核安全基础课件.pptx
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- 安全 基础 课件
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1、核安全基础核安全基础核动力仿真研究中心核动力仿真研究中心 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology基本理论基础传热学传热学流体力学流体力学反应堆物理分析反应堆物理分析反应堆热工水力反应堆热工水力概率论与数理统计概率论与数理统计核安全基础核安全基础核辐射物理核辐射物理 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology基本要求一、大纲要求:一、大纲要求:1.1.掌握核安全的基本概念和理论。掌握核安全的基本概念和理论。2.2.熟悉三道屏障的概念、辐射与辐射防护的知识。熟悉三道屏障的概念、辐
2、射与辐射防护的知识。3.3.掌握核电厂安全设计的基本知识,了解反应堆专设掌握核电厂安全设计的基本知识,了解反应堆专设 安全设施的知识。安全设施的知识。4.4.掌握反应堆运行工况与事故分类的基本概念。掌握反应堆运行工况与事故分类的基本概念。5.5.了解核电厂典型事故,了解核安全对策和严重事故了解核电厂典型事故,了解核安全对策和严重事故 的处置与缓解方法及核安全文化的基本内容。的处置与缓解方法及核安全文化的基本内容。6.6.能够对核动力装置做简单的安全分析。能够对核动力装置做简单的安全分析。核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology基本要求
3、 二、教学目标:二、教学目标:1 1、了解核安全的基本理念和现代核电厂的核安、了解核安全的基本理念和现代核电厂的核安 全控制思想全控制思想 2 2、掌握核安全的基本概念、理论和基本设计方、掌握核安全的基本概念、理论和基本设计方 法,学习典型事故法,学习典型事故 3 3、更重要的是希望通过该课程的学习,同学们、更重要的是希望通过该课程的学习,同学们 能感触到工程技术人员是如何处理遇到的问能感触到工程技术人员是如何处理遇到的问 题和发展新的技术方法的。题和发展新的技术方法的。核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology基本要求三、学习方法:三
4、、学习方法:I hear,I forgetI hear,I forget I see,I remember I see,I remember I do,I understand I do,I understand不闻不若闻之,闻之不若见之,见之不若不闻不若闻之,闻之不若见之,见之不若知之,知之不若行之。知之,知之不若行之。荀子荀子修身修身 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology基本要求四、考查与考试:四、考查与考试:平时平时出勤出勤、作业作业与与考试考试相结合:相结合:1 1、出勤及课上讨论占、出勤及课上讨论占10%10%2 2、平
5、时作业占、平时作业占10%10%3 3、考试成绩占、考试成绩占80%80%核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology第一章第一章 引论引论 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology第一章 引论1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念1.2 核反应堆安全特性核反应堆安全特性1.3 核电厂的安全对策核电厂的安全对策 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 核反应堆安全的概念 核科学与技术学院 College o
6、f Nuclear Science and Technology1.1 核反应堆安全的概念l核电的本质问题是可控的将核裂变或聚变产生的能核电的本质问题是可控的将核裂变或聚变产生的能量转变为热能,热能转变为机械能,进而转化为电量转变为热能,热能转变为机械能,进而转化为电能。与常规化石燃料电厂的直观比较是将燃烧锅炉能。与常规化石燃料电厂的直观比较是将燃烧锅炉换成了反应堆或聚变装置换成了反应堆或聚变装置l需要核燃料循环,有潜在的放射性危害。需要核燃料循环,有潜在的放射性危害。l核电是集现代科学与现代技术于一身的技术密集、核电是集现代科学与现代技术于一身的技术密集、资金密集的产业,也是目前唯一可大规模
7、开采利用资金密集的产业,也是目前唯一可大规模开采利用的新型清洁能源的新型清洁能源核电的产生:核电的产生:核能核能 热能热能 机械能机械能电能电能 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology核电与火电主要区别核电与火电主要区别l停堆定期换料停堆定期换料 较大较大过剩反应性过剩反应性、超功率事故,使反应堆、超功率事故,使反应堆运行与控运行与控制复杂化制复杂化l核能释放伴随放射性释放核能释放伴随放射性释放 1W热功率热功率相应裂变产物放射性达相应裂变产物放射性达3.71010Bql停堆后很强的停堆后很强的衰变余热衰变余热 燃料元件过热烧毁、堆
8、芯熔化危险,停堆冷却燃料元件过热烧毁、堆芯熔化危险,停堆冷却l运行过程中带运行过程中带放射性三废物质产生放射性三废物质产生1.1 核反应堆安全的概念 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technologyl潜在潜在放射性危害放射性危害是核电厂特有的核安全问题。是核电厂特有的核安全问题。F显示核电厂工作人员及周围公众的显示核电厂工作人员及周围公众的放射性危害放射性危害是是有控制的、是符合国家有关法规要求的。有控制的、是符合国家有关法规要求的。l表明专设安全系统的表明专设安全系统的有效性有效性。F为了防止放射性释放事件发生,减小事件发生后为了防止放射性
9、释放事件发生,减小事件发生后的后果,设计中采用了纵深防御的概念、设置了的后果,设计中采用了纵深防御的概念、设置了专设安全系统来对事故进行设防。专设安全系统来对事故进行设防。l向安全当局及公众表明电厂的向安全当局及公众表明电厂的安全性安全性。F向国家核安全局提交向国家核安全局提交安全分析报告安全分析报告。1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念1、确定论的安全分析、确定论的安全分析(Deterministic Methods)2、概
10、率论安全分析、概率论安全分析(PSA-Probabilistic Safety Analysis)(PRA-Probabilistic Risk Analysis)那么我们要分析那些情况呢?核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology水主泵主管道蒸汽反应性引反应性引入事故入事故失流事故失流事故冷却剂丧失事故冷却剂丧失事故蒸汽管道破裂事故蒸汽管道破裂事故给水管道破裂事故给水管道破裂事故热阱丧失事故热阱丧失事故汽轮机跳闸旁路阀门未打开SGTR1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念 核科学与技术学院 College of Nucl
11、ear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念核电厂区别与常规火电厂的核电厂区别与常规火电厂的特殊安全问题特殊安全问题F超功率事故,控制要求特别高。超功率事故,控制要求特别高。F剩余发热很强,需要长期冷却。剩余发热很强,需要长期冷却。F放射性(运行、停闭),需要屏蔽。放射性(运行、停闭),需要屏蔽。F产生大量放射性废物,必须妥善处置。产生大量放射性废物,必须妥善处置。核安全问题核安全问题F如何防止放射性核素的释放对工作人员、居民和环如何防止放射性核素的释放对工作人员、居民和环境造成的放射性危害就成为核电厂区别于常规火电厂境造成的放射性危
12、害就成为核电厂区别于常规火电厂的核安全问题。的核安全问题。核电站的风险核电站的风险F事故工况下不可控的放射性核素的释放。事故工况下不可控的放射性核素的释放。核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology安全、安全、安全!安全、安全、安全!l从理论上来说,核电厂并非百分之一百地安全。从理论上来说,核电厂并非百分之一百地安全。l从科学的角度看,人们能做的只是将从科学的角度看,人们能做的只是将风险风险降得更低。降得更低。l如何尽可能降低风险,就构成了如何尽可能降低风险,就构成了核安全的目标核安全的目标。1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安
13、全的概念 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology风险与安全风险与安全 风险风险:生命与财产损失或损伤生命与财产损失或损伤的的可能性可能性。事件发生造成事件发生造成的后果的后果事件发生事件发生的频率的频率数学语言数学语言事件发生造成的后果与事件发生的频率的乘积事件发生造成的后果与事件发生的频率的乘积单位时间损害R事件损害C单位时间事件P1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology安全:安全:面临的问题:安全与风险之间的权衡取舍
14、面临的问题:安全与风险之间的权衡取舍安全目标安全目标?1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念如何以合理可行的手段尽可能降低风险如何以合理可行的手段尽可能降低风险没有危险、不受威胁、不出事故没有危险、不受威胁、不出事故 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念1 在核设施设计、制造、运行、及停役期间为保护在核设施设计、制造、运行、及停役期间为保护工作人员、公众和环境免受可能的工作人员、公众和环境免受可能的放射性危害放射性危害所所采取的措施的总和采取的措施的总和核安全定义核
15、安全定义2 实现正确的运行条件,防止事故发生或减轻事故实现正确的运行条件,防止事故发生或减轻事故后果,从而保护工作人员(和其他现场人员)、后果,从而保护工作人员(和其他现场人员)、公众和环境免受不适当的公众和环境免受不适当的辐射危害辐射危害。核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念核安全措施核安全措施F保障所有设备正常运行,控制和减少对环境保障所有设备正常运行,控制和减少对环境的放射性废物排放;的放射性废物排放;F预防故障和事故的发生;预防故障和事故的发生;F限制发生的故障和事故的后
16、果。限制发生的故障和事故的后果。核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念核安全的总目标核安全的总目标辐射防护目标辐射防护目标技术安全目标技术安全目标建立并维持一套有效的防护防御,以保护工建立并维持一套有效的防护防御,以保护工作人员、居民及环境免受作人员、居民及环境免受放射性危害放射性危害。这并不意味着核电厂不存在其它的、常规电厂都会造成的比较这并不意味着核电厂不存在其它的、常规电厂都会造成的比较普通的风险,如热排放对环境的影响、事故引起的核电设备损普通的风险,如热排放对环境的影响、事
17、故引起的核电设备损坏所造成的巨大经济损失等。对于这些常规风险我们也需予以坏所造成的巨大经济损失等。对于这些常规风险我们也需予以重视,但为了突出核电厂的特重视,但为了突出核电厂的特 殊性,它们不包括在核安全研殊性,它们不包括在核安全研究的范畴内。究的范畴内。核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念核安全的总目标核安全的总目标辐射防护目标辐射防护目标技术安全目标技术安全目标保证在保证在所有运行状态所有运行状态下核动力厂内的辐射照射或由于该下核动力厂内的辐射照射或由于该核动力厂核动力厂任何
18、计划排放任何计划排放放射性物质引起的辐射照射保持放射性物质引起的辐射照射保持低低于规定限值于规定限值并且并且合理可行尽量低合理可行尽量低,保证减轻,保证减轻任何事故任何事故的放的放射性后果。射性后果。l 要求:要求:F 正常情况下具有一套完整的辐射防护措施正常情况下具有一套完整的辐射防护措施F 事故情况下具有一套减轻事故后果的措施事故情况下具有一套减轻事故后果的措施 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念核电站周围核电站周围0 0.0101毫希毫希/年年我国某些高本底地区我国某些高
19、本底地区3.703.70毫希毫希/年年砖房砖房0.750.75毫希毫希/年年宇宙射线宇宙射线0.450.45毫希毫希/年年水、粮食、蔬菜、空气水、粮食、蔬菜、空气0.250.25毫希毫希/年年土壤土壤0.150.15毫希毫希/年年乘飞机北京乘飞机北京-欧洲往返欧洲往返0.040.04毫希毫希/次次胸部透视胸部透视0.020.02毫希毫希/次次F辐射防护目标不排除人员受到辐射防护目标不排除人员受到有限的照射有限的照射,也不排除,也不排除法规法规许可许可的放射性物质从处于运行状态的核电厂向环境的排放。的放射性物质从处于运行状态的核电厂向环境的排放。F此种此种照射和排放照射和排放必须受到严格控制,并
20、且必须符合运行限必须受到严格控制,并且必须符合运行限值和辐射防护标准。值和辐射防护标准。核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology有关国家和机构的定量安全目标有关国家和机构的定量安全目标国家(机构)国家(机构)堆芯损坏频堆芯损坏频率率(次(次/堆堆年)年)大量放射性释放概率大量放射性释放概率(次(次/堆堆年)年)IAEA10-510-6URD10-510-6EUR10-510-6美国美国10-410-6法国法国10-6英国英国10-510-7EPR10-510-6AP1000AP1000堆芯损坏频率达堆芯损坏频率达5.095.09101
21、0-7-7大量放射性释放概率达大量放射性释放概率达5.945.941010-8-8 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念核安全的总目标核安全的总目标辐射防护目标辐射防护目标技术安全目标技术安全目标F有很大把握预防核电厂事故的发生;有很大把握预防核电厂事故的发生;F对于核电厂设计中考虑的所有事故,甚至对于那些概率极小对于核电厂设计中考虑的所有事故,甚至对于那些概率极小 的事故都要确保其放射性后果是小的;的事故都要确保其放射性后果是小的;F保证那些会带来严重放射性后果的严重事故发生的
22、概率极低保证那些会带来严重放射性后果的严重事故发生的概率极低 DBADBA,确保放射性后果小,确保放射性后果小专设安全设施专设安全设施BDBABDBA,确保发生概率非常低,确保发生概率非常低规程性措施规程性措施预防事故的发生预防事故的发生设计运行中贯彻一系列安全原则设计运行中贯彻一系列安全原则设计基准事故:即核电站按确定的设计基准事故:即核电站按确定的设计准则在设计中采取了针对性措设计准则在设计中采取了针对性措施的那些事故工况,通过专设安全施的那些事故工况,通过专设安全设施即可应对。设施即可应对。超设计基准事故:对于有超设计基准事故:对于有些严重的事故,专设安全些严重的事故,专设安全设施已不能
23、有效制止事故设施已不能有效制止事故的发展。的发展。核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念l建立并维持一套有效的防护措施,以保证电建立并维持一套有效的防护措施,以保证电站工作人员、公众和环境免遭站工作人员、公众和环境免遭放射性危害放射性危害。核电站安全总目标核电站安全总目标解释性解释性(辅助辅助)目标目标 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念核安全分析的内容核安全分析的
24、内容l为了为了实现核安全目标实现核安全目标,核电厂设计时,要进行,核电厂设计时,要进行全面的安全分析,以便确定所有辐射的来源,全面的安全分析,以便确定所有辐射的来源,并评估核电厂工作人员和公众可能受到的辐射并评估核电厂工作人员和公众可能受到的辐射剂量,以及对环境的可能影响。剂量,以及对环境的可能影响。l核安全分析要考察以下内容:核安全分析要考察以下内容:F核动力厂所有计划的正常运行模式;核动力厂所有计划的正常运行模式;F发生预计运行事件时核电厂的性能;发生预计运行事件时核电厂的性能;F设计基准事故;设计基准事故;F可能导致严重事故的事件序列。可能导致严重事故的事件序列。核科学与技术学院 Col
25、lege of Nuclear Science and Technology 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念核安全的重要性核安全的重要性核电的重要性核电的重要性:国家安全国家安全环境保护环境保护核电站存在着潜在的风险核电站存在着潜在的风险核安全是发展核电的前提与基础核安全是发展核电的前提与基础 核科学与技术学院 College of Nuclear Science and Technology1.1 1.1 核反应堆安全的概念核反应堆安全的概念早期的核安全早期的核安全希平港
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