1主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了核電廠安全重要系統(tǒng)和部件的實(shí)體防護(hù)準(zhǔn)則,并為設(shè)計(jì)者就如何防止這類系統(tǒng)和部件受到危害提供指導(dǎo)。本標(biāo)準(zhǔn)對要求防護(hù)的系統(tǒng)和可能遭受的危害作了闡述,并給出了在什么條件下不需要防護(hù)的準(zhǔn)則。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于輕水慢化和冷卻的反應(yīng)堆(LWR)或石墨氣冷堆(HTGR)。本標(biāo)準(zhǔn)的一些原則也適用于其它堆型。本標(biāo)準(zhǔn)包括對安全重要系統(tǒng)和部件產(chǎn)生的各種危害的判別,也包括防止這類設(shè)備遭受危害的合適措施。
鑒于本標(biāo)準(zhǔn)的目的側(cè)重于提供實(shí)體防護(hù)的準(zhǔn)則,因此設(shè)計(jì)者必須通過使用其它更詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)本標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2術(shù)語
2.1安全停堆狀態(tài) safe shutdown condition
這是反應(yīng)堆的一種狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,反應(yīng)堆處于次臨界并能夠繼續(xù)維持這種次臨界。此時(shí),堆芯保持在一個(gè)可冷卻的幾何布置形狀并且以等于或大于冷卻衰變熱所需的流量帶出衰變熱,保證堆芯得到足夠的連續(xù)冷卻。
2.2安全停堆地震 safe shutdown earthquake (SSE)
它是在分析核電廠所在區(qū)域和廠區(qū)的地質(zhì)和地震條件,以及分析當(dāng)?shù)氐乇硐挛镔|(zhì)特性的基礎(chǔ)上所確定的、可能發(fā)生的最大地震。安全停堆地震通常取歷史上發(fā)生過的最大地震,再加上一個(gè)安全裕量。當(dāng)發(fā)生這種地震時(shí),安全重要的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件仍須保證履行其功能。
2.3安全重要部件 component important to safety
安全重要系統(tǒng)內(nèi)為執(zhí)行系統(tǒng)安全功能所需要的部件。
2.4安全重要系統(tǒng) system important to safety
具有下列功能的系統(tǒng)稱為安全重要系統(tǒng):
a. 有防止事件發(fā)生或減輕事件后果的能力;
b. 有使電廠達(dá)到安全停堆狀態(tài)并保持這種狀態(tài)的能力;
c. 有將廠區(qū)外輻射劑量限制在可接受限度內(nèi)的能力。
屬于這類系統(tǒng)的例子包括為完成以下功能所需要的系統(tǒng):反應(yīng)堆停堆(或保持反應(yīng)堆在停堆狀態(tài))、冷卻堆芯、限制堆芯破壞、冷卻另一安全系統(tǒng)、事故后冷卻安全殼、控制安全殼可燃物濃度或在事故中包容、控制或減少放射性物質(zhì)釋放等。安全重要系統(tǒng)僅僅包括某一系統(tǒng)中旨在完成上列某一功能的那些組成部分,或者僅僅包括出了故障就可能會(huì)妨礙完成上列某一功能的那些組成部分。
2.5單一故障 single faiture
使某個(gè)部件不能執(zhí)行其預(yù)定安全功能的隨機(jī)故障。由某個(gè)單一隨機(jī)事件引起的所有繼發(fā)性故障,均視為該故障的組成部分。所有的流體系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)都應(yīng)設(shè)計(jì)成不致發(fā)生這樣的假定單一故障,即任何一個(gè)能動(dòng)部件的單一故障或被動(dòng)部件的單一故障,都不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)喪失其履行安全功能的能力。
2.6反應(yīng)堆保護(hù) reactor protection
由專門設(shè)計(jì)的系統(tǒng)所執(zhí)行的下述功能:
a. 能自動(dòng)啟動(dòng)適當(dāng)系統(tǒng)(包括反應(yīng)性控制系統(tǒng)),以保證在發(fā)生預(yù)計(jì)運(yùn)行事件時(shí),規(guī)定的可接受的燃料設(shè)計(jì)限值不會(huì)被超過;
b. 探測事故工況并啟動(dòng)安全重要系統(tǒng)和部件。
2.7防護(hù) protection
對于某種特定事件或危害,為了限制其后果在可接受的限度內(nèi),在電廠設(shè)備的以下特性,諸如距離、方位、屏障、密閉設(shè)施、約束或加強(qiáng)等方面所進(jìn)行的專門設(shè)計(jì)。 2.8飛射物 missile
具有動(dòng)能并已離開其設(shè)計(jì)位置的物體。
2.9功能冗余部件或系統(tǒng) functionally redundant component or system 重復(fù)另一部件或系統(tǒng)的主要功能達(dá)到如下程序的一個(gè)部件或系統(tǒng),即這兩個(gè)部件或系統(tǒng)中的任何一個(gè),不管另一部件或系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)或故障狀態(tài),這一部件或系統(tǒng)仍可以執(zhí)行所要求的功能。這些部件或系統(tǒng)可以是實(shí)體上相同的(冗余),也可以是實(shí)體上不相同的(多樣)。
2.10管道甩動(dòng) pipe whip
管道斷裂后由于管內(nèi)流休的噴射反作用力所發(fā)生的管道空間運(yùn)動(dòng)。
2.11化學(xué)侵蝕 chemical attack
化學(xué)侵蝕系指象腐蝕或有毒化學(xué)流體或易燃化學(xué)流體所造成的那一類化學(xué)作用。 2.12加強(qiáng) harden
為增強(qiáng)對不利環(huán)境條件的防御能力所采取的措施。
2.13降壓事故 depressurization accident
氣冷堆一次冷卻劑的流失速率達(dá)到該堆假設(shè)的、流量限制器限定的最大可信速率時(shí)而引起的與降壓有關(guān)的事件。
2.14抗震1類結(jié)構(gòu) seismic category 1 structure
在安全停堆地震期間及以后仍能執(zhí)行其功能的結(jié)構(gòu)。
2.15可接受的損壞 acceptable damage
如果對于某類事件的防護(hù)已滿足設(shè)計(jì)安全要求,則認(rèn)為由這種事件(或幾種事件的組合)造成的損壞是可以接受的。
2.16破壞概率上限 upper probability limit for damage
用于設(shè)計(jì)考慮的概率閾值。如果某一事件的概率等于或小于破壞概率上限,則不必考慮它的后果。
2.17余熱 residual heat
停堆后反應(yīng)堆內(nèi)殘存的總熱量,包括剩余釋熱和顯熱。
2.18失水事故(冷卻劑喪失事故) loss of coolant accident (LOCA)
反應(yīng)堆一次冷卻劑流失率超過補(bǔ)給水系統(tǒng)的補(bǔ)給能力的事故。
2.19事件 event
在核電廠設(shè)計(jì)中要考慮的某種自然現(xiàn)象或某種事故。一個(gè)事件可能有與其(包括其繼發(fā)事件)相關(guān)的若干種危害。
2.20危害 hazard
在對安全重要系統(tǒng)或部件采取防護(hù)時(shí)所必須考慮的某種事件的特定后果。
3防護(hù)設(shè)計(jì)方法概述
圖1是保證電廠的設(shè)計(jì)滿足本標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)準(zhǔn)則的參考流程圖。第4章給出用于這些系統(tǒng)和部件的防護(hù)準(zhǔn)則。設(shè)計(jì)者首先要判別那些必須要考慮防護(hù)的安全重要系統(tǒng)和部件。這種判別應(yīng)當(dāng)包括與其他系統(tǒng)的運(yùn)行接口以及該系統(tǒng)、部件的冗余設(shè)施和多樣性設(shè)施。應(yīng)當(dāng)清楚地定義系統(tǒng)的邊界、該系統(tǒng)和部件與另一非安全重要系統(tǒng)和部件的直接或間接關(guān)系。 在第4章中,根據(jù)功能討論各系統(tǒng)和部件。可以用余熱排出系統(tǒng)來說明為何需要防護(hù)以及如何完成這種防護(hù),并在下列三種范圍內(nèi)討論防護(hù)準(zhǔn)則:
a. 反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界;
b. 反應(yīng)堆安全殼;
c. 安全重要系統(tǒng)。
要注意:本標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)定哪些系統(tǒng)或部件是安全重要的或什么情況下需要設(shè)置冗余設(shè)施或多樣性設(shè)施的準(zhǔn)則。為了列出新設(shè)計(jì)的電廠的安全重要系統(tǒng)和部件,設(shè)計(jì)者必須參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和本標(biāo)準(zhǔn)第4章的防護(hù)準(zhǔn)則。一旦那些安全重要系統(tǒng)和部件以及它們的冗余性和多樣性的要求確定下來,設(shè)計(jì)者就必須確定一定需要加防護(hù)的各種危害。本標(biāo)準(zhǔn)第5章列出并討論了某些這樣的危害。在對各種危害的鑒別中,設(shè)計(jì)者除了必須考慮某系統(tǒng)本身某個(gè)部分發(fā)生的事件(例如系統(tǒng)中一條管道斷裂)外,還必須考慮該系統(tǒng)的外部事件(如火災(zāi)、地震、洪水等)。
設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)用本標(biāo)準(zhǔn)作指南,研究一種進(jìn)行詳細(xì)“故障模式和后果分析”的程序。根據(jù)設(shè)計(jì)得的選擇,這種程序可以包括圖表、方陣等等的應(yīng)用。
這程序要求對各種假想事件進(jìn)行系統(tǒng)的分析,并將分析的結(jié)果用于確定所論及的事件對安全重要系統(tǒng)有什么影響。
然后設(shè)計(jì)者要估算每一種可能的危害對列出的安全重要系統(tǒng)和部件的影響,并確定其損壞程度是否可以接受。這種估算可能需要應(yīng)用其它的更為詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)。第六章在完成這種估算之后,為設(shè)計(jì)得列出了可資選擇的方案,并作出是否需要防護(hù)的結(jié)論。第七章對設(shè)計(jì)者已確認(rèn)要加防護(hù)的安全重要系統(tǒng)和部件規(guī)定了可以應(yīng)用的各種防護(hù)方法。第八章給出了有關(guān)防護(hù)方法的進(jìn)一步的指南。
估算方法應(yīng)當(dāng)具有這樣的形式,它允許根據(jù)需要使分析不斷更新,并且能為滿足各種防護(hù)要求提供設(shè)計(jì)依據(jù)的記錄。附錄B(參考件)提供了應(yīng)用舉例。
4防護(hù)準(zhǔn)則
4.1總則
為了使某一事件產(chǎn)生的危害不對安全重要系統(tǒng)和部件產(chǎn)生不可接受的損壞,必須提供防護(hù)。
4.2安全重要系統(tǒng)舉例
安全重要系統(tǒng)包括(但不限于)具有下列功能的系統(tǒng):
a. 堆芯應(yīng)急冷卻;
b. 余熱排出;
c. 安全殼隔離、排熱和易燃?xì)怏w控制;
d. 安全殼內(nèi)空氣凈化;
e. 應(yīng)急供電;
f. 反應(yīng)堆保護(hù);
g. 安全重要部件的輔助支持設(shè)施(如冷卻)
h. 保證事故后控制室的可居留性。
4.3可能要求防護(hù)的部件
為了有效地執(zhí)行4.2條列出的各種功能,執(zhí)行安全功能的系統(tǒng)(通常稱為“安全系統(tǒng)”)、為保證這些系統(tǒng)運(yùn)行所必需的輔助支持系統(tǒng)以及為了觸發(fā)或利用這些系統(tǒng)所需要的有關(guān)保護(hù)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)全都必須協(xié)同工作。為了實(shí)現(xiàn)所需的安全功能,對使各種系統(tǒng)成功運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的所有機(jī)械部件、儀表和控制部件以及電氣部件都必須提供防護(hù)。在事故期間或事故后控制期間,為了使得操作人員能采取重要手動(dòng)操作去引入或保持所要求安全功能所需的監(jiān)督設(shè)備也必須同樣地加以防護(hù)。除了對儀表進(jìn)行防護(hù)外,應(yīng)將儀表設(shè)計(jì)成能在事故和事故后保持足夠的精度,以便操作人員對于事故作出正確判斷。
4.4關(guān)于特定系統(tǒng)和部件的防護(hù)準(zhǔn)則
4.4.1反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界
必須給反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界提供防護(hù),以達(dá)到:
a. 不會(huì)由于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界以外的某一系統(tǒng)、構(gòu)筑物或部件的故障或者冷卻劑壓力邊界外的其它事件引起輕水堆失水事故或高溫氣冷堆降壓事故;
b. 本身不是失水事故或降壓事故的反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界斷裂,不會(huì)導(dǎo)致失水事故或降壓事故(例如不會(huì)發(fā)生一條壓力邊界管道故障導(dǎo)致另一條壓力邊界管道故障,以致組合的總破口導(dǎo)致失水事故);
c. 反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界管道斷裂不會(huì)使安全重要系統(tǒng)或部件(包括其支持或約束件)的功能降到小于保護(hù)堆芯以抗御設(shè)計(jì)基準(zhǔn)失水事故或降壓事故和維持安全停堆狀態(tài)所需的最低限度。如果需要,必須考慮單一故障與廠外電源喪失的并發(fā)事故。 4.4.2反應(yīng)堆安全殼
對于任何事件,必須保持反應(yīng)堆安全殼的功能(即不超過安全殼的設(shè)計(jì)泄漏率),除非能夠證明廠區(qū)外總劑量在可接受的限度內(nèi)。事件發(fā)生時(shí)用于維持反應(yīng)堆安全殼功能所必需的系統(tǒng),必須滿足4.4.3條的系統(tǒng)防護(hù)準(zhǔn)則。
4.4.3安全重要系統(tǒng)
4.4.3.1功能冗余系統(tǒng)
對于任一特定事件,可能需要運(yùn)行某些安全重要系統(tǒng)以執(zhí)行下列功能:
a. 減輕特定事件的后果;
b. 使反應(yīng)堆達(dá)到并維持在安全停堆狀態(tài);
c. 限制某一特定事件產(chǎn)生的廠區(qū)外劑量在可接受的限度內(nèi)。
對于特定事件所需要工作的那些安全重要系統(tǒng)而言,為防止該事件或減輕該事件的后果,必須就該事件對這些系統(tǒng)提供防護(hù),以便在需要系統(tǒng)發(fā)揮作用的期間保持其功能。如果需要,必須考慮單一故障和廠外電源喪失的并發(fā)事故。
作為解釋上述情況的一個(gè)例子,假定A和B是冗余安全重要系統(tǒng),并且假設(shè)其中一系統(tǒng)有一單個(gè)能動(dòng)故障。對于需要啟動(dòng)這種系統(tǒng)功能的某一事件,必須防止由于這一事件使A和B都受到危害(見?8.1.1條圖3和圖4)。這是因?yàn)閮上到y(tǒng)中的一個(gè)系統(tǒng)(A或B)單一能動(dòng)故障要求余下的系統(tǒng)去減輕該事件的后果。
對于某一特定事件不必動(dòng)作的那些安全重要系統(tǒng),不必為此事件的危害對它們提供防護(hù),除非這些系統(tǒng)故障反過來導(dǎo)致對該事件要求動(dòng)作的系統(tǒng)發(fā)生故障。 4.4.3.2非冗余安全重要部件
一個(gè)非冗余但又是安全重要的部件必須得到防護(hù),以免該部件可能受到使其喪失所需功能的那些事件的影響。
4.4.3.3含有放射性物質(zhì)的系統(tǒng)
如果該系統(tǒng)上的事件的后果可能導(dǎo)致廠外劑量超出可接受限值,必須為貯存放射性物質(zhì)的設(shè)備和放射性廢物系統(tǒng)內(nèi)貯存放射性物質(zhì)的設(shè)備提供防護(hù)。
4.4.3.4多堆電廠各機(jī)組之間共用的系統(tǒng)和部件
共同的系統(tǒng)必須滿足本標(biāo)準(zhǔn)第4章的要求。此外:
a. 一個(gè)機(jī)組上的事件不許導(dǎo)致共用安全重要系統(tǒng)的能力低于為減輕該機(jī)組的這一事件后果所需要的能力、或低于為限制這一事件造成的廠區(qū)外輻射劑量在可接受的限值內(nèi)以及使各機(jī)組達(dá)到安全停堆和保持在安全停堆狀態(tài)所需要的能力;
b. 共用系統(tǒng)內(nèi)的事件決不允許妨礙各機(jī)組安全停堆。
5電廠的各種危害
本章判別核電廠內(nèi)部或外部可能存在的某些危害。必須按第4章的要求考慮防止電廠的系統(tǒng)和部件遭受這些危害。對核電廠造成這些危害的某些事件發(fā)生在核電廠的外部(例如地震造成的振動(dòng)、潰壩造成的洪水、龍卷風(fēng)造成的雜物填塞)。凡外部事件可能發(fā)生的地方,必須對安全重要系統(tǒng)和部件提供防護(hù),避免其受到由此引起的危害的影響,對處于電廠主廠房外的安全重要系統(tǒng)和部件也必須同樣提供防護(hù)。
5.1需鑒別的各種危害
在防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的各種事件產(chǎn)生的一些危害是:
a. 飛射物; b. 壓力、壓差; c. 溫度; d. 管道甩動(dòng); e. 流體噴射; f. 火災(zāi); g. 輻射; h. 蒸汽和濕汽;
i. 化學(xué)侵蝕; j. 水淹; k. 雜物堵塞。
表1列出了某些危害和可能造成這些危害的事件的實(shí)例。
表1要考慮的各種危害的實(shí)例危害的總的考慮
在確定部件防護(hù)要求時(shí),必須對危害給出下列總的考慮:
a. 危害的來源、規(guī)模和持續(xù)時(shí)間;
b. 危害的具體方位、被防護(hù)部件的具體布置及在該區(qū)域內(nèi)構(gòu)筑物的具體形狀; c. 傳播危害到另一區(qū)域的可能性,或者該危害引發(fā)另一事件的可能性; d. 借助保護(hù)系統(tǒng)或操作人員動(dòng)作或者上述兩者結(jié)合對危害的阻止; e. 危害可能引起的二次效應(yīng),例如由于飛射物撞擊造成的散落,由于火災(zāi)控制設(shè)備起動(dòng)造成的水淹,由于流體系統(tǒng)故障或失靈造成的水淹、其它系統(tǒng)的自動(dòng)起動(dòng),或使得需要通行的地區(qū)變得不能接近。
5.3各種危害的論述
5.3.1飛射物
能夠產(chǎn)生飛射物的能源包括(但不限于):
a. 流體能; b. 機(jī)械動(dòng)能; c. 機(jī)械變形能; d. 化學(xué)能; e. 重力勢能; f. 自然現(xiàn)象能量; g. 運(yùn)輸工具能量; h. 電能。
5.3.2壓力、壓差和溫度
管道斷裂、爆炸和安全閥釋放是在密閉設(shè)施空間內(nèi)增加壓力和溫度、在密閉設(shè)施的壁或板兩側(cè)上增加壓差的事件例子。
壓力增加到足以使壁或板發(fā)生損壞就可能使得部件喪失功能。比起壓力在部件本身上的影響來,上述壓力的非直接影響通常是設(shè)計(jì)上要考慮的更為重要的因素。如果部件(例如大貯罐、通風(fēng)設(shè)備或隔膜閥操作機(jī)構(gòu))沒有設(shè)計(jì)成能承受外壓作用,外壓增加就可能使部件直接損壞。
溫度過高有使部件喪失功能的可能。在高溫下可能出故障的實(shí)例是:軸承、電纜、電動(dòng)機(jī)繞組、閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)支撐件。在計(jì)算事故溫度時(shí)可以考慮這些區(qū)域的自然熱阱。某些氣態(tài)滅火系統(tǒng)(如二氧化碳)所產(chǎn)生的溫度驟降可能對某種部件(例如蓄電池殼)產(chǎn)生熱沖擊。
管道系統(tǒng)破裂可能在部件上產(chǎn)生壓力瞬變、壓差或噴射撞擊,使該部件產(chǎn)生不可接受的損壞。此外,高能管道破裂還能產(chǎn)生不可接受的溫度效應(yīng)。
[NextPage]
5.3.3火災(zāi)
火災(zāi)是核電廠安全重要系統(tǒng)的部件可運(yùn)行性的潛在危害,是控制室可居留性的潛在危害。由于溫度升高、煙霧和缺氧,可能產(chǎn)生一種有害的環(huán)境。火災(zāi)也可能導(dǎo)致釋放有害的化學(xué)物質(zhì),可能產(chǎn)生一種不可接近的區(qū)域,它還可以擴(kuò)展成象爆炸之類的其它危害或使構(gòu)筑物的支撐失效。消防管道破裂后果(即水淹)或消防系統(tǒng)誤動(dòng)作的后果也應(yīng)考慮是一種危害。
5.3.4輻射
設(shè)計(jì)者必須把某些事件造成的輻射可能性看成電廠內(nèi)的一種危害。一些部件在執(zhí)行其功能的期間可能要求防護(hù)使其免受事故產(chǎn)生的輻射影響。
對于安裝在安全殼內(nèi)的安全重要系統(tǒng),設(shè)計(jì)者必須考慮失水事故后或降壓事故后的輻射不平。對于在安全殼外的安全重要系統(tǒng),必須考慮失水事故后或降壓事故后這1些系統(tǒng)附近的輻射水平。要考慮管道系統(tǒng)內(nèi)長期放射性流體循環(huán)的影響;還要考慮大量放射性物質(zhì)的事故釋放,若不加防護(hù)就會(huì)對控制室可居留性產(chǎn)生有害的影響。 設(shè)計(jì)者在確定系統(tǒng)性能時(shí)必須考慮事故輻射和最大正常累積輻射兩者的結(jié)合。 5.3.5蒸氣和濕汽
那些如表1所列的事件可能在安全重要的機(jī)械和電氣系統(tǒng)及部件上產(chǎn)生溫度、壓力和濕氣影響。蒸汽和濕氣的不利影響包括操作人員不可通行、凝結(jié)效應(yīng)、對電絕緣和熱絕緣的影響、降低能見度、對活性碳過濾器和通風(fēng)系統(tǒng)的影響及加速腐蝕。 5.3.6化學(xué)侵蝕
化學(xué)侵蝕可能造成設(shè)備損壞或者妨礙電廠人員去進(jìn)行必要的手動(dòng)操作而危害電廠安全重要部件的可運(yùn)行性。如果任化學(xué)侵蝕蔓延,它可以產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸或過量腐蝕。從氣體爆炸或從氣瓶或現(xiàn)場氣罐、鄰近工業(yè)設(shè)施或商用運(yùn)輸工具產(chǎn)生或釋放的化學(xué)氣體都可能有危害,這種氣體可能爆炸、有毒、易燃、多煙或兼而有之。在凡屬可能出現(xiàn)這種情況的地方,電廠工作人員可能需要防護(hù),以免受到這些危害的影響。 5.3.7水淹
水淹作為一種危害,可能是由于流體系統(tǒng)部件損壞而導(dǎo)致液體(主要是水)無控制地釋放,或由于降雨、海嘯和大水體上的颶風(fēng)等自然現(xiàn)象而造成。水淹的危害程度,以及由此對防護(hù)提出的要求取決于:
a. 液體量; b. 液體進(jìn)入和排出的速率;
c. 液體進(jìn)入和排出的方式; d. 其它系統(tǒng)的響應(yīng);
e. 所論及區(qū)域的具體布置。
涉及的水量取決于水源的大小,如果有自動(dòng)或手動(dòng)隔離動(dòng)作的話,還取決于這類動(dòng)作的后果。一般把閉合式設(shè)備冷卻水系統(tǒng)或水箱認(rèn)為是“有限”水源;而把為廠用水系統(tǒng)供水的海洋、河流或由于自然現(xiàn)象出現(xiàn)的大范圍的洪水認(rèn)為是“無限”水源。自動(dòng)或手動(dòng)隔離動(dòng)作可以是關(guān)閉流入點(diǎn)上游的隔離閥或者關(guān)閉水泵,從而除掉了導(dǎo)致水淹的動(dòng)力。
流入和排出的速率取決于流體流入和排出口(例如管徑、門洞、排泄孔等)的尺寸以及導(dǎo)致水淹的動(dòng)力(例如加壓罐的壓力、泵的揚(yáng)程和水靜壓頭)的大小。
應(yīng)注意液體流入的方式。如果液體的流入,僅僅增加液位,例如通過敞開的門洞流入,那么只考慮浸泡的危害;如果水是由于管道破裂而以噴射或蒸汽的方式進(jìn)入,那么就應(yīng)考慮將受影響區(qū)弄濕以及發(fā)生水淹的危害。
其它系統(tǒng)和(或)部件(如地坑排水泵)的響應(yīng)也會(huì)對水淹危害的程度有影響。如果流入的流量小于地坑排水泵和排泄設(shè)備的流量,并且能夠證實(shí)在事件發(fā)生的狀態(tài)下,地坑排水泵能夠發(fā)揮作用,那么就排除水淹的可能。
作為一種危害,水淹能夠產(chǎn)生許多可能導(dǎo)致安全重要系統(tǒng)和部件喪失功能的不利后果。這些后果包括(但不限于):\;a. 由于水靜壓頭使墻壁、地板和設(shè)備承受過高荷載; b. 由于水淹產(chǎn)生過高的濕度; c. 喪失流體總量和凈正吸入壓頭; d. 電氣故障; e. 腐蝕。
5.3.8雜物堵塞
碎塊堵塞被看成一種危害,它能由某一事件產(chǎn)生,它可能堵塞集水坑或堵塞為了減輕該事件后果而必需通向設(shè)備的通道。例如,管道斷裂和噴射撞擊可能使保溫層材料大量散落造成堵塞而成為危害。
6對于防護(hù)必要性的估計(jì)
首先設(shè)計(jì)者必須盡力消除或排除有關(guān)的危害,其次就是要把事件的概率降到可接受的低水平。
6.1不需要防護(hù)的準(zhǔn)則
對于第3章中所確定的每種危害,設(shè)計(jì)者必須得出如下結(jié)論之一:
6.1.1由于危害將不妨礙系統(tǒng)執(zhí)行其安全功能,或者采用不會(huì)由于這一危害而損壞的其它手段來完成該安全功能,因而不需防護(hù)。例如,如果一臺泵能潛水工作,那么就不必考慮水淹的危害。
6.1.2由于危害能被消除或減少到可接受程度,因而不需防護(hù)。例如火災(zāi)危害可以用替換可燃材料或者把易燃材料搬走的方法而消除,在密閉設(shè)施內(nèi)過高壓力可以借助于通氣孔而降到可接受的水平。
6.1.3由于對某一特定事件,并不要求系統(tǒng)動(dòng)作,因而不必對保持該系統(tǒng)功能上的冗余性作防護(hù)。
6.1.4對于廠區(qū)各機(jī)組的任何事件(或幾種事件的適當(dāng)組合),其危害發(fā)生與其不可接受后果的組合概率以每年計(jì)算等于或小于10^-7,則不需要防護(hù)。某些事件或幾種事件(和它們有關(guān)的危害)的組合,即使預(yù)計(jì)它們的概率可能少于10^-7(以每年計(jì)算),只要這些事件在歷史上發(fā)生過,就要求作為電廠安全設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件來估算。10^-7的合理性是以歷史條件為依據(jù)的。本標(biāo)準(zhǔn)中列出的這一數(shù)值和概率方法僅作為一個(gè)指南,并在用到準(zhǔn)則6.1.4時(shí)對實(shí)體防護(hù)提供一個(gè)系統(tǒng)的方法。如果要使用這種方法,設(shè)計(jì)者必須估算電廠的每一潛在事件(或各事件的組合),并證實(shí)各事件發(fā)生和使安全重要系統(tǒng)損壞的組合概率非常低,或者對安全重要系統(tǒng)的損壞是可接受的。 對于設(shè)計(jì)工況Ⅳ(嚴(yán)重事故)的事件,其不可接受的損壞后果是導(dǎo)致使公眾受到超出輻射防護(hù)允許的輻射傷害。組合概率要考慮以下各點(diǎn):
a. 所有獨(dú)立事件(或幾種事件的組合)的發(fā)生概率;
b. 電廠的所有獨(dú)立運(yùn)行工況的發(fā)生概率;
c. 一旦受到損壞,導(dǎo)致公眾遭受超出輻射防護(hù)規(guī)定限值的輻射傷害的概率。 對于設(shè)計(jì)工況Ⅳ的各事件,即超出輻射防護(hù)限值是不可接受的那些事件,對每個(gè)廠址每年計(jì)算的破壞概率上限是10^-7(將來還可能規(guī)定其它的破壞概率上限數(shù)值)。設(shè)計(jì)者必須根據(jù)特定的核電廠就這些事件的后果的破壞概率上限數(shù)值小于規(guī)定值作 出判斷,并且必須為這些數(shù)值提供證明。
其他的設(shè)計(jì)要求,象假設(shè)的與失水事故或降壓事故同時(shí)發(fā)生的單一故障、與廠外電源斷電同時(shí)發(fā)生的單一故障,一定要滿足的那些設(shè)計(jì)要求,必須符合其他相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中給出的要求。
6.1.5如果不能得出6.1.1-6.1.4的一種結(jié)論,并且潛在的損壞是不可接受的,則設(shè)計(jì)者必須使用本標(biāo)準(zhǔn)第7章和第8章的方法去提供防護(hù),使其損壞降到可接受水平。
6.2概率估算
附錄A(參考件)匯總了概率估算的方法。然而,在許多情況下概率定量估算無必要或不實(shí)際。當(dāng)危害是可接受的或者用實(shí)際設(shè)計(jì)方法使得危害可以接受,則就不必作概率估算。對于其它情況,或者可靠性數(shù)據(jù)還不能足以說明給出的概率是非常低,或者計(jì)算方法還不夠完善,在這種情況下,概率估算方法可以用保守的和適當(dāng)?shù)墓こ膛袛鄟硌a(bǔ)充。在要求作這種工程判斷的時(shí)候,一個(gè)相關(guān)工業(yè)收集數(shù)據(jù)的計(jì)劃或者其它可應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)要確立起來,這些數(shù)據(jù)和技術(shù)將使所作出的判斷在一個(gè)合理的時(shí)間范圍內(nèi)可信。
7防護(hù)方法
把防護(hù)準(zhǔn)則用于電廠設(shè)計(jì)的最佳時(shí)間,是在對安全重要系統(tǒng)和部件以及那些可能給安全重要系統(tǒng)和部件產(chǎn)生危害的系統(tǒng)進(jìn)行布置的最初階段。較早地認(rèn)識到可能給安全重要系統(tǒng)產(chǎn)生的各種危害,會(huì)給設(shè)計(jì)者提供一個(gè)機(jī)會(huì)去及時(shí)考慮系統(tǒng)的設(shè)計(jì),因而可以使對經(jīng)濟(jì)造成的影響和可能的對建造的拖延減至最少。
在電廠設(shè)計(jì)的最初階段對冗余安全重要系統(tǒng)進(jìn)行布置,使這些冗余系統(tǒng)不在同一區(qū)域是一個(gè)節(jié)省的做法。例如各冗余安全重要系統(tǒng)可以安排在各密閉設(shè)施、不同的隔間和管廊內(nèi),或者在不同的廠房標(biāo)高上。和使用專門經(jīng)費(fèi)去滿足防護(hù)準(zhǔn)則的其它防護(hù)技術(shù)相比,在實(shí)施冗余安全系統(tǒng)防護(hù)時(shí),使用電廠基本設(shè)施的作法是可取的。
在電廠設(shè)計(jì)中較早地應(yīng)用防護(hù)準(zhǔn)則,可以最有效地使用不同的防護(hù)方法。設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到某些防護(hù)措施可防止多種危害。例如隔間可用來防止發(fā)生在隔間處的飛射物、水淹、濕氣和加熱等。在某些情況下,應(yīng)用空間間隔來防飛射物、噴射、撞擊、可能的水淹以及由于著火發(fā)出的輻射熱。優(yōu)先選擇作為安全重要冗余系統(tǒng)的防護(hù)方法,是安排這類系統(tǒng)或這類系統(tǒng)的有關(guān)部分通過不同的管廊或密閉設(shè)施,即使它們不會(huì)彼此危害各自的功能,也要這樣作。
通常,防護(hù)是否適當(dāng)?shù)膯栴}取決于兩個(gè)基本概念。首先,必須要考慮危害的破壞特性;其次,必須估計(jì)被防護(hù)部件的易損壞性。要列出各種可能的危害的組合和必需要給以防護(hù)的部件的清單是不可能的。這時(shí)在評價(jià)是否已給安全重要系統(tǒng)提供了充足防護(hù)時(shí),負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的工程師的經(jīng)驗(yàn)和判斷將起決定作用。
設(shè)計(jì)者可以利用下列方法實(shí)現(xiàn)防護(hù)。設(shè)計(jì)者的責(zé)任在于確定這些方法中的哪些是最現(xiàn)實(shí)和有效的:
a. 距離; b. 方位; c. 屏障; d. 密閉設(shè)施;
e. 約束; f. 加強(qiáng)。
具體要使用的方法將取決于所考慮的電廠內(nèi)的實(shí)際特點(diǎn)和潛在的危害。
除了象屏障或密閉設(shè)施這類“被動(dòng)”措施外,應(yīng)當(dāng)考慮防止某些危害的“主動(dòng)”措施。例如,為了使“被動(dòng)”隔離設(shè)計(jì)合理,主動(dòng)救火設(shè)施、環(huán)境控制設(shè)施(如通風(fēng)入口的新風(fēng)閥)、積水排出裝置等等是必要的或者是理想的。
7.1距離
距離是危害與被防護(hù)系統(tǒng)和部件之間在垂直方向和水平方向上的空間間隔。在可能的危害與安全重要系統(tǒng)和部件之間隔開適當(dāng)?shù)木嚯x是一種有效的防護(hù)方法。凡是僅用距離來隔開危害的地方,設(shè)計(jì)者必須論證對于所涉及的危害,其所隔開的距離是足夠的。對于影響面大的那些危害(即高能流體管道斷裂或水淹),用其他某種防護(hù)方法也許更合適和可行。
7.2方位
方位防護(hù)就是改變潛在危害方向或者把安全重要系統(tǒng)安排在這種危害的影響區(qū)外。這種方法與距離防護(hù)關(guān)系密切,因此要求設(shè)計(jì)者作出類似的論證。
7.3屏障和密閉設(shè)施
屏障是在安全重要系統(tǒng)和部件與可能的危害之間插入的非能動(dòng)的實(shí)體裝置或構(gòu)筑物,以防止損壞或?qū)p壞限制在可接受的水平。密閉設(shè)施是包圍一個(gè)設(shè)備的可識別的外殼或構(gòu)筑物。用于防護(hù)安全重要系統(tǒng)的屏障類似于其它防護(hù)措施(如隔間),所不同的是屏障往往僅用于抑制危害。屏障和密閉設(shè)施能夠用于防水淹、管道甩動(dòng)、噴射撞擊、飛射物等等,如果設(shè)計(jì)得體,能夠用于減少環(huán)境的影響。屏障和密閉設(shè)施可以用于隔離危害源,也可以用來防護(hù)系統(tǒng)或部件。設(shè)計(jì)者還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,某些安裝的設(shè)備物項(xiàng)本身能夠提供適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)屏障,其條件是要根據(jù)合適的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)進(jìn)行論證。 凡要用屏障或密閉設(shè)施提供防護(hù)的地方,屏障或密閉設(shè)施必須設(shè)計(jì)成能經(jīng)受任何可能的危害(象外部管道甩動(dòng)、流體噴射力或壓差)的極限影響。此外,必須注意設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)以防止屏障設(shè)計(jì)降級或由于象通風(fēng)或壓力釋放孔或門洞這類物項(xiàng)使屏障功能失效。如果由于可能發(fā)生的地震危害,或者如果屏障因地震失效可能使安全重要系統(tǒng)產(chǎn)生不可接受的損壞,那么屏障和密閉設(shè)施還必須按抗震1類結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)。
7.4約束
約束是一種能對安全重要系統(tǒng)加以防護(hù)的附加措施。本標(biāo)準(zhǔn)所用“約束”一詞系指一種器械或一套器械,它們的功能是當(dāng)一設(shè)備或一管道發(fā)生概率相當(dāng)?shù)偷闹卮蠊收蠒r(shí),將它們的運(yùn)動(dòng)限制在安全限度內(nèi)。這類事件的典型例子是管道斷裂。對于這種事件,可以將約束件設(shè)計(jì)成減少對相鄰的安全重要設(shè)備的管道甩擊或者噴射撞擊;另外可以將其設(shè)計(jì)成限制從斷口兩端泄放全流量的一部分,以減輕事故后果。
由于約束僅在故障工況后才起作用,可以把它合理地設(shè)計(jì)成“一次性使用”。例如可以允許管道甩動(dòng)限制器變形到塑性范圍。與支撐不同,在正常或異常運(yùn)行工況期間,約束都不妨礙運(yùn)動(dòng)。然而只要在設(shè)計(jì)中對于器械的每種功能單獨(dú)地或相互關(guān)聯(lián)地作了充分的估算,并在相應(yīng)的部件設(shè)計(jì)技術(shù)要求中對雙重功能已做了適當(dāng)規(guī)定,就允許器械具有約束和支撐雙重功能。在這種情況下,器械中與支撐相關(guān)的那些部件必須按支撐件的要求作設(shè)計(jì),而與約束功能有關(guān)的部件就不必按支撐件的要求設(shè)計(jì)。
7.5加強(qiáng)
加強(qiáng)是通過使受防護(hù)部件的易損壞性降低到可接受的水平來提供防護(hù),例如增加厚度和(或)使用更堅(jiān)固的材料。加強(qiáng)是一種可取的防護(hù)方法;在某些情況下,它是唯一現(xiàn)實(shí)的防護(hù)方法,無論是為了降低可能產(chǎn)生的危害或者為了使被防護(hù)部件的損壞降低到可接受限度內(nèi),可能要更改部件的材料設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者必須證明這種更改和由此而得到的防護(hù)是合理的。
8防護(hù)方法的實(shí)施
8.1基本概念
8.1.1功能冗余系統(tǒng) 某些安全系統(tǒng)作為保證電廠安全的一部分,在電廠遭受危害時(shí),它們必須維持系統(tǒng)功能(見4.4.3.1條)。圖2、圖3和圖4從概念上描述了與這些系統(tǒng)有關(guān)的三種邏輯狀態(tài)。圖中A和B是冗余安全重要系統(tǒng)的部件,H是危害。
圖2僅適用于系統(tǒng)A的部件對系統(tǒng)B的部件可能構(gòu)成危害,而不存在其它危害影響A或B的情況。圖3說明系統(tǒng)A和B不會(huì)彼此構(gòu)成危害,但它們均易受同一危害影響的情況。圖4表示系統(tǒng)A和B彼此構(gòu)成危害,而且它們又易遭受某一公共危害的影響。 本條也適用于多堆核電廠中具有功能冗余的共同系統(tǒng)(見4.4.3.4)。
8.1.2其它安全重要系統(tǒng)或部件的防護(hù)
4.4條將下列各項(xiàng)歸為其它(非冗余)安全重要系統(tǒng):
a.反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界(RCPB);
b. 反應(yīng)堆安全殼;
c. 非冗余部件;
d. 含有放射性物質(zhì)的系統(tǒng)。
圖5、圖6和圖7從概念上描述了反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界有關(guān)的各種狀態(tài)。圖中H是RCPB外部的危害。RCS代表反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的一種斷裂,這種斷裂本身不是一種失水事故或降壓事故。ECCS表示用于輕水堆的堆芯應(yīng)急冷卻系統(tǒng)(或高溫氣冷堆余熱排出系統(tǒng))。 圖8從概念上描述與反應(yīng)堆安全殼、非冗余的安全重要部件或含有放射性物質(zhì)的系統(tǒng)(在圖8中用C代表它們)有關(guān)的狀態(tài)。H是4.4.2、4.4.3.2和4.4.2.3條所論述的可能使C失去所需功能的危害。
8.2對特定危害的防護(hù)
8.2.1飛射物
通常應(yīng)當(dāng)盡可能將安全重要系統(tǒng)布置在無飛射物危害的區(qū)域內(nèi)。其防護(hù)方法如下:
8.2.1.1飛射物源的方位
凡屬不能重新布置潛在飛射物源(如溫度計(jì)套管和閥門桿)的場所和不能重新布置被防護(hù)部件的場所,設(shè)計(jì)者應(yīng)使飛射物源的方位偏離安全重要系統(tǒng)。要考慮飛射物回彈的可能性。
8.2.1.2屏障或密閉設(shè)施
可以將密閉設(shè)施、單獨(dú)的飛射物屏蔽或隔間墻壁用作屏障。通常把這些屏障設(shè)計(jì)成能擋住某種飛射物。它們通常用混凝土或鋼材制成,也可用其他材料。必須計(jì)算飛射物的沖擊力和對屏障的貫穿程度。對混凝土屏障應(yīng)考慮撞擊散落和二次飛射物這類二次效應(yīng)。可以完全阻止飛射物的另一種方法是利用屏蔽去部分地吸收飛射物能量或者改變它們的方向。
密閉設(shè)施上的任何開孔不允許外部管道斷裂流出的流體(蒸汽或水)進(jìn)入密閉設(shè)施,使被密閉部件出現(xiàn)不可接受的損壞。
密閉設(shè)施內(nèi)的風(fēng)管、電纜托架、管道或其它部件(包括它們的支撐),至少必須與被密閉部件具有相同的抗震設(shè)計(jì)水平,如果達(dá)不到這一要求,則必須把它們安排在發(fā)生地震時(shí)不會(huì)因其倒塌或故障而使被防護(hù)部件產(chǎn)生不可接受的損壞的地方。
8.2.1.3距離
保持飛射物和部件之間一定的距離是一種合理的防護(hù)方法,應(yīng)該證明:
a. 飛射物的能量不足以達(dá)到或不會(huì)損壞部件;
b. 部件不處于飛射物經(jīng)過及其回彈的路途上。
8.2.1.4約束
凡屬不采用其他方法的場合,設(shè)計(jì)得可以選用約束飛射物的方法。例如可以在閥桿上方安裝鋼板以防止閥桿射出,或者在管道上安裝約束件以限制管道斷裂后的甩動(dòng)。
8.2.1.5加強(qiáng)
可以加固靶物或者潛在的飛射物源,例如可增加泵殼的厚度以減少葉輪飛射的可能性,或可以增加管子的壁厚,使得可能的飛射物不會(huì)產(chǎn)生不可接受的損壞。
8.2.2壓力、壓差和溫度