国核安发〔2021〕115号 核动力厂确定论安全分析 2021年.pdf

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  • 设始发事件和事故序列的识别、

    3.1.1本导则确定论安全分析中考虑的核动力厂状态包括: (1)正常运行; (2)预计运行事件; (3)设计基准事故: (4)设计扩展工况,包括没有造成堆芯明显损伤的工况和 堆芯熔化(严重事故)工况。 3.1.2确定论安全分析应涵盖核动力厂所有假设始发事件, 这些始发事件源于核动力厂的任何部分,由于事件本身或叠加其 也可能的失效(如保护系统和控制系统以及相关安全功能),可 能导致放射性物质释放到环境。这些始发事件导致的放射性物质 释放可能源自反应堆堆芯,也可能是其他相关来源(如核动力厂 内贮存的燃料元件、放射性物质处理系统等)。 3.1.3对于给定厂址,如果有多个机组、乏燃料贮存单元或 其他可能的放射性释放源,应考虑单一事件引起若于或所有机

    核动力厂确定论安全分析

    组、之燃料贮存单元或其他放射性释放源同时发生始发事件的可 能性。 3.1.4确定论安全分析应涵盖核动力厂所有正常运行模式下 可能发生的假设始发事件。在始发事件发生前,初始条件应假设 正常运行的设备处于稳定状态。 3.1.5应考虑每个停堆模式(包括换料和维修)的电厂配置。 对于这些模式,应考虑停堆期间可能发生的导致风险上升的故障 或其他因素,例如: (1)某些安全系统不能自动或手动启动; (2)自动系统功能丧失; (3)设备处于维修期间: (4)一回路冷却剂装量较少(某些模式下二回路装量较少); (5)仪表关闭或不工作,导致无法测量) (6)一回路处于开口状态; (7)安全壳处于开口状态。 3.1.6对于乏燃料水池相关的假设始发事件,应考虑与燃料 操作和贮存相关的特定运行模式。 3.1.7如果核动力厂运行模式的持续时间很短,且定量分析 表明在此期间发生的假设始发事件对总风险(包括可能导致早期 放射性释放或大量放射性释放的风险)的贡献可以忽略,则确定 论安全分析中可以不考虑这些假设始发事件。然而,仍然需要根 据具体情况通过合适的程序或措施来预防或缓解这些事件

    螺丝标准核动力厂确定论安全分析

    3.2.1确定论安全分析应包括正常运行分析。一般来说,止 常运行包括如下运行工况: (1)从停堆状态的正常启堆,达到临界和达到额定功率; (2)功率运行,包括额定功率和低功率运行: (3)反应堆功率变化,包括负荷跟踪模式,以及低功率运 行一段时间后重返额定功率(如果适用); (4)功率运行时反应堆停堆: (5)热停堆; (6)冷却过程; (7)冷停堆; (8)停堆期间换料或不停堆换料(如果适用); (9)换料或维修停堆模式下,一回路或安全壳处于开口状 态; (10)之燃料池正常运行模式; (11)燃料贮存和操作。 3.2.2在核动力厂正常运行期间,还应考虑由于运行模式或 功率输出的变化导致的核动力厂主要参数的变化。对于止常运行 期间发生的瞬态,分析的主要自的是论证核动力参数可以维持 在规定的运行限值和条件范围内

    3.3.1应基于核动力厂特定的假设始发事件清单来预测非正 常运行条件(包括:预计运行事件、设计基准事故和设计扩展工 况)下的核动力厂行为,对于特定事故序列可能叠加额外的设备

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    故障或人员差错。 3.3.2应提供一套全面的假设始发事件清单,确保对核动力 厂行为分析尽可能完整,以在设计中考虑所有可预见的具有严重 后果的事件和发生频率高的事件。 3.3.3假设始发事件清单应考虑运行经验反馈,包括可利用 的相关数据、实际核动力厂或类似核动力厂的运行经验。 3.3.4假设始发事件应涵盖所有可信的失效,包括: (1)核动力厂的构筑物、系统和设备失效(或部分失效) 包括可能的误触发; (2)操纵员失误导致的失效,包括有缺陷或不完整的维修 操作,以及控制设备限值错误设置或操纵员错误操作: 3.3.5对核动力厂响应进行分析时,应将继发效应视为假设 始发事件的一部分。这些继发效应包括: (1)如果电力系统故障是始发事件的继发效应,那么在预 计运行事件、设计基准事故或设计扩展工况分析时应假设该电力 系统供电的所有设备不可用; (2)如果始发事件是一个释能事件,例如承压系统故障导 致热水释放或管道用击,那么在预计运行事件、设计基准事故和 设计扩展工况分析时应考虑潜在的可能受该事件影响的设备失 效; (3)对于内部危险(如火灾或水淹)或外部危险(如地震 引起的故障,假设始发事件应包括所有相关设备失效。这些相关 设备是指设计上既不具备抵御上述事件的影响,也没有采取保护 措施免受上述事件影响的设备。 10一

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    3.3.6确定论安全分析中,除始发故障和继发故障外,还从 呆守角度(如设计基准事故中的单一故障准则)或纵深防御角度 (如共因失效)假设其他故障。应区分上述故障与假设始发事件 本身或继发的故障。此外,为了减少分析数量,分析时可增加 些故障来包络一组类似事件。 3.3.7确定论安全分析中,假设始发事件只需包括直接挑战 安全功能并最终威胁放射性屏障完整性的故障,包括始发的或继 发的故障。因此,内部或外部危险(自然的或人为的)本身不作 为确定论安全分析的假设始发事件。但是,应考虑这些危险的载 荷的影响,包括这些危险引起的多重故障,它们是假设始发事件 的潜在诱因。 3.3.8如果由工程判断、确定论安全分析和概率论安全分析 的结果表明事件组合将可能导致预计运行事件或事故工况,则必 须主要根据其发生的可能性,将这些事件组合纳入设计基准事故 或设计扩展工况。 3.3.9必须在工程判断、确定论和概率论评价相结合的基础 上系统性地识别假设始发事件。包括通过结构化的方法识别假设 始发事件,例如: (1)采用危险影响评估和系统可运行性影响分析、故障模 式和影响分析、工程判断和主逻辑图等分析方法; (2)与类似核动力厂安全分析中假设的始发事件清单进行 比较; (3)分析类似核动力厂的运行经验数据:

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    (4)采用概率安全分析的结果和见解。 3.3.10某些极限故障在确定论安全分析中通常作为设计基 准事故考虑(例如:大破口丧失冷却剂事故,主蒸汽或主给水管 道破裂事故,压水堆弹棒事故)。它们是反应堆必须抵御的代表 性事故。 3.3.11如果支持系统发生的故障影响核动力厂正常运行,并 最终要求触发反应堆保护系统或安全系统,也应考虑为假设始发 事件。 3.3.12在设计和安全评价过程中应审查假设始发事件清单, 并且在设计和安全评价中进行送代。在整个核动力厂寿期内也应 定期审查假设始发事件(例如作为核动力厂定期安全评价的一部 分),以确保它们仍然有效

    3.4预计运行事件和设计基准事故假设始发事件的识另

    3.4.1结合事件后的物理进程,应将假设始发事件划分为若 十具有代表性的事件序列组。每个组内的事件序列对安全功能和 屏障带来相似的挑战,并且需要相似的缓解系统使核动力厂达到 安全状态。因此,某个具有代表性的事件序列可以包络所有同类 事件,在处理事件序列组时通常是指该代表性的事件序列。也可 以根据发生频率对这些事件序列组进行分类。该方法允许组内所 有假设始发事件采用相同的验收准则、初始条件、假设条件和分 析方法。例如,一般情况下,“停运一台主给水泵”,“停运所有 主给水泵”和“可隔离的主给水系统管道破裂”这些假设始发事件 都被分组到“丧失主给水"这一代表性的事件序列

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    核动力厂确定论安全分析

    组内假设始发事件最大发生频率进行分类。在确定假设始发事件 频率范围时,应采用合适的方法进行核实。 3.4.6根据事件类型,预计运行事件应包括下列典型的假设 始发事件(下列事件主要用于示例,实际清单与反应堆类型和实 际设计有关): (1)反应堆冷却剂系统排热增加:蒸汽释放阀误升启,压 力控制故障导致蒸汽流量增加,给水系统故障导致排热能力增 加,余热排出系统误投入; (2)反应堆冷却剂系统排热减少:给水泵停运,各种原因 (控制故障、主蒸汽阀关闭、汽机停机、丧失外电负荷和其他列 电网扰动、失电、丧失冷凝器真空)引起的蒸汽流量下降: (3)反应堆冷却剂系统流量增加:一台停运的冷却剂泵启 动; (4)反应堆冷却剂系统流量减少:一台或多台冷却剂泵停 运,一条主冷却剂环路误隔离(如果适用); (5)堆芯反应性和功率分布异常:控制棒组失控提升,化 学和容积控制系统故障导致的硼稀释(压水堆),燃料组件装错 位置; (6)新燃料或乏燃料贮存时反应性异常:乏燃料池硼稀释: (7)丧失慢化剂循环,慢化剂热阱能力下降或丧失(重水 堆); (8)反应堆冷剂系统装量增加:化学和容积控制系统故 障,应急堆芯冷却系统误运行;

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    (9)反应堆冷却剂系统装量减少:仪表管线故障导致的非 常小的丧失冷却剂事故; (10)乏燃料池燃料冷却能力下降或丧失:丧失场外电源: 衰变热排出系统故障,乏燃料池水泄漏; (11)反应堆冷却剂系统泄漏并可能旁通安全壳,从而导致 放射性物质释放 (12)子系统或设备泄漏导致的放射性物质释放:放射性废 物处理系统或污水系统小泄漏。 3.4.7应识别可能导致设计基准事故的假设始发事件。识别 为预计运行事件的所有假设始发事件也应采用设计基准事故规 则进行分析,即证明“通过安全系统的自动响应并结合所规定的 操纵员动作”能够管理预计运行事件和设计基准事故。虽然假设 始发事件通常不包含发生频率很低的事件,但是确定频率下限时 应考虑特定反应堆的安全目标。 3.4.8根据事故类型,设计基准事故应包括下列典型假设始 发事件(下列事件主要用于示例,实际清单与反应堆类型和实际 设计有关): (1)反应堆冷却剂系统排热增加,如蒸汽管道破裂: (2)反应堆冷却剂系统排热减少,如给水管道破裂: (3)反应堆冷却剂系统流量减少,如反应堆冷却剂泵卡转 子或断轴,所有反应堆冷却剂泵停运; (4)反应性和功率分布异常,如单束控制棒失控提升,弹 棒(压水堆),非运行环路启动导致的硼稀释(压水堆);

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    (5)反应堆冷却剂系统装量减少,如各种破口谱的丧失冷 却剂事故,一回路系统卸压阀误升启,一回路向二回路泄漏: (6)乏燃料池燃料冷却能力下降或丧失,如与水池相连的 管道破裂; (7)功率运行换料期间燃料丧失冷却(重水堆); (8)丧失慢化剂循环,慢化剂热阱能力下降或丧失(重水 堆); (9)反应堆冷却剂系统、子系统、设备的泄漏并可能旁通 安全壳,从而导致放射性物质释放,如在运输过程中或贮存时: 乏燃料过热或损坏,废气或废液处理系统破口; (10)端屏蔽冷却失效(重水堆)。 3.4.9为证明根据事件发生频率对假设始发事件进行分类的 合理性,应采用概率论分析方法支持确定论安全分析。频率计算 应考虑可能发生假设始发事件的核动力厂运行状态(例如额定功 率运行或者热停堆)的时间份额。应特别注意,有可能降低屏障 完整性的瞬态的分类应与该瞬态对屏障可能的影响相一致。 3.4.10每个事件类别应选取一些极限工况(即包络情景)。 选取的极限工况应最可能挑战相关的验收准则,并且使得安全相 关设备的性能参数达到极限。为包络该组内所有可能的假设始发 事件,在包络情景范围内,多个假设始发事件可以组合,以使得 它们的后果更恶劣。安全分析需确认始发事件的分组和选取的包 络情景可接受。 3.4.11针对不同的验收准则,单个事件可以从不同角度开展 分析(如压水堆核动力厂丧失冷却剂事故,该事故应针对堆芯冷 16

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    却恶化、安全壳升压、放射性物质迁移并释放到环境等多个方面 升展分析)。 3.4.12应评价新燃料和辐照后的燃料操作期间的事故。该类 事故可能发生在安全壳内和安全壳外。 3.4.13还有其他一些假设始发事件可能导致放射性物质释 放到安全壳外,这类事件包括: (1)位于安全壳外的乏燃料水池中的燃料冷却能力降低或 丧失; (2)新燃料或乏燃料反应性增加: (3)任何处理固体、液体或气体放射性物质的辅助系统意 外排放; (4)正常运行时,用于过滤或缓解放射性物质释放的系统 或设备(如过滤器或衰变箱)失效: (5)换料或维修期间反应堆或安全壳开口状态下发生的事 故。 3.4.14预计运行事件或设计基准事故的包络工况的频率取 值应包络该组内所有假设始发事件的发生频率

    3.5识别设计扩展工况的总体考虑

    3.5.1必须在工程判断、确定论和概率论安全评价的基础上 得出一套设计扩展工况,自的是增强核动力厂应对比设计基准事 故更严重的或包含多重故障的事故的承受能力,避免不可接受的 放射性后果,以进一步改进核动力厂的安全性。设计必须考虑这 些设计扩展工况来确定额外的事故情景,并针对这类事故制定切

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    实可行的预防和缓解措施。 3.5.2应识别两类设计扩展工况: (1)没有造成堆芯明显损伤的设计扩展工况; (2)堆芯熔化的设计扩展工况,即严重事故。 这两类设计扩展工况的确定论安全分析可采用不同的接受 准则和方法,

    有造成堆芯明显损伤的设计扩展工

    3.6.1在初步选取没有造成堆芯明显损伤的设计扩护展工况 时,需考虑发生频率很低的单一始发事件或多重故障,这些工况 需满足防止堆芯损伤的接受准则。 3.6.2应得出一套确定的没有造成堆芯明显损伤的设计扩展 工况清单。相关的设计扩展工况应包括: (1)始发事件导致的工况可能超出用来缓解设计基准事故 的安全系统的能力(如压水堆核动力厂蒸汽发生器多根传热管破 裂。 (2)预计运行事件或设计基准事故叠加多重故障(如共因 失效),这些故障导致安全系统不能执行其预期功能(如丧失冷 却剂事故叠加安注失效)。支持系统失效也是导致安全系统失效 的起因之一。应通过分析任一安全系统完全失效对核动力厂的影 问来系统性识别这些序列,这些安全系统在预计运行事件或设计 基准事故(尤其是较可能发生的预计运行事件和设计基准事故) 安全分析时认为有效。

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    (3)可信的假设始发事件包含多重故障导致的执行一部分 正常运行功能的某个安全系统丧失。该情况适用于某些设计(如 在事故期间或停堆期间使用相同的排热系统)。应通过分析正常 运行所需的任一安全系统完全失效对核动力厂的影响来系统性 识别这些序列。 3.6.3设计扩展工况在很大程度上取决于具体的技术和设 计,但是,没有造成堆芯明显损伤的设计扩展工况可初步参考下 列清单,并应根据核动力厂的类型和设计进行选取: (1)通常不作为设计基准事故的发生频率很低的始发事 件: 一蒸汽发生器多根传热管破裂(压水堆,重水堆): 一主蒸汽管道破裂和继发的蒸汽发生器传热管破裂(压水 堆,重水堆)。 (2)预计运行事件或设计基准事故叠加安全系统多重故 障: 一未能紧急停堆的预期瞬态:预计运行事件叠加控制棒插 入堆芯失效; 一全厂断电:丧失场外电源叠加应急柴油发电机或备用应 急电源失效; 一丧失全部给水:丧失主给水叠加丧失全部应急给水; 一丧失冷却剂事故叠加完全丧失一类应急堆芯冷却设施 (高压或低压应急堆芯冷却系统); 一假设始发事件后维持长期稳定阶段丧失所需的安全系

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    3.7堆芯熔化设计扩展工况的识别

    3.7.1根据核动力厂安全目标,应选取一系列堆芯熔化的序 列(严重事故)开展分析,以建立用于缓解该类事故后果的安全 设施的设计基准。这些序列可代表所有堆芯熔化序列的主要物理 现象(例如:一回路压力、堆芯衰变热或安全壳状态)。 3.7.2应假设防止堆芯熔化的系统失效或无法充分发挥作

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    用,从而使得事故发展至严重事故。应在设计基准事故、设计扩 展工况以及概率安全分析中识别出的主导事故序列的基础上,考 虑额外的故障或操纵员错误响应,从而选取具有代表性的序列。 3.7.3应分析每条接受准则相对应的堆芯熔化设计扩展工况 的代表性序列,以确定极限工况(尤其是可能挑战安全壳完整性 的序列),为安全壳和缓解事故后果所需的安全设施的设计提供 输入。 3.7.4设计扩展工况在很大程度上取决于具体的技术和设 计,但是,堆芯熔化的设计扩展工况(严重事故)可初步参考下 列事故,并且应该根据核动力厂的类型和设计进行选取: (1)丧失堆芯冷却能力,比如丧失场外电叠加部分或全部 丧失厂内交流电源和/或丧失最终热阱的正常途径(具体序列与 设计有关); (2)丧失反应堆冷却剂系统的完整性,比如丧失冷却剂事 故叠加应急堆芯冷却系统失效或者超出应急堆芯冷却系统能力。 3.7.5不论设计中是否提供保护,都应在分析中假设堆芯熔 化的发生。为了防止安全壳失效,分析应论证在堆芯熔化事故工 况下不会发生高能现象(即认为该现象发生的可能性已被实际消 除)。 3.7.6应选取堆芯熔化设计扩展工况的代表性序列,以识别 亚重事故现象导致的极限的核动力厂参数。这些参数用于核动力 厂构筑物、系统和设备的确定论安全分析,以论证该严重事故序 列下放射性后果的接受值。上述序列分析应考虑环境条件,以评

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    价严重事故中使用的设备是否能够在需要时执行其功能

    3.8内部危险和外部危险导致的假设始发事件的识别

    3.8.1确定假设始发事件时需考虑相关的厂址特定内部危险 和外部危险的影响(单独或组合)。内部危险和外部危险分析与 段设始发事件(由核动力)系统单一故障或多重故障导致,或庄 对实现基本安全功能存在直接影响的操纵员失误导致)分析不 司。危险本身不作为假设始发事件,但危险产生的载荷可能会导 致这些事件。 3.8.2对于多机组址,为确定厂址特定危险导致的假设始 发事件,应考虑该危险同时影响若干或所有机组的可能性。尤其 应考虑丧失电网、丧失最终热阱的正常途径和共用设备失效的影 响。 3.8.3应采用概率论方法或工程判断方法对危险进行分析, 以论证对于每个危险符合下列条件之一: (1)由于对风险贡献可忽略,该危险可以筛除; (2)核动力厂设计足够稳健,可预防危险产生的载荷导致 始发事件; (3)危险导致的始发事件已经在设计中考虑。 3.8.4如果危险导致了始发事件,始发事件分析时应只考虑 经鉴定的或被保护不受该危险影响的构筑物、系统和设备可用

    3.9实际消除的事件序列和事故情景

    3.9.1纵深防御第四层次的安全自标是,在严重事故下仅需 要在区域和时间上采取有限的防护行动,且避免场外放射性污染

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    或将其减至最小。这要求可能导致早期放射性释放或者天量放射 性释放的事件序列被实际消除 3.9.2需实际消除的事件序列可根据具体的堆型设计来确 定,通常可包含以下几类: (1)导致堆芯快速损伤并进而引起安全壳早期失效的事 件,如: 一反应堆冷却剂系统的大型承压部件失效; 一不可控的反应性事故。 (2)导致安全壳早期失效的严重事故序列,例如: 一安全壳直接加热; 一大规模蒸汽爆炸; 一大空间可燃气体(包括氢气和一氧化碳)的爆炸。 (3)导致安全壳晚期失效的严重事故序列,例如: 一堆芯熔融物与混凝土相互作用导致的底板熔穿或安全壳 通; 一长期丧失安全壳排热 一大空间可燃气体(包括氢气和一氧化碳)的爆炸。 (4)安全壳旁通的严重事故: (5)燃料贮存池中的燃料明显损伤和不可控释放。 3.9.3实际消除的事件序列不作为确定论安全分析的一部 分,但确定论安全分析能够支持论证设计和运行特征可有效实际 消除这些事件序列

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    4确定论安全分析验收准则

    4.1.1全面负责设计过程的部门必须保证核动力厂设计满足 安全性、可靠性和质量方面的验收准则。这些准则符合相关的法 律法规和标准规范。 4.1.2确定论安全分析方法必须包括将分析结果与验收准 则、设计限值、剂量限值以及可接受限值进行比较,以满足辐射 防护要求。应通过确定论安全分析证明满足相应的验收准则。 4.1.3应为运行状态和事故工况的整个范围建立验收准则。 这些准则的目的是防止相关屏障损坏而导致放射性物质释放,从 而防止放射性释放(和后果)超出可接受限值。准则的选取应确 呆准则与丧失屏障完整性的物理限值之间有合适的裕量。 4.1.4验收准则应与工况的发生频率有关。发生频率较高的 工况(如正常运行或预计运行事件)的验收准则应比发生频率较 氏的工况(如设计基准事故或设计扩展工况)的验收准则更严格 4.1.5验收准则应在如下两个层次内确定: (1)放射性验收准则,该准则与核动力厂的运行状态或事 故工况的放射性后果相关。这些准则一般由法律和监管要求规 定,通常表述为活度水平或剂量; (2)技术验收准则,该准则与防止放射性物质释放的屏障 (如燃料芯块、燃料包壳、反应堆冷却剂系统压力边界和安全壳

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    完整性相关。该准则是由监管要求规定,或者是由设计方提出并 被监管机构认可、以在安全论证中使用的

    4.2.1放射性验收准则应表述为核动力厂工作人员、公众或 环境(如适用,应包括非人类生物)的有效剂量、当量剂量或剂 量率。与剂量相关的放射性验收准则应根据现行的安全要求确 定。 4.2.2为了将核动力厂设计特征与环境特性解耦,表述为剂 量的放射性验收准则可转换为不同放射性核素的可接受活度水 平。 4.2.3正常运行条件下的放射性验收准则一般应表述为核动 力厂工作人员和核动力厂邻近公众的有效剂量约束值,或表述为 核动力厂排放的放射性活度控制值 4.2.4为预计运行事件制定的放射性验收准则应比设计基准 事故的验收准则严格。 4.2.5设计基准事故的放射性验收准则应确保在厂内、外没 有或仅有微小的放射性后果,并且无须采取任何场外防护行动。 4.2.6设计扩展工况的放射性验收准则应确保: (1)安全壳及其安全设施必须能够承受包括堆芯熔化在内 的极端事故情景; (2)设计必须做到实际消除可能导致早期放射性释放或大 量放射性释放的核动力厂工况发生的可能性: (3)保护公众所采取的防护行动在持续时间和范围上必须

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    是有限的,并必须有足够的时间来采取这些防护行动

    4.3.1为了保证满足验收准则或接受准则,可确定一系列技 术验收准则。应根据挑战屏障完整性物理过程的主导参数来设置 技术验收准则。工程实践中一般采用与屏障完整性相关的替代参 数来建立验收准则或者验收准则的组合,以确保屏障的完整性。 在确定这些验收准则时,应包含足够的保守性,以确保距离丧失 屏障完整性仍有合适的裕量。 4.3.2在规定技术验收准则时,应根据特定的设计方案考虑 下列合适的准则: (1)燃料芯块完整性相关的准则:最高燃料温度和最大径 句平均燃料(考虑燃耗,燃料成份和添加物,如可燃毒物); (2)燃料包壳完整性相关的准则:最小偏离泡核沸腾比: 最高包壳温度,包壳最大局部氧化量; (3)反应堆堆芯整体完整性相关的准则:足够的次临界度: 包壳氧化最大产氢量,堆芯燃料元件最大损坏量,燃料组件最大 变形量(冷却、控制棒插入和移出的要求),排管式压力容器完 整性(适用于重水堆); (4)堆外燃料完整性相关的准则:足够的次临界度,有足 够的水位淹没燃料组件且有足够的热量排出能力; (5)反应堆冷却剂系统完整性相关的准则:反应堆冷却剂 系统最高压力,最高温度、压力和温度变化导致的反应堆冷却剂

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    系统压力边界应力和应变,假想的压力容器缺陷不会导致脆性断 裂或延展性失效; (6)二回路完整性相关的准则(如果相关):冷却剂最高压 力,二回路设备所承受的最大温度、压力和温度变化: (7)安全壳完整性和限制放射性释放到环境相关的准则: 最大和最小压力值及其持续时间,安全壳内外最大压差,最大释 放率,可燃或可爆气体最大浓度,运行系统可接受的工作环境 安全壳内最高温度; (8)限制放射性扩散的其他设备(如重水堆中的端屏蔽) 完整性相关的准则:最大压力、温度和升温速率。 4.3.3在停堆模式或任一屏障完整性丧失或降级情况下的假 设始发事件,在可能的情况下应采用更严格的准则(如防止在升 盖的压力容器和乏燃料水池内的冷却剂沸腾,或防止燃料组件裸 露)。 4.3.4通常,对于发生频率较高的始发事件,屏障完整性相 关的技术验收准则更加严格。对于预计运行事件,不应导致物理 屏障继发失效(燃料芯块、燃料包壳、反应堆冷却剂系统压力边 界和安全壳)或燃料损坏(如果正常运行时充许在运行限值内有 少量燃料泄漏,则不充许有更多燃料损坏)。对于设计基准事故 和不会导致堆芯明显损伤的设计扩展工况,应维持防止核动力厂 放射性物质释放的屏障完整性(4.2.5和4.2.6节)。对于堆芯熔 化的设计扩展工况,应保证安全壳的完整性,同时防止安全壳被 旁通,以确保防止早期放射性释放或大量放射性释放,

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    4.4.1应明确给出每个准则的适用范围和条件。比如,燃料 溶化温度或燃料烩升应与燃耗和可燃毒物成份相关。为了限制放 射性释放,应给出放射性物质释放的持续时间。根据条件不同: 验收准则可能变化很大。因此,在安全分析中使用验收准则时: 应给出足够详细的条件和假设。 4.4.2虽然对安全重要的工程评价在安全分析中可能没有明 确说明,但是它是安全评价的相关组成部分。构筑物、系统和设 备设计时采用的安全裕量应与它们可能必须承受的载荷不确定 性及其失效后果相当。 4.4.3应力和应变评估除了考虑所有相关的物理量外,还应 考虑由每个载荷或载荷组合造成的环境条件和适用的边界条件。 验收准则应足以表明与假定载荷相关的事件发生后,缓解其后果 必需的构筑物、系统和设备不会产生继发失效

    5确定论安全分析中保证安全裕量的通用方法

    5.1.1确定论安全分析应论证满足相关安全要求,而且重要 参数实际值与放射性屏障的失效阈值之间有合适的裕量(取决于 核动力厂状态)。应在许多方面考虑保守性,如验收准则或者物 理模型、初始条件及边界条件。 5.1.2计算机程序预测的不确定性可采用一些适当的方法隐 性地反映,也可采用包含量化不确定性的最佳估算方法来显性地 28一

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    反映。对于最极限情况(与验收准则相比裕量最小的情况)来说, 这是极为重要的。 5.1.3为了证明预计运行事件能够满足验收准则,分析时可 考虑两套互补的方法,应根据分析目的来选取相应的分析方法: 即考虑核动力厂控制及限制系统的现实方法与仅考虑安全系统 的更为保守的方法。 5.1.4必须用保守的方法来分析设计基准事故。该方法包括 在分析中假定安全系统的某些故障模式,规定设计准则,采用保 守的假设、模型和输入参数等, 5.1.5必须对核动力厂开展设计扩展工况分析。必须保证核 动力广能进入可控状态并维持安全壳功能,从而能实际消除导致 早期放射性释放或大量放射性释放的核动力厂状态发生的可能 生。相关的分析可采用最佳估算方法 5.1.6当采用最佳估算分析时,仍然需要保证距离丧失屏障 完整性有合适的裕量。应通过敏感性分析来论证可避免潜在的可 能造成早期放射性释放及大量放射性释放的陡边效应。该论证结 论在采用最佳估算方法分析设计扩展工况时特别重要,特别是对 于严重事故,其导致屏障降级从而造成早期放射性释放或大量放 射性释放的可能性较高。 5.1.7应识别对分析结果最为敏感的参数。通过对关键输入 参数系统性变化进行敏感性分析,以确定该类参数对分析结果的 影响。这些敏感性分析不但用于确定可能对系统安全带来最大挑 战的重要参数值,也用于论证实际情况下参数可预见的变化不会

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    带来陡边效应。应注意的是,当每次改变一个参数进行敏感性分 析时,由于不一定能体现多个参数同时变化时可能的补偿或累积 效应,可能会得到误导性的结果。 5.1.8基于现实原因,只能考虑对有限数量的被识别为对结 果有重要影响的参数进行敏感性分析。在给定范围内改变参数的 取值,以确定针对选定验收准则造成最小安全裕量的参数值。这 些选值将会用于安全分析,并且参数的重要性可能会随着瞬态变 化而变化。需要特别注意,不能对所选的相关的参数进行随意改 变,否则有可能会带来数据矛盾的问题(比如质量不守恒)。 5.1.9确定论安全分析中,应基于安全分析目的及核动力厂 状态,考虑与之相称的保守性。针对预计运行事件及设计基准事 故,可考虑以下两种选项中的一种,或者两者结合的方式,由此 来代替完全保守的分析方式(表1中的选项1): (1)采用最佳估算计算机程序与保守输入数据(表1中的 选项2); (2)采用最佳估算计算机程序与最佳估算输入数据(表1 中的选项3)。 在前一种情况下,结果由一系列计算得到的保守参数来表 示,这些参数是由验收准则所限定的。在后一种情况下,结果庄 计算参数的百分比或概率分布的形式来表示。 5.1.10应认真遵守规范、程序记录及用户指南,以限制使用 确定论安全分析方法时的人因影响(用户效应)。 5.1.11初始与边界条件的选取应考虑核动力厂的儿何边界 变化、燃料燃耗变化及与运行年限相关的变化(如锅炉或蒸汽发 30

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    5.2针对预计运行事件及设计基准事故的保守方法和组合方法

    5.2.1在采用保守方法或组合方法时,须在核动力)运行限 值及条件所规定的参数范围内,选择保守的初始条件和边界条 件。初始条件包括堆芯功率水平、功率分布、压力、温度和一回 路流量等;边界条件包括触发整定值、核动力厂系统(如泵与电 源)的性能、质量和能量的外部源项和损失项,以及其他在瞬态 进程中变化的参数等。系统可用性及操纵员动作的保守假设在第 6章核动力厂不同状态的确定论分析方法中讨论 5.2.2应选取的输入数据和模型假设,不仅考虑预计运行事 件及设计基准事故中的中子物理和热工水力方面,还考虑辐射方 面。特别是在向环境释放的源项分析中,须考虑下述因素: (1)燃料(堆芯或乏燃料水池)内的裂变产物与其他同位 素的总量; (2)反应堆冷却剂系统内的放射性,包括了事件发生前及 事件过程中挥发性裂变产物的释放(峰值) (3)燃料损伤(包壳泄漏)的时间进程与范围; (4)燃料释放的放射性核素的份额: (5)反应堆冷却剂系统与安全壳泄漏途径内的放射性核素 的滞留; 6)裂变产物在冷却剂汽液相间的份额分布:

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    (2)保守程度可能在事故进程中发生变化,一个假设可能 无法在整个瞬态中都保持保守; (3)某些保守假设可能导致对事件序列与时间表的预测存 在误导或不真实; (4)如果根据工程判断选择保守参数,则存在用户效应显 著的风险,即用户没有采用合理的选择,从而导致无法获得保守 的结果。 因此,针对每一条验收准则,都需要进行敏感性分析来支持 输入的保守选择。建议至少选出那些对结果特别重要的序列,进 行最佳估算结合不确定性量化分析, 5.2.6由于保守计算机程序的运用可能会掩盖某些现象的影 恂或者显著改变现象出现的前后顺序,因此,针对该类现象,义 须进行充分的敏感性分析以论证重要的事故现象没有被保守计 算机程序所掩盖。 5.2.7在保守方法中,应采用基于敏感性分析获得的核动力 厂运行寿期中最为极限的初始条件。始发事件应在与反应堆初始 条件(如核动力厂功率运行或停堆状态、功率水平、衰变热水平、 裂变产物储量、反应性条件、反应堆冷却剂系统温度、压力和水 装量)相关的最为不利的时刻发生。 5.2.8初始条件的选取应包含可能出现的最不利状态的组 合,但无需考虑不可能同时发生的初始条件。例如,极限衰变热 功率与极限峰值因子物理上不可能同时在燃料瞬态中出现。 5.2.9在保守初始条件的选择中可以不用考虑出现频率极低

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    及出现时间极短的运行状态

    5.3针对预计运行事件及设计基准事故的最佳估算加不确定性

    5.3.1采用最佳估算计算机程序并结合模型、初始条件、边 界条件及其他输入参数的不确定性,可以获得确定论安全分析中 的不确定性(尤其是预计运行事件与设计基准事故的不确定性) 为了能够获得安全分析的保守结果,应识别和评价这些不确定性 对结果的影响,以确认计算得到的上限值和下限值能够包络核动 力厂参数的真实值,并具有合适的置信度水平。 5.3.2在对不确定性进行量化之前,需要确保:分析采用的 最佳估算计算机程序经过充分确认;用户效应(比如可能选择不 恰当的值)经过合适考虑;计算平台(硬件和软件)对于结果的 影响最小化;评价不确定性的方法经过鉴定。 5.3.3为了进行稳健的“最佳估算加不确定性量化分析,有 必要对不确定性进行可靠的评价,尤其是识别并区分随机不确定 生和认知不确定性的来源。在进行不确定性分析时,应区别对待 不同来源的不确定性。最好采用计算机程序与真实数据对比的方 式来量化已知的不确定性。当然,敏感性研究、计算机程序之间 的对比以及专家判断等方式相结合也可以用于不确定性评价。搜 集与所分析事件相关的核动力厂初始及边界条件数据是评价随 机不确定性的首选方法。 5.3.4不确定性的量化应基于核动力厂状态不确定性与程序 模型不确定性的统计组合,以确保在指定的概率下,有足够多的

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    归或拟合技术也可能给出不清晰或者误导性的结果,尤其当响应 并非线性或者相关效应非常重要的时候。 5.3.9对于每个分析的事件,与计算机程序结果有关的参数 不确定性也可以基于专家判断来估算,该过程需要使用现象识别 和分级表(PIRT)。每个PIRT表都应识别最重要的现象,而模 拟这些现象的计算机程序模型适用性需要根据可用的数据进行 确认。重要的参数需要基于它们各自的概率分布进行随机的变 化,以估算总的不确定性。该流程也可以用于评估计算机程序或 者模拟某选定事件的计算工具的适用性

    5核动力厂不同状态的确定论分

    6.1.1应对核动力不同状态下的假设始发事件与事故序列 进行确定论安全分析,并应在验收准则选择、计算机程序使用、 不确定性的处理和保证安全裕量方面遵循本导则所述的通用规 则。 6.1.2在确定论安全分析中,只能采信那些满足与电厂状态 相关的要求并进行了适当的安全分级的构筑物、系统和设备,以 及完成了设计扩展工况下可用性论证的构筑物、系统和设备。 6.1.3确定论安全分析时,作出保守水平的决定时,应考虑 以下输入数据或假设: (1)计算机程序的模型; (2)核动力厂运行参数;

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    (3)控制及限制系统; (4) 能动安全系统: (5)非能动安全系统; (6) 设计扩展工况的安全设施; (7)操纵员动作。 6.1.4不同类型的失效下,影响源项的现象可能不同,因此 需要针对每种失效类型进行各自的源项分析。典型的事故类型包 括:导致冷却剂与裂变产物由堆芯释放到安全壳的丧失冷却剂事 故:旁通安全壳或者发生在安全壳外(如乏燃料水池)的事故; 维修带有放射性燃料时发生的事故;处理及贮存气相或液相放射 生废物系统的事故释放。 6.1.5对于某些假想事故,放射性核素的释放是由堆芯进入 反应堆冷却剂系统,再逐步进入安全壳内,直至放射性核素最终 释放至环境。因此,源项分析应包含预测经过该路径的放射性核 素的行为。

    6.2正常运行条件下的确定论安全分析

    6.2.1分析的特定目标 6.2.1.1正常运行条件下的确定论安全分析应采用送代过程 以支持运行限值和条件的开发,并确认其适当性。这些运行限制 条件以过程变量数值、系统要求、监督要求或试验要求等表示。 6.2.1.2正常运行条件下的确定论安全分析所用的限值与条 件(如反应堆功率及冷却剂装量),应包含所有重要的初始和边 界条件,并将在预计运行事件、设计基准事故及设计扩展工况的

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    正常运行系统,包括核动力厂控制系统。在正常运行模式有关的 瞬态中,不应触发核动力厂的其他系统。 6.2.4操纵员动作 正常运行规程中设定的操纵员动作在分析中应采信。 6.2.5分析假设与不确定性处理 6.2.5.1正常运行条件下的分析应提供核动力厂现实的行为 表征。尽管如此,应考虑系统(包括仪表、控制与机械系统)性 能的不确定性,以评价可用设备的适当性。 6.2.5.2考虑的初始条件应可以代表所有预期及批准的核动 力厂运行模式,并与运行限值和条件保持一致。使用的参数包络 值应考虑参数全部可接受的范围。 6.2.5.3当预测剂量存在不确定性时,应进行保守假设。本导 则不包括此方面的详细指导

    预计运行事件的现实性确定论安全

    6.3.1分析的特定目标 6.3.1.1对预计运行事件现实分析的主要目的是验证核动力 的运行系统(特别是控制及限制系统)可以防止预计运行事件 发展到事故状态,且核动力厂能够在预计运行事件发生后恢复到 正常运行状态。现实分析应给出核动力厂对始发事件现实的响 应。 6.3.1.2分析考虑的假设始发事件中的预计运行事件,应包括 所有在核动力厂寿期内预计会发生的事件。对于很多假设始发事 件公园标准规范范本,利用控制及限制系统结合核动力厂固有特性和操纵员动作

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    能够消除事件影响,从而不会出现反应堆紧急停堆或者安全系统 入。在这些情况下,核动力厂可以在纠正错误后恢复运行。 6.3.1.3通常,预计运行事件不应对缓解设计基准事故的安全 设施产生任何不必要的挑战。因此,分析应证明,在核动力控 制及限制系统能够依照设计运行的情况下,不需要触发安全系 统。然而,某些预计运行事件本身就需要触发安全系统。 6.3.2验收准则 6.3.2.1对预计运行事件的现实分析应旨在论证实体屏障(燃 料芯块、燃料包壳、反应堆冷却剂系统压力边界和安全壳)或者 重要的安全系统不会出现损坏。另外,还应尽可能地验证,不会 出现反应堆紧急停堆及安全系统触发。 6.3.2.2现实分析也可用来论证在控制及限制系统可用的情 况下,设计能满足特定的设计准则(比如安全阀不开启)。该设 计准则比针对预计运行事件保守分析的验收准则更严格。 6.3.2.3为了保证实体屏障不失效,通常需要在95%置信度水 平的95%概率下确保(轻水堆):堆芯任何区域不发生沸腾危机 或干滴,堆芯任何区域的燃料芯块中心部分不熔化,反应堆冷却 剂系统与主蒸汽系统的压力不会明显超过设计值。 6.3.2.4任何预计运行事件都不应导致核动力厂紧邻区域以 外的放射性影响。预计运行事件相关的放射性释放验收准则应与 正常运行下的年放射性限制准则相当,而应比设计基准事故的放 射性剂量限制更严格。可接受的有效剂量限值应与正常运行的有 效剂量限值相当。 6.3.3 系统可用性 40一

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    在预计运行事件现实分析中,任何不受假设始发事件影响的 系统都应被假设为可用。分析应主要依靠控制及限制系统,以及 核动力固有特性。 6.3.4操纵员动作 分析中应考虑正常与异常运行下操作规程所设定的操级纵员 动作。通常,当假设控制及限制系统正常运行时,在相应瞬态中 便不再需要操级员动作,否则应使用现实估算的操纵员动作时 间。 6.3.5分析假设与不确定性处理 针对预计运行事件的现实分析应采用最佳估算方法,并涵盖 确定假设始发事件时考虑的核动力厂预期初始条件。通常,针对 预计运行事件的现实分析不考虑不确定性。对于可运行性考虑 (比如核动力厂可靠性分析),可对控制及限制系统应用不确定 性处理

    玻璃标准规范范本6.4针对预计运行事件和设计基准事故的保守性确定论安全分

    6.4.1分析的特定目标 6.4.1.1必须用保守的方法来分析设计基准事故,即应采用表 选项1至选项3中的一种。现实分析不应被运用至设计基准事 故分析中。针对预计运行事件和设计基准事故的保守分析应能够 证明短期内仅依靠安全系统的自动动作,长期叠加操纵员动作, 可以使核动力厂达到安全状态,并满足以下安全条件:

    ....
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