、公眾和環(huán)境免遭放射性危害。輻射防護(hù)目標(biāo)技術(shù)安全目標(biāo)合理可行盡量低ALARA—AsLowAsReasonably-Achievable解釋性(輔助)目標(biāo)預(yù)防事故的發(fā)生，事故后果小，確保嚴(yán)重事故發(fā)生的概率非常低單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)核安全技術(shù)的內(nèi)涵保證核安全的各種技術(shù)方法的總和。包括:核安全概念，核安全理論，事故分析；安全設(shè)計(jì)，安全評(píng)審；安全管理，運(yùn)行支持技術(shù)等等。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)核安全總目標(biāo)的內(nèi)涵包括:核電站的設(shè)計(jì)，建造、調(diào)試、運(yùn)行技術(shù)；質(zhì)量保證，核電站管理；人員素質(zhì)，核安全文化等。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)核安全分析的內(nèi)容為了實(shí)現(xiàn)核安全目標(biāo)，核電廠設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行全面的安全分析，以便確定所有輻射的來(lái)源，并評(píng)估核電廠工作人員和公眾可能受到的輻射劑量，以及對(duì)環(huán)境的可能影響。核安全分析要考察以下內(nèi)容：核動(dòng)力廠所有計(jì)劃的正常運(yùn)行模式；發(fā)生預(yù)計(jì)運(yùn)行事件時(shí)核電廠的性能；設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故；可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故的事件序列。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.1核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)事故分析的方法確定論分析方法(DeterministicMethods)概率安全分析方法(PSA-ProbabilisticSafetyAnalysis)(PRA-ProbabilisticRiskAnalysis)單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.2確定論分析方法1.基本思想在同一概率水平下，選擇一組最大的可信的基準(zhǔn)事故，設(shè)計(jì)若能抵御這些基準(zhǔn)事故，必能抵御其他低于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的事故，核電站的核安全可得到確實(shí)的保證，超過(guò)基準(zhǔn)事故的事故，被認(rèn)為是不可能發(fā)生的。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法2.確定論分析方法的主要內(nèi)容確定事故發(fā)生的概率等級(jí)在每一概率等級(jí)下確定一組設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故確定核安全對(duì)策與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則針對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故進(jìn)行保護(hù)系統(tǒng)與專有安全設(shè)施設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故發(fā)生后電站響應(yīng)與核安全性評(píng)價(jià)將設(shè)計(jì)與核安全評(píng)價(jià)結(jié)論提交核安全管理部門審查單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故概念

定義：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故（DesignBasisAccidentDBA）是指在同一概率等級(jí)的所有事故中，選擇一個(gè)假想事故作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的事故。

認(rèn)為所設(shè)置的安全設(shè)施若能防范這一事故，就必能防范其他各種事故，又稱為最大可信事故（MCA，MaximumCredibleAccident）單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法4.單一故障準(zhǔn)則

定義：滿足單一故障準(zhǔn)則的設(shè)備組合，在其任何部位發(fā)生單一隨機(jī)故障時(shí)，仍能保持所賦予的功能。實(shí)際工程中，要求應(yīng)用以下原則：冗余原則多樣性原則失效原則獨(dú)立性原則單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法5.基本分析假定：2+4假設(shè)（1）被調(diào)用的安全系統(tǒng)失去部分設(shè)計(jì)能力；（2）操縱員在事故后短期內(nèi)不做任何干預(yù)。（1）事故發(fā)生時(shí)失去廠外電源；（2）最大價(jià)值一組控制棒卡在全抽出位置不能下插；（3）分析中僅考慮安全相關(guān)設(shè)備，不計(jì)非安全相關(guān)設(shè)備的緩解功能。（4）必要時(shí)考慮合并不利的外部條件。

補(bǔ)充假定：?jiǎn)卧?：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法6.確定論分析方法的不足:確定論評(píng)價(jià)方法的假設(shè)不夠準(zhǔn)確與充分確定論評(píng)價(jià)方法認(rèn)為將事故分為“可信”與“不可信”不夠科學(xué)雖然采取了一系列保守的假設(shè)，但是沒(méi)有考慮事故的疊加與人因的影響單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.3概率安全分析方法（PSA.PRA)1.確定論的兩個(gè)不確定第一將事件分為可信與不可信，認(rèn)為不可信的事件不會(huì)發(fā)生；第二認(rèn)為系統(tǒng)能抵御大的事故就可以抵御小事故。加之沒(méi)有考慮人因和小概率事件，以及看似保守假設(shè)中存在的不保守因素

事故發(fā)生概率事故的后果單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法2.概率安全分析的定義應(yīng)用概率安全風(fēng)險(xiǎn)的理論對(duì)核電廠安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法3.概率安全分析（PSA）方法初步第一選擇一組始發(fā)事件；第二研究始發(fā)事件發(fā)生后的一系列系統(tǒng)和人員響應(yīng)成功與否，建立事件樹(shù)；第三確定事件的成功判據(jù)，建立故障樹(shù)；第四研究包括始發(fā)事件在內(nèi)的各事件的發(fā)生概率；第五應(yīng)用概率風(fēng)險(xiǎn)理論，考察每個(gè)始發(fā)事件發(fā)生產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)以及總的電廠風(fēng)險(xiǎn)；第六研究各事件對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)度，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，提出改進(jìn)意見(jiàn)。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法事件樹(shù)分析確定分析的初因事件尋找、確定事故序列建立事件樹(shù)定量計(jì)算堆芯損壞概率單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法初因事件IE事件(系統(tǒng))1事件(系統(tǒng))2事故序列頻度S2F2P=P(IE)S1·S2P=P(IE)S1·F2P=P(IE)F1·S2P=P(IE)F1·F2分析前提題頭事件后果事故序列S2/s1IE10-2S1F1F2單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法管道破裂（A）PARR裂變產(chǎn)物去除系統(tǒng)（D）CI安全殼完整性（E）ECI應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)（C）EP電源（B）事故序列發(fā)生概率pi=0.11-pi≈1初因事件pA失效

pB1-pB成功

1–pC1pC11–pD1pD1pE11–pE11–pD31–pE71–pE3pE2pE3pE41–pE21–pE41–pE51–pE61–pE81–pC2pC21–pD2pD2pD31–pD4pD4pE5pE6pE7pE5pApA×

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pD4單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法1–pE1pA初因事件pA失效

pB1-pB成功

1–pC1pC11–pD1pD1pE11–pD2pD21–pE21–pE31–pE4pE2pE3pE4pA×

pE1pA×

pD1×

pE2pA×

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pC1×

pE3pA×

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pC2×

pD2

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pE4pA×

pD1pA×

pB管道破裂（A）PARR裂變產(chǎn)物去除系統(tǒng)（D）CI安全殼完整性（E）ECI應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)（C）EP電源（B）事故序列發(fā)生概率pi=0.11-pi≈1單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法故障樹(shù)分析在系統(tǒng)可靠性、安全性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中具有重要地位，既可用于定性分析又可定量分析。對(duì)于所研究系統(tǒng)的各類故障狀態(tài)或不正常工作情況統(tǒng)稱為故障事件。與故障事件對(duì)應(yīng)的是成功事件。兩者均稱為事件。故障樹(shù)是一種為研究系統(tǒng)某功能故障而建立的一種倒樹(shù)狀的邏輯因果關(guān)系圖單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法

(1)選擇頂事件。據(jù)工程實(shí)際需要選擇合理的頂事件

(2)建立故障樹(shù)

(3)故障樹(shù)的定性分析

a)故障樹(shù)的簡(jiǎn)化

b)求最小割集

(4)故障樹(shù)的定量分析

a)求頂事件的發(fā)生概率

b)重要度分析

(5)確定設(shè)計(jì)上的薄弱環(huán)節(jié)（找出問(wèn)題所在）

(6)采取措施，提高產(chǎn)品的可靠性和安全性步驟：?jiǎn)卧?：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法建立故障樹(shù)：?jiǎn)卧?：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法故障樹(shù)的定性分析求最小割集。研究最小割集可以找出故障樹(shù)的薄弱環(huán)節(jié)割集是故障樹(shù)的若干底事件的集合，如果這些底事件都發(fā)生,則頂事件必然發(fā)生最小割集是底事件數(shù)目不能再減少的割集，即在最小割集中任意去掉一個(gè)底事件之后，剩下的底事件集合就不是割集一個(gè)最小割集代表引起故障樹(shù)頂事件發(fā)生的一種故障模式單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法求最小割集的方法—下行法根據(jù)故障樹(shù)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，從頂事件開(kāi)始，逐級(jí)向下尋查：遇到與門就將其輸入事件排在同一行（只增加割集階數(shù)，不增加割集個(gè)數(shù)）遇到或門就將其輸入事件各自排成一行（只增加割集個(gè)數(shù)，不增加割集階數(shù)）這樣直到全部換成底事件為止，這樣得到的割集再通過(guò)兩兩比較，劃去那些非最小割集，剩下即為故障樹(shù)的全部最小割集。

單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法求最小割集的方法—上行法從故障樹(shù)的底事件開(kāi)始，自下而上逐層地進(jìn)行事件集合運(yùn)算：將“或門”輸出事件用輸入事件的并（布爾和）代替將“與門”輸出事件用輸入事件的交（布爾積）代替在逐層代入過(guò)程中，按照布爾代數(shù)吸收律和等冪律來(lái)化簡(jiǎn)，最后將頂事件表示成底事件積之和的最簡(jiǎn)式。其中每一積項(xiàng)對(duì)應(yīng)于故障樹(shù)的一個(gè)最小割集，全部積項(xiàng)即是故障樹(shù)的所有最小割集。單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法

仍以上述故障樹(shù)為例，用上行法求最小割集。故障樹(shù)的最下一級(jí)為：往上一級(jí)為：?jiǎn)卧?：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法再往上一級(jí)為：最上一級(jí)為：

上式共有7個(gè)積項(xiàng)，因此得到7個(gè)最小割集：?jiǎn)卧?：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法利用結(jié)構(gòu)函數(shù)計(jì)算事件發(fā)生的概率

隨機(jī)變量的期望值：已知n個(gè)事件組成的故障樹(shù)，其結(jié)構(gòu)函數(shù)為則頂事件T發(fā)生的概率（不可靠度）為

單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法利用最小割集計(jì)算事件發(fā)生的概率若已知故障樹(shù)所有最小割集（MCS）為及底事件發(fā)生的概率，則頂事件T發(fā)生的概率（不可靠度）為：?jiǎn)卧?：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法之間不相容時(shí)：之間相容時(shí)：?jiǎn)卧?：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法化相交和為不相交和的方法直接化法單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法

b.遞推化法單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法重要度分析（1）概率重要度單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法（2）關(guān)鍵重要度單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法

（3）結(jié)構(gòu)重要度單元3：核電廠安全標(biāo)準(zhǔn)，事故分析的兩大方法4.核電廠PSA分析三個(gè)不同級(jí)別的研究范圍Level1：關(guān)注系統(tǒng)與設(shè)備的可靠性，主要任務(wù)是確定始發(fā)事件，進(jìn)行事件序列分析和系統(tǒng)分