第一篇：GB_T 9225-1999_核電廠安全系統(tǒng)可靠性分析一般原則

GB/T 9225-1999 核電廠安全系統(tǒng)可靠性分析一般原則

基本信息

【英文名稱】General principles of reliability analysis for nuclear power plant safety systems 【標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)】現(xiàn)行 【全文語種】中文版 【發(fā)布日期】1988/6/6 【實(shí)施日期】1999/12/1 【修訂日期】1999/4/26 【中國標(biāo)準(zhǔn)分類號】F83 【國際標(biāo)準(zhǔn)分類號】27.120.20

關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)

【代替標(biāo)準(zhǔn)】GB 9225-1988 【被代替標(biāo)準(zhǔn)】暫無

【引用標(biāo)準(zhǔn)】GB 13284-1998,GB/T 7163-1999

適用范圍&文摘

暫無

第二篇：核電廠主要生產(chǎn)系統(tǒng)要點(diǎn)

核電廠主要生產(chǎn)系統(tǒng)

核電廠的分類的主要依據(jù)是反應(yīng)堆堆型，按堆型分類世界上已投入運(yùn)行的核電廠有以下幾種：

1）壓水堆核電廠

這種核電廠的優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)簡單，功率密度高；汽輪機(jī)不帶放射性，勿需采取防護(hù)措施。

這種核電廠的缺點(diǎn)是：系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備多；為得到較高的蒸汽參數(shù)，反應(yīng)堆及一回路設(shè)備都要在很高的壓力下工作，使其設(shè)計(jì)、制造困難。

1950年美國海軍把推進(jìn)動力研究集中在壓水型反應(yīng)堆上，1954年魟魚號核潛艇下水。隨后，美國壓水型反應(yīng)堆由于陸上核電廠的建設(shè)，并得到了迅猛發(fā)展。

2）沸水堆核電廠

這種核電廠的優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)簡單（只有一個(gè)回路，設(shè)備少。無蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵及一回路主管道等）；在反應(yīng)堆壓力低的情況下可獲得相對高的蒸汽參數(shù)。

這種核電廠的缺點(diǎn)是：反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率密度低；汽輪機(jī)帶有放射性，要采取防護(hù)措施。

沸水堆核電廠發(fā)展的很快，1960年美國第一座示范性沸水堆核電廠投入運(yùn)行以后，目前單機(jī)最大功率已達(dá)1300MW。

3）重水反應(yīng)堆核電廠

這種核電廠的優(yōu)點(diǎn)是：用天然鈾作燃料，提高了鈾資源的利用率，降低了燃料的成本；采用壓力管，省去技術(shù)復(fù)雜、制造困難、價(jià)格昂貴的壓力殼；能不停堆換料。

這種核電廠的缺點(diǎn)是重水昂貴，發(fā)電成本高。

1956年，加拿大建成了實(shí)驗(yàn)性的重水堆核電廠，后來又建造了電功率為540MW和750MW的重水堆核電機(jī)組。

4）石墨氣冷堆核電廠

這種核電廠的優(yōu)點(diǎn)是：用天然鈾作燃料成本低；獲得的蒸汽參數(shù)高，且為過熱蒸汽。這種核電廠的缺點(diǎn)是：功率密度小，反應(yīng)堆體積龐大；燃料裝量大，燃耗淺，自耗功大，發(fā)電成本高。

前蘇聯(lián)自第一座核電廠開始，一直在設(shè)計(jì)、建造石墨水冷堆核電廠，并在國內(nèi)建造了一批功率為1000MW的這種核電機(jī)組。

5）快中子堆核電廠

這種核電廠的優(yōu)點(diǎn)是：可使對輕水堆來說是核廢料的U238，變成可用的核燃料，大大提高鈾資源的利用率。

這種核電廠的缺點(diǎn)是：鈉的腐蝕性強(qiáng)，對設(shè)備、管道的材料要求高；鈉在空氣中會燃燒，在水中會爆炸－鈉水反應(yīng)，故危險(xiǎn)性大。

快中子堆是最有發(fā)展前途的核電廠。因?yàn)樗且环N增殖堆，能大量利用“核廢料”。1951年美國實(shí)驗(yàn)快堆首次從核反應(yīng)堆發(fā)電點(diǎn)亮4個(gè)燈泡。雖然世界上發(fā)達(dá)的國家已建成10多座快中子堆核電機(jī)組，但均為實(shí)驗(yàn)性的原型堆，尚有許多技術(shù)問題有待解決。

到2008年7月份，我國有9臺壓水堆核電機(jī)組、2臺重水堆核電機(jī)組在商業(yè)運(yùn)行，有16臺壓水堆核電機(jī)組、1臺高溫氣冷堆核電機(jī)組以及一座實(shí)驗(yàn)快堆正在建設(shè)中。目前世界上最先進(jìn)的第三代壓水堆是美國AP1000和法國與德國聯(lián)合開發(fā)的歐洲先進(jìn)堆EPR，我國將分別在山東海陽、浙江三門和廣東臺山建設(shè)這兩種機(jī)組。

1壓水堆核電廠系統(tǒng)構(gòu)成

壓水堆核電廠是以壓水反應(yīng)堆將裂變能轉(zhuǎn)換為熱能發(fā)電的，是目前世界上選用最多的堆型。壓水堆核電廠是以高壓欠熱水作為慢化劑和冷卻劑，一回路高壓高溫水通過蒸汽發(fā)生器使二回路水生成蒸汽送到汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。圖1.2-1為壓水堆核電廠系統(tǒng)原理圖。

圖1.2－1 壓水堆核電廠系統(tǒng)原理圖

每臺壓水堆機(jī)組都由反應(yīng)堆－蒸汽發(fā)生器－汽輪機(jī)－發(fā)電機(jī)－穩(wěn)壓器－主泵組成。

1、一回路系統(tǒng)及主要設(shè)備

一回路系統(tǒng)又稱為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)，一回路內(nèi)的高溫高壓含硼水流經(jīng)反應(yīng)堆堆芯，吸收堆芯核裂變放出的熱能；進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，通過蒸汽發(fā)生器傳熱管壁，將熱能傳給蒸汽發(fā)生器二回路側(cè)；再被反應(yīng)堆冷卻劑泵送入反應(yīng)堆。如此循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成封閉環(huán)路。

現(xiàn)代商用壓水堆核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)主要由反應(yīng)堆、冷卻劑泵（以后簡稱主泵）、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器和主管道組成。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)一般有二至四條并聯(lián)在反應(yīng)堆壓力容器上的封閉環(huán)路，每一條環(huán)路由一臺蒸汽發(fā)生器、一臺或兩臺反應(yīng)堆冷卻劑泵及相應(yīng)的主管道組成。

反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)示意圖見圖1.2-2。

圖1.2-2 壓水堆核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)示意圖

反應(yīng)堆主要由壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件、堆芯和控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成； ? 反應(yīng)堆壓力容器工作在高壓(15.5MPa左右)、高溫、含硼酸水介質(zhì)和放射性輻照的環(huán)境條件下，不僅用于支撐和包容堆芯和堆內(nèi)構(gòu)件，還作為一回路冷卻劑的重要壓力邊界，起著防止裂變產(chǎn)物逸出的作用。? 堆內(nèi)構(gòu)件主要用于堆芯部件的支承、對中和導(dǎo)向；引導(dǎo)冷卻劑流入流出堆芯；為堆芯內(nèi)儀表提供支承和導(dǎo)向；保護(hù)壓力容器，延長其壽命。它主要包括上部堆內(nèi)構(gòu)件和下部堆內(nèi)構(gòu)件兩大部分。

? 堆芯（反應(yīng)堆活性區(qū)）的主要作用是建立和維持可控鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)，將燃料核裂變產(chǎn)生的能量大部分轉(zhuǎn)換成熱能，并將熱能傳遞給一回路冷卻劑。

? 控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)是核反應(yīng)堆安全的重要?jiǎng)幼鞑考ㄟ^它的動作，帶動控制棒組件在堆芯上下抽插，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆的啟動、功率調(diào)節(jié)、剩余反應(yīng)性補(bǔ)償和停堆操作。控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要包括內(nèi)部鉤爪組件、驅(qū)動軸組件、耐壓殼組件、磁軛線圈組件和位置指示組件等部件。

主管道將冷卻劑從反應(yīng)堆壓力容器傳送到蒸汽發(fā)生器，然后輸送到主泵，再由主泵增壓打回反應(yīng)堆壓力容器。每個(gè)環(huán)路上的主管道段包括熱管段（反應(yīng)堆壓力容器到蒸汽發(fā)生器部分）、過渡管段（蒸汽發(fā)生器至主泵部分）、冷管段（主泵至反應(yīng)堆壓力容器部分）。

主泵作用是為反應(yīng)堆冷卻劑提供驅(qū)動壓頭，保證足夠的冷卻劑流量通過堆芯，把反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量送至蒸汽發(fā)生器。現(xiàn)代壓水堆核電廠采用最廣泛的是立式、單級軸封泵。

蒸汽發(fā)生器是壓水堆核電廠一回路和二回路之間的樞紐，它將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳遞給二回路，將二回路的給水變成蒸汽，推動汽輪機(jī)做功。同時(shí)，蒸汽發(fā)生器又是分割一回路和二回路介質(zhì)的屏障，占一回路壓力邊界面積80%左右的蒸汽發(fā)生器傳熱管壁厚一般只有1mm左右，是一回路壓力邊界中最薄弱的部分，在運(yùn)行中極易發(fā)生泄漏。因此，蒸汽發(fā)生器的質(zhì)量和性能對于核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性十分重要。目前我國除田灣核電站采用臥式蒸汽發(fā)生器外，其它電站均采用立式U型管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器。

反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)還設(shè)有穩(wěn)壓與卸壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過波動管線與主管道連接，由穩(wěn)壓器、卸壓箱、穩(wěn)壓器波動（膨脹）管線、穩(wěn)壓器噴淋管線、穩(wěn)壓器安全閥、蒸汽排放管線以及汽－氣混合物排放管線等部件組成。

穩(wěn)壓與卸壓系統(tǒng)的主要功能是建立并維持一回路系統(tǒng)的壓力；運(yùn)行期間補(bǔ)償一回路冷卻劑因溫度變化引起的容積變化，限制一回路壓力因溫度變化引起的波動，避免冷卻劑在反應(yīng)堆內(nèi)沸騰，并控制一回路升、降壓速度。整個(gè)壓水堆冷卻劑系統(tǒng)共用一臺穩(wěn)壓器，通過波動管和一個(gè)環(huán)路的熱管段相連。穩(wěn)壓器有氣罐式和電加熱式兩種，現(xiàn)代壓水堆核電廠普遍采用電加熱式穩(wěn)壓器。

2、主要的安全系統(tǒng)

核電廠的安全系統(tǒng)的功能是限制事故發(fā)生后的后果，為一些重大的事故提供必要的應(yīng)急冷卻措施，并防止放射性物質(zhì)的擴(kuò)散。主要的安全系統(tǒng)包括余熱導(dǎo)出系統(tǒng)、應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)、安全殼、安全殼隔離系統(tǒng)、安全殼噴淋系統(tǒng)、安全殼消氫氣系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器輔助（應(yīng)急）給水系統(tǒng)、重要用戶中間冷卻水系統(tǒng)、應(yīng)急電源等。這些安全保護(hù)系統(tǒng)均采用獨(dú)立設(shè)備和冗余布置，備有事故電源，安全系統(tǒng)可以抗地震和在蒸汽－空氣及放射性物質(zhì)的惡劣環(huán)境中運(yùn)行。簡單介紹如下：（1）余熱導(dǎo)出系統(tǒng)

余熱導(dǎo)出系統(tǒng)主要功能是把反應(yīng)堆停堆后的余熱熱量從反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中傳遞出去。

余熱導(dǎo)出系統(tǒng)主要由余熱交換器、余熱排出泵以及有關(guān)管道、閥門和運(yùn)行控制所必需的儀器儀表組成。該系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，反應(yīng)堆冷卻劑從主管道熱段流向余熱排出泵，通過余熱交換器傳熱管再返回主管道冷段，熱量則通過余熱交換器傳遞到設(shè)備冷卻水系統(tǒng)中。

（2）應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)

應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)主要功能是在出現(xiàn)某些事故時(shí)，通過注入含中子吸收物質(zhì)（硼）的冷卻劑，冷卻堆芯并提供附加停堆能力。應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)主要由安注箱、安注泵、離心上充泵、余熱排出泵、換料水貯存箱、硼注射箱及有關(guān)的閥門、管道組成。

（3）安全殼

安全殼是用于容納反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)和某些安全重要系統(tǒng)的設(shè)備，在運(yùn)行時(shí)對冷卻劑系統(tǒng)的放射性輻射進(jìn)行屏蔽，限制泄漏；在一回路或二回路發(fā)生泄漏事故時(shí)，承受內(nèi)壓并限制泄漏。安全殼還具有抵抗外部事件（颶風(fēng)、飛射物撞擊）保護(hù)反應(yīng)堆的能力。

安全殼底部用鋼筋混凝土底板封閉，主體由預(yù)應(yīng)力混凝土穹頂封閉的立式預(yù)應(yīng)力混凝土筒體構(gòu)成，內(nèi)側(cè)覆有起密封作用的碳鋼襯里。

（4）安全殼隔離系統(tǒng)

安全殼隔離系統(tǒng)為貫穿安全殼的流體系統(tǒng)提供了隔離手段，將事故后可能釋放到安全殼中的任何放射性都包容在安全殼內(nèi)，保證安全殼泄漏率不超過規(guī)定的限值。

安全殼隔離系統(tǒng)主要由安全殼隔離閥和相關(guān)管道組成。在某些事故情況下，當(dāng)安全控制系統(tǒng)發(fā)出隔離信號時(shí)，這些隔離閥快速關(guān)閉，防止放射性物質(zhì)向周圍環(huán)境釋放。另外，在主蒸汽管道發(fā)生破裂時(shí)，還能及時(shí)隔離蒸汽發(fā)生器，防止反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)過冷或安全殼超壓。

（5）安全殼噴淋系統(tǒng)

該系統(tǒng)的功能是維持安全殼內(nèi)壓力。某些事故發(fā)生后，當(dāng)安全殼內(nèi)的壓力上升到一定限值，安全殼噴淋泵啟動，把含有硼和氫氧化鈉的溶液向安全殼內(nèi)均勻地噴淋，在降低安全殼內(nèi)溫度和壓力的同時(shí)，溶解安全殼內(nèi)的放射性碘，減少放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的可能性。

安全殼噴淋系統(tǒng)主要由安全殼噴淋泵、噴淋總管道、噴淋添加劑箱、液體噴射器和若干隔離閥及為保證系統(tǒng)運(yùn)行所需的管道、儀器儀表組成。

（6）安全殼消氫系統(tǒng)

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于美國三哩島事故經(jīng)驗(yàn)反饋的結(jié)果。三哩島事故中，由于氫氣大量聚集在安全殼頂部，最后引起氫爆炸，進(jìn)一步惡化了事故后果。安全殼消氫系統(tǒng)的主要功能是，在發(fā)生冷卻劑失水事故時(shí)，降低安全殼內(nèi)氫氣的含量，防止氫爆。

該系統(tǒng)主要由氫復(fù)合器、若干風(fēng)機(jī)、過濾器和相關(guān)管路組成。（7）蒸汽發(fā)生器輔助（應(yīng)急）給水系統(tǒng)。

在二回路的主給水失去的事故情況下，該系統(tǒng)投入使用，向蒸汽發(fā)生器供應(yīng)足夠的給水來排出一回路系統(tǒng)的熱能。另外，在某些情況下，如小破口失水事故等，該系統(tǒng)也投入使用。

該系統(tǒng)主要由輔助給水泵、除氧水箱、除鹽水貯存箱、調(diào)節(jié)閥、截止閥和相應(yīng)的管道組成。該系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，輔助給水泵將除氧水箱或除鹽水貯存箱中的水打入蒸汽發(fā)生器中，保持蒸汽發(fā)生器的水位能夠淹沒傳熱管，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。

（8）重要設(shè)備中間冷卻水系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的主要功能是向反應(yīng)堆裝置、主泵、反應(yīng)堆裝置的輔助系統(tǒng)、安全系統(tǒng)提供冷卻水并導(dǎo)出熱量。

（9）應(yīng)急電源

核電廠每臺機(jī)組都安裝有應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，正常運(yùn)行時(shí)處于熱備用狀態(tài)，一旦發(fā)生失電事故，要求該系統(tǒng)在十幾秒時(shí)間內(nèi)啟動，自動帶上負(fù)荷，為反應(yīng)堆安全系統(tǒng)提供驅(qū)動力。

系統(tǒng)的主要設(shè)備是應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組。

3、核輔助系統(tǒng)

核輔助系統(tǒng)主要包括化學(xué)和容積控制系統(tǒng)、反應(yīng)堆和乏燃料冷卻和處理系統(tǒng)、三廢系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和核測量控制系統(tǒng)等。

（1）化學(xué)和容積控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要作用有：

? 在所有運(yùn)行工況下維持反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的物質(zhì)平衡和水質(zhì)； ? 貯存與供應(yīng)除鹽除氧水及氫氧化鋰與聯(lián)氨，調(diào)節(jié)一回路水化學(xué)工況； ? 貯存并向安全注入系統(tǒng)和反應(yīng)堆及乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)提供不同濃度值的硼酸溶液，控制反應(yīng)堆反應(yīng)性； ? 向穩(wěn)壓系統(tǒng)供噴淋水，向主泵密封供水并沖洗軸封； ? 向穩(wěn)壓器和余熱系統(tǒng)泄壓閥充水；

? 凈化溶解在一回路冷卻劑中的離子態(tài)雜質(zhì)，凈化以晶體狀態(tài)存在于一回路冷卻劑中的放射性腐蝕物，保證在燃料元件表面沒有沉淀物，降低一回路設(shè)備和管道的放射性污染水平；

? 處理各種工況下從一回路引出的含硼水，供應(yīng)高、低濃度硼酸溶液，凈化硼酸溶液等等。

? 此外，化學(xué)和容積控制系統(tǒng)還起著安全功能。在事故情況下，化學(xué)和容積控制系統(tǒng)可向反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)供給含硼酸的冷卻劑。化學(xué)和容積控制系統(tǒng)主要有下泄、上充兩大子系統(tǒng)。

下泄系統(tǒng)從主回路冷段管道抽出冷卻劑，通過下泄控制閥流向再生熱交換器，再通過下泄孔板流向下泄熱交換器，通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入下泄離子交換器（俗稱混合床離子交換器）、陽離子交換器、下泄過濾器等進(jìn)行凈化和過濾，最終流到容積控制箱，并在容積控制箱內(nèi)完成載熱劑的除氧。

下泄系統(tǒng)主要由再生熱交換器、下泄孔板、下泄熱交換器、混合床離子交換器、陽離子交換器、容積控制箱和相關(guān)的閥門、管道組成。

上充系統(tǒng)從容積控制箱內(nèi)取冷卻劑，由上充泵打回反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)。上充系統(tǒng)主要由上充泵和相關(guān)的閥門、管道組成。

另外，化學(xué)和容積控制系統(tǒng)還包括冷卻劑補(bǔ)給和化學(xué)物質(zhì)添加系統(tǒng)、一回路冷卻劑凈化和處理系統(tǒng)等。

冷卻劑補(bǔ)給和化學(xué)物質(zhì)添加系統(tǒng)主要由化學(xué)水箱、硼水貯存箱、化學(xué)試劑補(bǔ)給箱、加藥泵、硼酸過濾器、硼注射箱和相關(guān)的閥門、管道等部件組成。（2）反應(yīng)堆和乏燃料水池的冷卻和處理系統(tǒng)

與火電廠不同，核電廠使用過的燃料不會立即運(yùn)出，將被從堆芯轉(zhuǎn)至乏燃料水池。在那里被冷卻和降低放射性水平。反應(yīng)堆和乏燃料水池的冷卻和處理系統(tǒng)的主要功能是降低乏燃料水池內(nèi)燃料元件的剩余熱量；在所有工況下導(dǎo)出乏燃料水池內(nèi)乏燃料余熱，充注乏燃料水池；在換料和停堆檢修時(shí)，不能利用余熱排出系統(tǒng)時(shí)，可利用輔助冷卻系統(tǒng)來冷卻堆芯；堆芯換料時(shí)排空反應(yīng)堆豎井、堆內(nèi)構(gòu)件及水封閘板間腔室或向其充水，保持乏燃料水池的水質(zhì)并降低放射性；在發(fā)生事故時(shí)，它向反應(yīng)堆安全殼噴淋系統(tǒng)和安全注入系統(tǒng)提供足量的硼酸溶液。

該系統(tǒng)主要由輸水泵、冷卻器、排水泵、集流母管和排水管線組成。（3）三廢處理系統(tǒng) ①廢氣處理系統(tǒng)

廢氣處理系統(tǒng)主要是用來控制排放廢氣中放射性惰性氣體和氣溶膠的含量，使氣體流出物的放射性含量符合國家規(guī)定的排放定值。通過吸附或壓縮貯存的方式使廢氣中放射性物質(zhì)在特定的容積內(nèi)自然衰變，測得廢氣的放射性合格后，通過過濾、除碘、空氣稀釋后排向煙囪，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

②廢液處理系統(tǒng)

廢液處理系統(tǒng)對含有放射性的液體廢物進(jìn)行處理，保證向環(huán)境排出的廢液達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。它通過蒸發(fā)或過濾的方式對廢液進(jìn)行放射性分離，得到的低于排放濃度限值的液體可直接向環(huán)境排放，而得到的少量放射性濃縮液或過濾后的放射性廢樹脂采用水泥固化、深埋的處理方式，以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

③固體廢物處理系統(tǒng)

固體廢物處理系統(tǒng)對核電站產(chǎn)生的放射性固體廢物（廢中子測量通道、放射性污染的廢檢修工具、更換下來的放射性高效過濾器、個(gè)人防護(hù)用品、被放射性污染的建筑材料和保溫材料、液體廢物固化體燈）進(jìn)行處理。通常采用分揀、減容、固定、固化等辦法使放射性固體廢物形成易運(yùn)輸，易加工、性能穩(wěn)定的物體，以便于在后處置場對其進(jìn)行后處理。

有些電站三廢處理系統(tǒng)還包括硼回收系統(tǒng)、放射性廢液排放系統(tǒng)以及流水排放系統(tǒng)等。

（4）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng) 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的主要功能是為重要設(shè)備和人員提供足夠的冷卻能力和空氣循環(huán)的能力，保證重要設(shè)備的正常運(yùn)行，保持或改善人員的工作環(huán)境，并降低事故情況下放射性外泄的可能性。

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一般有控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)風(fēng)冷系統(tǒng)、反應(yīng)堆堆坑的通風(fēng)系統(tǒng)、安全殼內(nèi)的連續(xù)通風(fēng)系統(tǒng)、安全殼內(nèi)的空氣凈化系統(tǒng)、核燃料廠房通風(fēng)系統(tǒng)、核輔助廠房通風(fēng)系統(tǒng)、汽輪機(jī)廠房通風(fēng)系統(tǒng)、主控室空調(diào)系統(tǒng)、上充泵房應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)、輔助給水泵房通風(fēng)系統(tǒng)、主要廠用水泵站通風(fēng)系統(tǒng)、廢物輔助廠房通風(fēng)系統(tǒng)、安全注入和噴淋泵電機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)等。

（5）核測量控制系統(tǒng)

為了預(yù)防事故的發(fā)生，保證反應(yīng)堆在既定參數(shù)下安全穩(wěn)定運(yùn)行，就必須監(jiān)測反應(yīng)堆中核裂變的情況，并給予必要的干預(yù)手段進(jìn)行調(diào)整。

用于監(jiān)督如堆功率、堆周期、中子通量分布等情況的系統(tǒng)統(tǒng)稱為核測量系統(tǒng)。用于調(diào)節(jié)的系統(tǒng)稱為核控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，核電廠控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括堆功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、穩(wěn)壓器控制系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng)和蒸汽排放控制系統(tǒng)等。

4、常規(guī)島系統(tǒng)

壓水堆核電廠的常規(guī)島部分主要包括二回路系統(tǒng)（汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)）、循環(huán)水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及廠用電設(shè)備。

核電廠常規(guī)島的系統(tǒng)和設(shè)備與火力發(fā)電廠相類似，主要區(qū)別在于：（1）核電廠常規(guī)島系統(tǒng)某些設(shè)備和系統(tǒng)也涉及核安全要求，因此，對制造、安裝和運(yùn)行等有更高的要求；

（2）核電廠的主蒸汽采用中參數(shù)的濕蒸汽，壓力和溫度較低，為了獲得大功率，只能增加主蒸汽的流量，因此核電廠的主蒸汽流量比火力發(fā)電機(jī)組大。由于二回路溫度壓力較低，其壓力邊界的選材與常規(guī)火電站不同。

（3）由于中參數(shù)濕蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)高壓缸做功后，濕度提高，核電廠汽輪機(jī)在熱循環(huán)中增加了汽水分離再熱系統(tǒng)，這是核電廠與火力發(fā)電廠在常規(guī)島部分的明顯不同之處。

2重水堆系統(tǒng)簡介

加壓重水反應(yīng)堆（PHWR）是由加拿大經(jīng)多年研究發(fā)展而成，它采用天然二氧化鈾作為燃料，重水D2O作為慢化劑和冷卻劑。燃料元件置于水平設(shè)置的壓力管內(nèi)，反應(yīng)堆兩端面各有一臺裝換料機(jī)，可實(shí)現(xiàn)不停堆換料。反應(yīng)堆的控制采用垂直插入的多種中子吸收反應(yīng)性控制裝置來完成。我國目前秦山三期有兩臺CANDU6加壓重水堆核電機(jī)組（728MWe）正在運(yùn)行。

PHWR堆主要由慢化劑系統(tǒng)、一回路熱傳輸系統(tǒng)、停堆冷卻系統(tǒng)、專設(shè)安全系統(tǒng)、安全支持系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等組成。

慢化劑系統(tǒng)在低溫低壓下運(yùn)行并單獨(dú)冷卻，它與一回路熱傳輸系統(tǒng)冷卻劑完全隔離。在慢化劑系統(tǒng)重水中會產(chǎn)生相當(dāng)大量的氚。氚的放射性較強(qiáng)，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值也很高，從經(jīng)濟(jì)和安全性考慮，都要對氚進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測。

一回路熱傳輸系統(tǒng)的最主要特點(diǎn)是用幾百根壓力管在堆芯內(nèi)容納高壓冷卻劑，而不是一個(gè)單一的壓力容器。在600 MWe－PHW反應(yīng)堆中的分為兩個(gè)獨(dú)立的“8”字形冷卻劑環(huán)路，每個(gè)環(huán)路包括兩臺泵，四個(gè)集管（兩個(gè)入口集管和兩個(gè)出口集管），兩臺蒸汽發(fā)生器和大量熱傳輸支管和燃料通道，見圖1.2－3。

圖1-5 加壓重水反應(yīng)堆流程圖 停堆冷卻系統(tǒng)在停堆后為燃料和一回路熱傳輸系統(tǒng)提供冷卻，并在低溫條件下持續(xù)長期運(yùn)行。該系統(tǒng)主要由位于反應(yīng)堆一端的一臺泵和一臺蒸汽發(fā)生器組成，兩個(gè)熱傳輸回路的入口集管和出口集管之間互相連接。

專設(shè)的安全設(shè)施有：1號停堆系統(tǒng)、2號停堆系統(tǒng)、應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)和安全殼系統(tǒng)等。

? 1號停堆系統(tǒng)主要采用28根鎘棒加載，鎘棒受重力作用并在彈簧輔助下落入堆芯。在要求停堆時(shí)，這系統(tǒng)切除吸收棒抓鉤的供電，使吸收棒落入慢化劑中。

? 2號停堆系統(tǒng)通過6個(gè)水平放置的管嘴迅速將硝酸釓濃溶液注入慢化劑，2號停堆系統(tǒng)獨(dú)立于1號停堆系統(tǒng)，功能上具有多樣性，實(shí)體位置是隔離的。

? 應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)由三個(gè)階段組成，高壓階段利用氣體壓力將水從位于反應(yīng)堆廠房外的水箱注入堆芯；中壓階段用應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)的回收泵將位于反應(yīng)堆廠房內(nèi)的噴注水箱的水注入堆芯；低壓階段用泵將已收集在反應(yīng)堆廠房地坑的水經(jīng)應(yīng)急堆芯冷卻熱交換器注入堆芯。

? 安全殼系統(tǒng)由帶環(huán)氧樹脂內(nèi)襯的混凝土安全殼結(jié)構(gòu)（包括自動觸發(fā)的噴注系統(tǒng)和空氣冷卻器的熱阱），過濾排風(fēng)系統(tǒng)，出入氣密閘門，安全殼延伸部分和自動觸發(fā)的安全殼隔離系統(tǒng)組成。

安全支持系統(tǒng)包括應(yīng)急供水系統(tǒng)、應(yīng)急供電系統(tǒng)、廠用水系統(tǒng)、儀表空氣系統(tǒng)和第一組供電系統(tǒng)。這些輔助設(shè)施置于廠區(qū)內(nèi)較遠(yuǎn)的區(qū)域，作為其它系統(tǒng)的備用系統(tǒng)，尤其是地震時(shí)。應(yīng)急供水系統(tǒng)在應(yīng)急狀態(tài)下，向一回路熱傳輸系統(tǒng)、二次側(cè)冷卻回路、應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)熱交換器供水。應(yīng)急電源向應(yīng)急水供給泵和閥供電，此外，它作為替代電源，向應(yīng)急堆芯冷卻泵和某些應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)閥門以及操作員在第二控制區(qū)遠(yuǎn)距離控制的其它安全和控制系統(tǒng)供電。

供電系統(tǒng)分為4級：I、II、III和IV級，系統(tǒng)級別與斷電有關(guān)。專設(shè)安全系統(tǒng)，設(shè)備保護(hù)和工藝考慮對供電允許斷電和可接受斷電提出了不同要求。在安全線路設(shè)計(jì)中采用專門的措施，來保證任一安全系統(tǒng)內(nèi)所有通道之間被隔離。這種隔離措施適用于設(shè)備間，電纜布線和電力供應(yīng)。此外，對于安全相關(guān)的線路，在反應(yīng)堆廠房內(nèi)采用兩路分隔的電纜線路。3高溫氣冷堆系統(tǒng)簡介

高溫氣冷堆是一種安全性好、可用于高效發(fā)電和高溫供熱的先進(jìn)核反應(yīng)堆，是國際核領(lǐng)域第四代核能系統(tǒng)中六種備選堆型之一。目前在我國山東省正在建設(shè)高溫氣冷堆示范工程（簡稱HTR－PM）。

HTR－PM采用兩堆帶一機(jī)的設(shè)置，即電站由兩座反應(yīng)堆組成，每座反應(yīng)堆接一蒸汽發(fā)生器，每座反應(yīng)堆有獨(dú)立的二回路系統(tǒng)，包括：給水泵、給水調(diào)節(jié)閥、給水隔離閥、主蒸汽隔離閥和主蒸汽安全閥。兩座反應(yīng)堆共用蒸汽－電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括：啟動-停堆回路、汽輪機(jī)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)等，見圖1.2－4。

圖1.2－4 高溫堆核島系統(tǒng)圖 整個(gè)電站由一回路系統(tǒng)、專設(shè)安全設(shè)施、儀控及劑量監(jiān)測系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、蒸汽電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等組成。

一回路系統(tǒng)由反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器及主氦風(fēng)機(jī)組成，反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器及主氦風(fēng)機(jī)分別布置在反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器殼體兩個(gè)壓力容器內(nèi)，其間用熱氣導(dǎo)管殼體相連接，構(gòu)成“肩并肩”的布置方式，安裝在混凝土屏蔽艙室內(nèi)。

專設(shè)安全系統(tǒng)主要有包容體系統(tǒng)、余熱排出系統(tǒng)、隔離系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器事故排放系統(tǒng)。

核島輔助系統(tǒng)主要包括燃料裝卸與貯存系統(tǒng)、一回路壓力泄放系統(tǒng)、氦凈化與氦輔助系統(tǒng)、氣體采樣與分析系統(tǒng)、屏蔽冷卻水系統(tǒng)、設(shè)備冷卻水、廠用水、放射性廢物處理、反應(yīng)堆廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等。

儀、控及劑量監(jiān)測系統(tǒng)主要包括主控制室和備用停堆點(diǎn)、反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)、反應(yīng)堆控制系統(tǒng)、核測量系統(tǒng)、過程測量系統(tǒng)、地震監(jiān)測系統(tǒng)、輻射和劑量監(jiān)測系統(tǒng)、主控制室報(bào)警系統(tǒng)、核島通信系統(tǒng)、核島信號接地系統(tǒng)等。

HTR－PM 電力系統(tǒng)由廠外電力系統(tǒng)和廠用電系統(tǒng)組成。AP1000核電站簡介

AP1000是美國西屋電氣公司設(shè)計(jì)開發(fā)的一種兩環(huán)路1000MWe的非能動壓水反應(yīng)堆核電站，是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的“第三代”核電技術(shù)的代表。它的主要性能特點(diǎn)是系統(tǒng)簡化、非能動安全、數(shù)字化儀控和模塊化建造。它在全世界第一次將進(jìn)一步提高核電的安全性和經(jīng)濟(jì)性很好的統(tǒng)一起來，在批量建設(shè)的條件下，在經(jīng)濟(jì)性上具有與傳統(tǒng)火電相比的競爭能力。

下面對AP1000的幾個(gè)主要系統(tǒng)及模塊化建造進(jìn)行簡單的介紹：

1、AP1000反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)

AP1000反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的主要功能與傳統(tǒng)壓水堆核電站的功能要求相同，因而兩者的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、主要設(shè)備的安全分級、制造質(zhì)量要求、抗震要求以及選材方面的考慮也基本相同。但由于AP1000安全系統(tǒng)的非能動化，降低了冷卻劑系統(tǒng)及其相連系統(tǒng)的某些安全功能的要求，因而在冷卻劑系統(tǒng)及其設(shè)備的設(shè)計(jì)上均有許多不同的特點(diǎn)。

AP1000一回路由2個(gè)環(huán)路組成，每一個(gè)環(huán)路由一臺蒸汽發(fā)生器、一條熱段主管道、兩條冷段主管道和兩臺主泵組成，另有一臺穩(wěn)壓器連接到其中一個(gè)環(huán)路的熱管段，見圖1.2－5所示。

1）反應(yīng)堆壓力容器

AP1000反應(yīng)堆壓力容器是基于西屋公司三環(huán)路壓力容器的設(shè)計(jì)改進(jìn)而成，由上封頭、上筒體、下筒體、過渡段、下封頭組成，采用低合金鋼（SA－508 Grade3 Class1）鍛件和板材制造，筒體壁厚203mm，內(nèi)部帶有5.6mm厚的奧氏體不銹鋼（308L）堆焊層。下封頭、過渡段、下筒體和上筒體焊接在一起。下封頭上沒有貫穿件，堆芯中子測量儀表從上封頭引入，減少了下封頭貫穿件失效引起的堆芯損壞風(fēng)險(xiǎn)。此外，為了簡化反應(yīng)堆換料過程，AP1000采用一體化堆頂結(jié)構(gòu)。

2）反應(yīng)堆冷卻劑泵

主泵采用無軸封泄漏的屏蔽式主泵，入口直接焊接在蒸汽發(fā)生器底部，出口連接到冷段主管道上。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取消了主泵與蒸汽發(fā)生器之間的冷卻劑管道，降低了環(huán)路的壓降，簡化了蒸汽發(fā)生器、泵和管道支承系統(tǒng)。并且由于沒有軸密封裝置，消除了因軸密封失效導(dǎo)致失水事故的可能性，從而大大提高了安全性，也減少了泵的維修工作量。

圖1.2－5 AP1000一回路布置 泵電機(jī)是一個(gè)立式、水冷、鼠籠感應(yīng)式電機(jī)，通過螺栓與主泵殼體法蘭連接，不需要其它支撐結(jié)構(gòu)。主泵的水力部件（包括葉輪、擴(kuò)壓片以及與擴(kuò)壓片相連的結(jié)構(gòu)）直接安裝在電機(jī)單元上，中間沒有聯(lián)軸器，檢修屏蔽泵時(shí)隨同電機(jī)模塊一同拆卸。

屏蔽式主泵相對于傳統(tǒng)的軸封式主泵，在維持反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界完整性方面具有獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢，能夠顯著減少核電站失水事件的發(fā)生頻率。AP1000屏蔽式主泵結(jié)構(gòu)圖，見圖1.2－6。

3）蒸汽發(fā)生器

AP1000采用2臺典型的直立式帶有一體化汽水分離器的倒U型管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器，傳熱面積接近125000ft2（11500m2），垂直支撐由單根立柱承擔(dān)。

AP1000蒸汽發(fā)生器的主要技術(shù)特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

? 蒸汽發(fā)生器的U型傳熱管采用三角形排列，三葉狀孔（梅花孔）支撐板

圖1.2－6 主泵結(jié)構(gòu)圖 改進(jìn)了防振條工藝；

? U型傳熱管采用鎳－鉻－鐵合金690熱處理管；

? 管板上的傳熱管采用全深度液壓脹管，最大限度地防止二回路水進(jìn)入傳熱管與管板之間的縫隙；

? 蒸汽發(fā)生器在全揮發(fā)處理二次側(cè)水化學(xué)條件下運(yùn)行； ? 采用一體化的汽水分離器；

? 采用橢圓形的一次側(cè)下腔室，便于機(jī)器人工具進(jìn)出和維護(hù)保養(yǎng)。? 蒸汽發(fā)生器下封頭直接與兩臺主泵的殼體相連接 4）主管道

AP1000反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)有兩個(gè)環(huán)路，每個(gè)環(huán)路上有1條內(nèi)徑為31寸的熱段管道和2條內(nèi)徑為22寸的冷段管道；其中一個(gè)環(huán)路上接有1條螺旋形穩(wěn)壓器波動管線。

與傳統(tǒng)壓水堆相比，AP1000主管道的設(shè)計(jì)在安全方面有兩個(gè)較突出的優(yōu)點(diǎn)： ? 穩(wěn)壓器波動管的布置更加合理，有利于減少影響主管道壽命的熱分層現(xiàn)象。

? AP1000反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)應(yīng)用了LBB（先漏后裂）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，其設(shè)計(jì)理念更加先進(jìn)，簡化了一回路的支撐設(shè)計(jì)，不僅有利于在役檢查，而且有利于防止大失水事故的發(fā)生。

5）穩(wěn)壓器

AP1000穩(wěn)壓器采用傳統(tǒng)壓水堆成熟技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，由直立式筒體和上下封頭組成，容積增大到約59m3。由于穩(wěn)壓器容積率增加，AP1000相應(yīng)的瞬態(tài)響應(yīng)能力增強(qiáng)，可以減少停堆事件發(fā)生頻率，并有利于限制事件發(fā)展。

2、AP1000非能動安全系統(tǒng)

AP1000的非能動安全系統(tǒng)主要包括應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)、安注和自動降壓系統(tǒng)、余熱排出系統(tǒng)和安全殼冷卻系統(tǒng)等。

與傳統(tǒng)的壓水堆安全系統(tǒng)相比，非能動安全系統(tǒng)要簡單得多，它們不需要現(xiàn)有核電站中那些必不可少、種類繁多的安全支持系統(tǒng)，如相關(guān)的安全級交流電源、冷卻水系統(tǒng)以及安裝這些部件的抗震廠房。非能動安全系統(tǒng)的采用和系統(tǒng)的簡化，減少了運(yùn)行人員的操作。通過這些設(shè)計(jì)，AP1000機(jī)組的安全性得到了顯著的改進(jìn)，其堆芯熔化概率為3×10-7/堆年，遠(yuǎn)低于美國核電用戶要求文件（URD）要求的1×10-5/堆年。

非能動設(shè)計(jì)大幅度減少了安全系統(tǒng)的設(shè)備和部件，與同樣容量的傳統(tǒng)核電站設(shè)備相比，AP1000 的閥門、管道、電纜、泵、抗震廠房容積分別減少了50％、83％、87％、36％和56％，節(jié)省了所需的大宗材料和現(xiàn)場勞力。

3、安全殼系統(tǒng)

AP1000的安全殼為雙層結(jié)構(gòu)，外層為預(yù)應(yīng)力混凝土，內(nèi)層為鋼板結(jié)構(gòu)。安全殼及內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖見圖1.2－7。

AP1000與當(dāng)前運(yùn)行電站相比，安全殼機(jī)械貫穿件的數(shù)量大大減少，正常隔離閥處于關(guān)閉狀態(tài)的比例更高。正常打開的隔離閥也是故障自動關(guān)閉的。

圖1.2－7 安全殼

4、儀表和控制系統(tǒng)

AP1000儀控系統(tǒng)采用成熟的數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)，通過多樣化的安全級、非安全級儀控系統(tǒng)和信息提供、操作避免發(fā)生共模失效。主控室采用布置緊湊的計(jì)算機(jī)工作站控制技術(shù)，人機(jī)接口設(shè)計(jì)充分考慮了運(yùn)行電站的經(jīng)驗(yàn)反饋。

5、模塊化建設(shè)

核電廠的模塊化設(shè)計(jì)是將核電廠的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括它們的支撐和部分土建結(jié)構(gòu)，根據(jù)其組成的特點(diǎn)，切割成若干可以在工廠中進(jìn)行加工制造的模塊，如設(shè)備模塊，管道模塊，結(jié)構(gòu)模塊，土建模塊等，將這些模塊在工廠完成預(yù)制，然后利用各種交通工具將其運(yùn)抵現(xiàn)場，實(shí)施安裝。模塊化建設(shè)能夠有效地降低核電廠的建設(shè)造價(jià)，縮短建設(shè)周期，提供經(jīng)濟(jì)性。

AP1000在建造中大量采用模塊化建造技術(shù)。模塊建造是電站詳細(xì)設(shè)計(jì)的一部分，整個(gè)電站共分4種模塊類型，其中結(jié)構(gòu)模塊122個(gè)，管道模塊154個(gè)，機(jī)械設(shè)備模塊55個(gè)，電氣設(shè)備模塊11個(gè)。模塊化建造技術(shù)使建造活動處于容易控制的環(huán)境中，在制作車間即可進(jìn)行檢查，經(jīng)驗(yàn)反饋和吸取教訓(xùn)更加容易，保證建造質(zhì)量。平行進(jìn)行的各個(gè)模塊建造大量減少了現(xiàn)場的人員和施工活動。

通過與前期工程平行開展的按模塊進(jìn)行混凝土施工、設(shè)備安裝的建造方法，AP1000的建設(shè)周期大大縮短至60個(gè)月，其中從第一罐混凝土到裝料只需36個(gè)月。EPR核電系統(tǒng)簡介

EPR 是法馬通和西門子公司聯(lián)合開發(fā)的第三代壓水堆核電站。EPR保持了壓水堆技術(shù)的延續(xù)性，采納了法、德兩國最新投入運(yùn)行的N4和Konvoi反應(yīng)堆所應(yīng)用的新技術(shù)，與傳統(tǒng)的壓水堆型相比，它達(dá)到了法國核安全局對未來壓水堆核電站提出的核安全標(biāo)準(zhǔn)，并提高了核電的經(jīng)濟(jì)競爭力，EPR的電廠效率能達(dá)到36%～37%，發(fā)電成本將比N4系列低10％。

EPR為單堆布置四環(huán)路機(jī)組，電功率1525MWe，設(shè)計(jì)壽命60年。EPR為雙層安全殼設(shè)計(jì)，內(nèi)層為直徑46.8米、高度57.5米的預(yù)應(yīng)力混凝土，外層采用加強(qiáng)型的鋼筋混凝土殼抵御外部災(zāi)害，內(nèi)、外層的厚度都是1.3米，內(nèi)外之間為環(huán)行空間，相距1.80米。內(nèi)層安全殼帶有防泄漏的金屬襯里覆面。2.6米厚的安全殼可抵御墜機(jī)等外部侵襲。EPR主設(shè)備包括:一臺反應(yīng)堆壓力容器、四臺蒸汽發(fā)生器、四臺主泵、一臺穩(wěn)壓器以及相互之間連接的主管道。

1、反應(yīng)堆壓力容器

EPR反應(yīng)堆壓力容器由頂蓋、筒體和球形下封頭組成，設(shè)計(jì)壽期60年，由鍛造的鐵素體鋼16MND5制造，重409t，長11m，直徑約6m，環(huán)形鍛件，無縱向焊縫，活性區(qū)無焊縫。大型焊縫的數(shù)量和幾何尺寸減少，上部筒體為整體鍛件機(jī)加工而成，法蘭與接管段殼體是一體的，法蘭與接管段之間焊縫減少再加上管嘴可調(diào)節(jié)式設(shè)計(jì)，這樣就增加了管嘴到堆芯頂部的垂直距離，因此在假設(shè)冷卻劑喪失下，操縱員將有更多時(shí)間應(yīng)對堆芯裸露危險(xiǎn)。壓力容器下部有堆芯高度的圓筒形部分、過渡段及球形下封頭組成。因?yàn)槎研緝?nèi)儀表由壓力容器頂部上封頭引入，因此下封頭沒有任河貫穿件通過。整個(gè)內(nèi)表面堆焊奧氏體不銹鋼覆蓋層，為減少腐蝕產(chǎn)物放射源項(xiàng)，規(guī)定堆焊材料的殘余鈷含量低，小于0.06%。在設(shè)計(jì)壽期末RPV材料延脆性轉(zhuǎn)變溫度RTNDT要求仍低于30℃。壓力容器的設(shè)計(jì)便于在役檢查期間進(jìn)行無損檢驗(yàn)，特別是其內(nèi)表面是可接近的，允許從內(nèi)部對焊接接頭進(jìn)行100%的目視及超聲波檢查。

2、蒸汽發(fā)生器

EPR也采用U形管束立式蒸汽發(fā)生器，裝備有自然循環(huán)熱交換器及軸向節(jié)能器。單位重量約539t，長約25m，直徑約6m。蒸汽發(fā)生器下封頭采用一體鍛制而成。EPR蒸汽發(fā)生器增加了熱交換面積并采用軸向節(jié)能器，因而飽和蒸汽壓力能夠達(dá)到7.8MPa，而且電廠效率能達(dá)到36%～37%。管束材料采用因科鎳690合金，鈷含量平均值低于0.015%，管束圍板由18MND5鋼制成的。

3、穩(wěn)壓器

EPR穩(wěn)壓器重150t，長14m，直徑3m。所有的穩(wěn)壓器邊界部件，除加熱器貫穿件外，都是鐵素體鍛鋼制成，并有兩層堆焊覆面。鋼的等級同反應(yīng)堆壓力容器。加熱器貫穿件采用不銹鋼材料，焊接材料為因科鎳合金。穩(wěn)壓器由一組焊在本體上的支架支撐。側(cè)向的限制器可以防止穩(wěn)壓器在假想地震或事故中發(fā)生擺動。EPR在穩(wěn)壓器封頭和閥門之間設(shè)有一層樓板，便于加熱器更換并降低閥門維修時(shí)的輻射劑量。

EPR 穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)壽命60年。

4、主泵

EPR有4個(gè)輸熱環(huán)路，在每個(gè)環(huán)路中的冷管段上均安裝有一臺主泵。反應(yīng)堆主泵是N4反應(yīng)堆主泵的增強(qiáng)型，其特點(diǎn)是葉輪末端安裝了靜液壓軸承，因此軸線振動水平非常低。

增加了新的安全裝置“停車密封”作為軸密封的備用。軸密封以靜密封作為備用，一旦泵停止運(yùn)行并且泄漏管線關(guān)閉時(shí)，停車密封就關(guān)閉。它在所有各級軸密封系統(tǒng)逐級失效情況下或同時(shí)失去設(shè)備冷卻水和用于密封的化容注入水情況下，保證軸的密封性能。

5、主管道

EPR主管道材質(zhì)采用奧氏體超低碳不銹鋼；主管道為Z2CN19.10型，主管道尺寸為Φ780×76mm；波動管為Z2CND18.12型，波動管尺寸為Φ325.5×35mm。管道的焊接工藝實(shí)施了重大改進(jìn)，使用軌道窄間隙TIG焊接技術(shù)得到均勻的圓周焊縫。使用自動TIG機(jī)焊接，大大減少了焊接金屬體積并提高了焊接質(zhì)量。奧氏體與鐵素體部件之間的雙金屬焊通過因科鎳52直接自動焊接進(jìn)行。輔助及儀表管線通過接管、支管及管接頭與主管道連接。大的接管與主管道采用整體鍛制，小的接管焊在主管道上，化容系統(tǒng)的接管與主管道采用整體鍛造，目的在于提高抗熱疲勞能力。

第三篇：核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢.

核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢 雙擊自動滾屏

發(fā)布者：秘書處 發(fā)布時(shí)間：2009-7-1 閱讀：660次 核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢 劉 杰

（西安核儀器廠）

[摘要] 本文概述了核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)儀表及其主要單元部件的功能和用途、系統(tǒng)配置、國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和差距；為適應(yīng)國家快速發(fā)展核電的節(jié)奏以及實(shí)現(xiàn)核電裝備制造國產(chǎn)化要求，提出了以自主研發(fā)、自主創(chuàng)新與引進(jìn)技術(shù)、消化吸收再創(chuàng)新相結(jié)合的產(chǎn)品研發(fā)思路。1 輻射監(jiān)測系統(tǒng)簡介

核電站與其它種類電站的主要差別是核反應(yīng)堆運(yùn)行中伴有核輻射產(chǎn)生，所以輻射監(jiān)測系統(tǒng)是核電站必不可少的組成部分。系統(tǒng)所獲取的輻射變化信息對保護(hù)工作人員免受輻照、保護(hù)環(huán)境及保證核電站安全運(yùn)行有重要作用，對分析核電廠的故障和事故具有重要價(jià)值。

核電廠的輻射測量主要涉及輻射監(jiān)測、保健物理、實(shí)驗(yàn)室分析測量、環(huán)境監(jiān)測等。其中，本文重點(diǎn)闡述的輻射監(jiān)測系統(tǒng)可分為區(qū)域輻射監(jiān)測、排出流輻射監(jiān)測及工藝輻射監(jiān)測，通過測量輻射水平的高低實(shí)現(xiàn)對核電站屏蔽完整性、設(shè)備工作狀態(tài)、人員受照劑量的有效監(jiān)測和控制，從而最終保證核電站的安全運(yùn)行，防止任何超劑量事故發(fā)生。

輻射監(jiān)測系統(tǒng)通常由若干各自獨(dú)立的測量道、中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用軟件等構(gòu)成；各測量道包含相互連接的各種功能部件（探測裝置、處理和顯示單元等）。核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)通常分為三個(gè)層次：即輻射探測、數(shù)據(jù)測量和顯示以及中央 數(shù)據(jù)采集和管理。

核輻射的探測對象主要包括區(qū)域γ放射性監(jiān)測、氣載氣溶膠α、β放射性監(jiān)測、惰性氣體β、γ放射性監(jiān)測、放射性碘γ監(jiān)測以及液體（水）γ放射性監(jiān)測等，根據(jù)現(xiàn)場的不同監(jiān)測對象（所關(guān)注的射線、核素或介質(zhì)）、安全級別和輻射水平，所選用的輻射探測器種類、監(jiān)測道設(shè)備安全等級（安全級和非安全級）和量程范圍會各不相同，所以，在現(xiàn)場安置的輻射測量道應(yīng)具有適應(yīng)現(xiàn)場要求的良好的物理指標(biāo)和性能，能可靠、準(zhǔn)確、及時(shí)地反映現(xiàn)場輻射水平的變化。2 輻射監(jiān)測儀表技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

中國核電從上世紀(jì)80年代開始起步，到現(xiàn)在建成并投入商業(yè)運(yùn)行的共有11臺機(jī)組，其中3臺機(jī)組主要是靠我們的技術(shù)力量完成的，其中一臺機(jī)組是秦山一期30萬千瓦的原型堆，該堆型已出口巴基斯坦4臺機(jī)組（包括已發(fā)電的兩臺機(jī)組和正在建設(shè)中的C-2核電項(xiàng)目），另兩臺機(jī)組是秦山二期的2臺60萬千瓦機(jī)組，在這3臺機(jī)組中，除少部分技術(shù)較復(fù)雜且價(jià)值較高的輻射監(jiān)測儀表采用國外產(chǎn)品外（如事故及事故后類儀表、PIG監(jiān)測儀等），其它大部分的輻射監(jiān)測系統(tǒng)儀表設(shè)備均采用了國產(chǎn)的產(chǎn)品；而另外的8臺機(jī)組可以說全部或絕大部分采用了國外的輻射監(jiān)測儀表產(chǎn)品，國產(chǎn)輻射監(jiān)測儀表和設(shè)備屈指可數(shù)。

根據(jù)國家大力發(fā)展核電的戰(zhàn)略部署，到2020年我國核電運(yùn)行裝機(jī)容量將達(dá)到4000萬千瓦，占屆時(shí)全部發(fā)電裝機(jī)容量的4％左右，這意味著為核電裝備制造企業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇。然而因近年來關(guān)于中國核電發(fā)展的技術(shù)路線之爭，也對核電產(chǎn)業(yè)鏈下游的裝備制造企業(yè)帶來了無所適從之感，缺乏從核電發(fā)展總體方面的宏觀引導(dǎo)，在一定程度上無法把握儀控設(shè)備的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)構(gòu)建的技術(shù)發(fā)展方向，并且對已有的技術(shù)模式可能會喪失有效的延續(xù)性；加之，國內(nèi)裝備制造企業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)、科研能力、資金支持就相對薄弱，裝備制造企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)活動似乎只能缺乏前瞻性地被動進(jìn)行。

從國家核電發(fā)展的技術(shù)路線來看，我國投入商業(yè)運(yùn)行的11個(gè)核電機(jī)組，除秦山一期的原型堆外，其它機(jī)組采用了整體引進(jìn)國外技術(shù)或“仿造”的模式，加上國內(nèi)特殊的市場環(huán)境，這使得國外進(jìn)口的核裝備技術(shù)和產(chǎn)品，在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)都具備很大的市場空間。由于國內(nèi)核行業(yè)尚未建立和形成以企業(yè)為核心的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制，核電產(chǎn)業(yè)鏈下游的裝備制造企業(yè)，只能依靠自身能力，在缺乏支持的科研條件下滾動發(fā)展，這也就是為什么從實(shí)驗(yàn)室分析、在線監(jiān)測、保健物理以及環(huán) 境監(jiān)測等各類國外核輻射測量產(chǎn)品在國內(nèi)大行其道，而國內(nèi)具有一定科研生產(chǎn)能力的核儀器制造企業(yè)的市場空間變得越來越小。

近年來，盡管國內(nèi)輻射監(jiān)測儀表技術(shù)隨著核電建設(shè)步伐的加快而有較快的發(fā)展，各科研院所、企業(yè)紛紛研發(fā)新產(chǎn)品，填補(bǔ)了不少單機(jī)產(chǎn)品空白，但總體來說，輻射監(jiān)測儀表在產(chǎn)品覆蓋面、標(biāo)準(zhǔn)化程度、系統(tǒng)構(gòu)建等方面還存在較大差距。由于市場的開放，在歷年來國內(nèi)的核電工程項(xiàng)目及各類核設(shè)施輻射監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備的招投標(biāo)過程中，國內(nèi)企業(yè)都遭遇了來自國外供貨商的激烈競爭，同時(shí)國內(nèi)也涌現(xiàn)了不少國外產(chǎn)品的代理商和貿(mào)易公司，使國內(nèi)有一定技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)能力的企業(yè)，無論在市場和技術(shù)方面都陷入兩難的境地，中國核電亟需建立以企業(yè)為主體的技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新體系。3 輻射監(jiān)測技術(shù)發(fā)展趨勢

輻射監(jiān)測技術(shù)隨著科技的進(jìn)步也產(chǎn)生了巨大的飛躍，從70年代簡單的模擬率表形式，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，當(dāng)今的核電站輻射監(jiān)測技術(shù)已步入充分體現(xiàn)“用戶化”概念的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。3.1系統(tǒng)主要部件 3.1.1 探測裝置

在傳統(tǒng)探測方法的基礎(chǔ)上（如電離室探測器、閃爍探測器等），新型的半導(dǎo)體探測器（如PIPS型硅探測器等）將更加廣泛地運(yùn)用到輻射監(jiān)測儀表的探測裝置中；由于采用新工藝和新材料，探測裝置的外型尺寸將會大幅縮小，鉛屏蔽減小甚至可以去除，便于集成在輻射監(jiān)測現(xiàn)場的“一體化”機(jī)架中；可通過多種方式對探測器工作性能進(jìn)行檢查（包括光測試、電測試、探測器內(nèi)置源、溫度傳感器等），無需外部檢查源裝置。3.1.2 就地處理單元（LPU）

就地處理單元（LPU）是輻射監(jiān)測系統(tǒng)的核心部件，它與探測器相連，給探測器供電并獲取來自探測器輸出的模擬測量信號，通過其內(nèi)置的合適的算法，以所需的單位（Gy/h，Bq/m3等）給出輻射測量值以及輸出報(bào)警和故障信息、存儲歷史值和歷史事件、譜的產(chǎn)生和存儲、對外模擬量/數(shù)字量輸入輸出、RS-485網(wǎng)絡(luò)連接等功能。

就地處理單元（LPU）在硬件上具有很強(qiáng)的互換性，根據(jù)探測器的不同，通過寫入不同的特定算法，適用于不同的應(yīng)用和監(jiān)測對象。但每種算法都具有一些共性特征，如計(jì)數(shù)死時(shí)間的動態(tài)修正、本底的靜態(tài)或動態(tài)補(bǔ)償、數(shù)據(jù)平滑功能等。系統(tǒng)應(yīng)用軟件包含：“數(shù)據(jù)采集和管理軟件”、“維護(hù)和設(shè)置軟件”、“譜分析處理軟件”、“仿真軟件”等。

由此看出，應(yīng)用于未來批量投產(chǎn)的百萬千瓦級壓水堆核電站的輻射監(jiān)測系統(tǒng)，通過采用高性能核探測裝置、智能化的處理和顯示部件單元，運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及功能強(qiáng)大的應(yīng)用軟件，可以以簡單、靈活的方式構(gòu)建系統(tǒng)，體現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字化和用戶化、部件模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化、易于安裝、維修和維護(hù)的特點(diǎn)。4 核儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路

首先，企業(yè)自身應(yīng)堅(jiān)持自主創(chuàng)新與引進(jìn)技術(shù)、消化吸收和再創(chuàng)新相結(jié)合，加強(qiáng)內(nèi)部合作。根據(jù)國家核電建設(shè)的“以我為主、中外合作、引進(jìn)技術(shù)、推進(jìn)國產(chǎn)化”的原則，作為核電裝備制造企業(yè)，應(yīng)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，而科技創(chuàng)新離不開國際合作，只有這樣才能使核電裝備制造企業(yè)在核電大發(fā)展的機(jī)遇中步入快車道。

“M-2036數(shù)字化就地處理箱”是由西安核儀器廠自主研制和開發(fā)的應(yīng)用于核電站輻射監(jiān)測系統(tǒng)的一種技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的就地處理顯示裝置，它可與多種探測裝置相連接組成各種輻射監(jiān)測通道，各監(jiān)測通道通過該設(shè)備聯(lián)網(wǎng)以后，可以方便地組成規(guī)模不等的輻射監(jiān)測系統(tǒng)。

該項(xiàng)目科研自2006年3月正式啟動，通過了由上級主管部門及設(shè)計(jì)院組成的評審組的設(shè)計(jì)方案評審，之后完成了兩臺科研樣機(jī)的加工、調(diào)試工作；從2007年初開始，進(jìn)行了小批量6臺樣機(jī)的加工、組裝和調(diào)試，并分別與6臺不同型號的輻射監(jiān)測儀探測裝置連接，先后進(jìn)行了環(huán)境試驗(yàn)、電氣安全性試驗(yàn)、電磁兼容性試驗(yàn)、磨損試驗(yàn)、耐輻照試驗(yàn)、振動試驗(yàn)、熱老化試驗(yàn)、地震試驗(yàn)以及由第三方進(jìn)行的1E級輻射監(jiān)測儀表軟件驗(yàn)證和確認(rèn)。試驗(yàn)證明，該產(chǎn)品的所有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)達(dá)到了規(guī)定的目標(biāo)和技術(shù)要求，目前該產(chǎn)品已投入批量生產(chǎn)。

電磁兼容性設(shè)計(jì)在以往類似的產(chǎn)品中未能很好地解決，在該產(chǎn)品研制過程中，設(shè)計(jì)中采取了各種措施來解決該難點(diǎn)問題，包括：機(jī)箱采用EMC機(jī)箱；對易感受電磁

核儀器產(chǎn)品的研究起點(diǎn)和技術(shù)水平，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)也建議行業(yè)主管部門給予核儀器產(chǎn)業(yè)更大力度的政策引導(dǎo)，相關(guān)行業(yè)協(xié)會可以起到橋梁作用，拉進(jìn)國內(nèi)科研院所、院校的間距離，建立有效的合作共贏機(jī)制，使國內(nèi)各核儀器相關(guān)單位，能以國家大力發(fā)展核電為契機(jī)，實(shí)現(xiàn)跨越式、可持續(xù)發(fā)展。

第四篇：核電廠設(shè)備安全分級

第四節(jié) 核電廠設(shè)備安全功能及分析

核電廠的系統(tǒng)、設(shè)備和構(gòu)筑物對于電廠安全的作用比一般常規(guī)系統(tǒng)設(shè)備和構(gòu)筑物更大，因而提出了設(shè)備的安全功能以及按其對安全的重要性分級的概念。這種安全功能分級稱為“安全等級”。劃分安全等級的目的是提供分級設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對于不同安全等級的設(shè)備規(guī)定不同的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)的要求。這樣既提高了核電廠安全性，又避免了對某些設(shè)備要求過嚴(yán)的現(xiàn)象。

安全功能及分析方法

核電廠安全的基本目標(biāo)是限制居民和核電廠工作人員在電廠所有運(yùn)行工況和事故工況下所受到的射線照射。

為保證必要的安全性，執(zhí)行安全功能的系統(tǒng)執(zhí)行下列功能：

為安全停堆和維持其安全停堆狀態(tài)提供手段；

為停堆后從堆芯導(dǎo)出余熱提供手段；

在事故后為防止放射性物質(zhì)的釋放提供手段，以確保事故工況之后的任何釋放不超過容許極限。

為實(shí)現(xiàn)上述要求，國際原子能機(jī)構(gòu)在安全導(dǎo)則50-SG-D1中，我國國家核安全局在1986年發(fā)布的安全導(dǎo)則[2-５]中均規(guī)定了20種安全功能項(xiàng)目。主要內(nèi)容有：在完成所有停堆操作后，將反應(yīng)堆維持在安全停堆狀態(tài)；將其它安全系統(tǒng)的熱量轉(zhuǎn)移到最終熱阱；維持反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的完整性；限制安全殼內(nèi)的放射性物質(zhì)向外釋放等。

為了對每項(xiàng)功能按其對安全的重要性分級，可以采用確定論和概率論兩種分級方法。

確定論法常對那些對安全有重要作用的、其損壞會導(dǎo)致嚴(yán)重放射性釋放事故的系統(tǒng)、設(shè)備和構(gòu)筑物提出各種要求。這些要求帶有強(qiáng)制性而不需要直接考慮損壞的幾率或減輕事故后果的作用。

概率論法則根據(jù)需要某一安全功能所起的作用幾率以及該安全功能失效的后果來評價(jià)安全重要性。此法在確定各系統(tǒng)、設(shè)備和構(gòu)筑物的安全重要性的相對值時(shí)特別有用。

大多數(shù)國家同時(shí)采用兩種方法，通過對各種堆型所作大量假想事故分析的研究成果，可評價(jià)發(fā)生假想事故時(shí)執(zhí)行某安全功能的幾率以及該安全功能失效的后果。安全分級

安全一級

安全一級主要包括組成反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)承壓邊界的所有部件。

安全一級包括反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中主要承壓設(shè)備：反應(yīng)堆壓力容器、主管道以及延伸到并包括第二個(gè)隔離閥的連接管道（內(nèi)徑大到破損后正常補(bǔ)水系統(tǒng)不能補(bǔ)償冷卻劑的流失）、反應(yīng)堆冷卻劑泵、穩(wěn)壓器、蒸汽發(fā)生器的一次側(cè)和控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的殼體。

安全一級設(shè)備選用的設(shè)計(jì)等級為一級，質(zhì)量為A組。美國聯(lián)邦法規(guī)規(guī)定，必須按實(shí)際可能的最高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)、制造、安裝及試驗(yàn)。具體地說應(yīng)符合美國機(jī)械工程師協(xié)會（ASME）規(guī)范第Ⅲ篇（核動力裝置部件）第一分冊中關(guān)于一級設(shè)備的規(guī)定。

安全二級

主要指反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)承壓邊界內(nèi)不屬于安全一級的各種部件，以及為執(zhí)行所有事故工況下停堆、維持堆芯冷卻劑總量和排出堆芯熱量及限制放射性物質(zhì)向外釋放的各種部件。例如如下一些部件：

反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)承壓邊界部件中非核一級設(shè)備和部件：余熱排除系統(tǒng)、安全注入系統(tǒng)及安全殼噴淋系統(tǒng)等。

構(gòu)成反應(yīng)堆安全殼屏障的設(shè)備和部件：安全殼及隔離貫穿反應(yīng)堆廠房的流體系統(tǒng)的閥門和部件，二回路系統(tǒng)直至反應(yīng)堆廠房外第一個(gè)隔離閥的部分，安全殼內(nèi)氫氣控制監(jiān)測系統(tǒng)及堆芯測量系統(tǒng)的設(shè)備和部件。

安全三級

主要指下述一些系統(tǒng)的設(shè)備：

為控制反應(yīng)性提供硼酸的系統(tǒng)；

輔助給水系統(tǒng)；

設(shè)備冷卻水系統(tǒng)；

乏燃料池冷卻系統(tǒng)；

應(yīng)急動力的輔助系統(tǒng)；

為安全系統(tǒng)提供支持性功能的設(shè)施（例如燃料、壓縮空氣、液壓動力、潤滑劑等系統(tǒng)設(shè) 施）；

空氣和冷卻劑凈化系統(tǒng)；

放射性廢物貯存和處理系統(tǒng)。

安全四級

核島中不屬于安全一、二、三級的設(shè)備為非核安全等級。但非核安全級的設(shè)備設(shè)計(jì)制造應(yīng)按非核規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中較高的要求執(zhí)行，必要時(shí)，還應(yīng)附加與安全的重要性相適應(yīng)的補(bǔ)充設(shè)計(jì)要求。

兩個(gè)不同安全等級的系統(tǒng)的接口，其安全等級應(yīng)屬于相連系統(tǒng)中較高的安全等級。

抗震分類

在設(shè)計(jì)上要滿足承受一定地震載荷要求的機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備，被定義為抗震設(shè)備。

我國的核安全法規(guī)將抗震類別分為三類，即抗震I類、抗震II類和非抗震類（NA）。

抗震I類指的是核電廠中損壞會直接或間接造成事故工況、用來實(shí)施停堆或維持安全停堆并排除余熱的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和設(shè)備。抗震I類設(shè)備包括安全一級、二級、三級和LS級及1E級的電氣設(shè)備。

所有與安全有關(guān)的廠房和土建構(gòu)筑物都是抗震I類的，在設(shè)計(jì)上要滿足能承受安全停堆地震載荷的要求。其它部件和設(shè)備也可按其對安全的重要程度所需抗震能力來校核。

抗震I類表明設(shè)備的設(shè)計(jì)要滿足能承受安全停堆地震（SSE）引起的載荷要求。安全停堆地震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，分析當(dāng)?shù)氐乇硐挛镔|(zhì)的特性的基礎(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當(dāng)?shù)貧v史上發(fā)生過的最大地震再加上一個(gè)適當(dāng)?shù)陌踩Ａ亢蟠_定的。

抗震Ⅱ類表明設(shè)備的設(shè)計(jì)要滿足能承受運(yùn)行基準(zhǔn)地震（OBE）引起的載荷要求。

第五篇：城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營安全和可靠性分析

城市軌道交通

城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營安全和可靠性分析

摘 要 采用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn),闡述城市軌道交通系統(tǒng)安全性與可靠性的概念。城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營安全和可靠性是必須面對的一個(gè)重要問題。討論了影響城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營安全和可靠性的相關(guān)因素和整體研究軌道交通系統(tǒng)安全性與可靠性的方法和途徑, 包括加強(qiáng)人員培訓(xùn)、加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)、提高技術(shù)裝備水平、制定應(yīng)急預(yù)案、預(yù)案演練等。定義了故障、事故和突發(fā)事件的概念及其相互關(guān)系,論述了技術(shù)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸能力、運(yùn)營組織方案、突發(fā)事件等主要因素對運(yùn)營安全和可靠性的影響。

關(guān)鍵詞 城市軌道交通、運(yùn)營安全、可靠性

安全和可靠性是城市軌道交通運(yùn)營中不可忽視的重要環(huán)節(jié)。“安全第一”是乘客的基本需求和首要標(biāo)準(zhǔn),也是軌道交通運(yùn)營管理永恒的主題。運(yùn)營安全和可靠性水平綜合反映了軌道交通運(yùn)營管理水平和運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量,是城市軌道交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順暢、高效運(yùn)營的前提。高運(yùn)營可靠性不僅是軌道交通運(yùn)營管理追求的目標(biāo),也是滿足乘客需求、獲得良好社會和經(jīng)濟(jì)效益的根本保證。雖然城市軌道交通的安全性與可靠性要遠(yuǎn)高于其他交通方式,但由于城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營工作牽涉到城市千百萬乘客安全正點(diǎn)出行,對建設(shè)和諧社會的影響重大,所以必須不斷地研究和提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性與可靠性水平。城市軌道交通系統(tǒng)是人、機(jī)、環(huán)境三方面相互作用的包含多種專業(yè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的客運(yùn)系統(tǒng),它的安全性與可靠性不僅要在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造時(shí)給予充分考慮,并且在運(yùn)營管理中也要不斷研究、改進(jìn)和提高;不僅要考慮單個(gè)設(shè)施(設(shè)備)的安全性與可靠性,還需要從系統(tǒng)的角度整體研究其安全性與可靠性問題,發(fā)現(xiàn)各種潛在的不安全因素和故障模式,為整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)營管理工作和設(shè)施(設(shè)備)改造計(jì)劃提供理論依據(jù)。城市軌道交通日常運(yùn)營管理中,涉及運(yùn)營安全和可靠性的事件主要體現(xiàn)在兩方面:一是由于恐怖襲擊、自然災(zāi)害、人為破壞等原因發(fā)生的火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性重大事件,造成生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失。一般情況下,發(fā)生突發(fā)事件的概率很低。二是由于客流波動、技術(shù)設(shè)備故障、運(yùn)營組織等原因,引起列車運(yùn)行延誤、列車運(yùn)行中斷等列車運(yùn)行“大間隔”故障,造成乘客的出行延誤。相比較而言,故障的發(fā)生率是很高的,但是一般不會引起地鐵的安全問題,只是降低了地鐵運(yùn)營的可靠性。因此,理清運(yùn)營安全和可靠性的一些基本定義及其相互關(guān)系,對確立城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營安全和可靠性的對策很重要。

對于我國城市軌道交通系統(tǒng)的安全性與可靠性研究,目前無論是理論研究還是應(yīng)用實(shí)踐層面,均尚未形成完整的體系。本文采用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn),闡述城市軌道交通系統(tǒng)安全性與可靠性的概念,探索整體研究軌道交通系統(tǒng)安全性與可靠性的方法,構(gòu)建城市軌道交通系統(tǒng)安全性與可靠性工程框架以及管理組織結(jié)構(gòu)和信息流程框架。

1.運(yùn)營安全和可靠性的定義及相互關(guān)系

城市軌道交通運(yùn)營安全和可靠性是反映地鐵系統(tǒng)正常運(yùn)營情況的總體概念。然而從后果及造成的影響看,運(yùn)營安全與可靠性則具有完全不同的內(nèi)涵。運(yùn)營中發(fā)生的安全問題除了造成列車運(yùn)行延誤、運(yùn)營生產(chǎn)中斷外,更重要的是涉及到人民生命財(cái)產(chǎn)損失、設(shè)施設(shè)備破壞等重大問題;而運(yùn)營中的可靠性問題則主要涉及運(yùn)營生產(chǎn)的穩(wěn)定、運(yùn)輸質(zhì)量的好壞。因此,加強(qiáng)和提高城市軌道交通運(yùn)營安全與可靠性,首先要從引起城市軌道交通運(yùn)營安全與可靠性事件的原因出發(fā),科學(xué)地對運(yùn)營安全和可靠性進(jìn)行定義。

影響城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營安全和可靠性的因素統(tǒng)稱為事件。根據(jù)其發(fā)生的原因、特點(diǎn)以及造成的后果和影響,可分為故障、事故和突發(fā)事件三類。當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)的可靠性出現(xiàn)下降,則容易出現(xiàn)故障；當(dāng)故障出現(xiàn)后,不僅造成系統(tǒng)性能的下降,而且可能會導(dǎo)致事故的發(fā)生,即系統(tǒng)安全性下降。反之,當(dāng)有事故發(fā)生時(shí),系統(tǒng)性能會下降或無法運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)的事故從可靠性角度講就是故障。

1)故障

故障是因設(shè)備質(zhì)量原因或操作不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用,須人工干預(yù)或維修的事件,根據(jù)表現(xiàn)和影響程度可分為輕微故障、一般故障和嚴(yán)重故障。輕微故障可以迅速排除,一般不會影響運(yùn)營可靠性；一般故障將造成短時(shí)間的列車運(yùn)行秩序混亂,部分列車運(yùn)行延誤；嚴(yán)重故障則會導(dǎo)致較長時(shí)間的運(yùn)營中斷,嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)營可靠性。

2)事故

事故是因故障或工作人員操作不當(dāng)而造成人員傷亡、設(shè)備損壞,影響可靠性

或危及運(yùn)營安全的事件。事故根據(jù)其表現(xiàn)、影響程度與范圍,可分為一般事故、險(xiǎn)性事故、大事故、重大事故等；按其專業(yè)性質(zhì)可分為行車事故、客運(yùn)組織事故、電力傳輸事故等。

3)突發(fā)事件

突發(fā)事件是指由故障、事故或其他原因(人為、環(huán)境、社會事件等)引起的、突然發(fā)生的、嚴(yán)重影響或可能影響運(yùn)營安全與秩序的事件。突發(fā)事件根據(jù)其影響程度與范圍可分為一般突發(fā)事件、險(xiǎn)性突發(fā)事件、大突發(fā)事件和嚴(yán)重突發(fā)事件等；根據(jù)其引發(fā)原因又可分為運(yùn)營引發(fā)突發(fā)事件、外來人員引發(fā)突發(fā)事件、環(huán)境引發(fā)突發(fā)事件等。

事故中,有部分是由于故障引起的,突發(fā)事件中又有部分是由故障和事故所引起。一般地,故障、事故、突發(fā)事件在城市軌道交通系統(tǒng)日常運(yùn)營過程中的發(fā)生概率有很大差別。故障可以認(rèn)為是多發(fā)事件,大部分故障不會對運(yùn)營安全造成很大的影響,但會影響運(yùn)營的可靠性,降低運(yùn)營質(zhì)量。事故和突發(fā)事件發(fā)生概率較小,嚴(yán)重的事故和突發(fā)事件可以認(rèn)為是小概率事件,但是事故和突發(fā)事件對運(yùn)營安全造成極大危害,甚至造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此,在處置和預(yù)防不同的事件種類時(shí),應(yīng)有相應(yīng)的側(cè)重點(diǎn)。對于一般性的故障,應(yīng)側(cè)重于設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)、運(yùn)營管理的優(yōu)化等；而對于可能造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的嚴(yán)重事故或突發(fā)事件,則應(yīng)側(cè)重預(yù)防和應(yīng)急處置。

2.城市軌道交通系統(tǒng)安全性與可靠性指標(biāo)

系統(tǒng)安全性指標(biāo)可以用整個(gè)系統(tǒng)或某條線路的人員傷亡率和設(shè)備(設(shè)施)損失率來反映保障“乘客和員工不受傷害以及設(shè)備(設(shè)施)不遭破壞”的能力。

系統(tǒng)可靠性指標(biāo)可以用整個(gè)系統(tǒng)或某條線路的運(yùn)營可靠度、運(yùn)營恢復(fù)度及運(yùn)營利用率等來表示保障“乘客準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地”的能力

3.影響運(yùn)營安全和可靠性的主要因素

1)技術(shù)設(shè)備

技術(shù)設(shè)備的日常管理和維護(hù)直接影響著系統(tǒng)的運(yùn)營安全和可靠性。城市軌道交通系統(tǒng)包含了以下主要設(shè)備:線路及車站、車輛及車輛段、通信信號、供電、環(huán)控設(shè)施、售檢票以及防災(zāi)監(jiān)控報(bào)警設(shè)備等。只有各項(xiàng)技術(shù)設(shè)備協(xié)同可靠工作,才能保證列車安全高效地完成運(yùn)輸任務(wù)。城市軌道交通的線路長度、站間距離相

對較短,列車種類單一,因此為了保持列車運(yùn)行秩序穩(wěn)定,列車運(yùn)行控制系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)可以自動調(diào)整列車的運(yùn)行狀態(tài)。城市軌道交通車站一般不設(shè)置配線,列車在車站正線上辦理客運(yùn)作業(yè),如果一列車出現(xiàn)故障,將直接影響到后續(xù)列車的正常運(yùn)營。因此,整個(gè)軌道交通系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)和管理是十分關(guān)鍵的。

2)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸能力

城市軌道交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸能力體現(xiàn)了運(yùn)輸效率。提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸能力,可以最大程度地滿足乘客出行要求,安全高效地完成輸送任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸能力主要影響軌道交通運(yùn)行系統(tǒng)的可靠性,列車一旦發(fā)生延誤不僅會影響到自身線路的正常運(yùn)行,而且會影響到網(wǎng)絡(luò)中其他列車的正常運(yùn)行。因此,提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸能力,減少列車的運(yùn)行延誤對提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性是很重要的。

3)運(yùn)營組織方案

城市軌道交通應(yīng)為乘客提供滿意的出行服務(wù),良好的運(yùn)營組織是這種供給的前提和保證。在一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備條件下,采用的運(yùn)營方案應(yīng)針對客流變化的情況,有利于提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體運(yùn)輸能力,適應(yīng)客流需求,增加運(yùn)營效益和運(yùn)營可靠性,滿足乘客在出行安全、舒適、準(zhǔn)時(shí)等方面的要求。

4)突發(fā)事件

除了系統(tǒng)本身可能影響城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營安全和可靠性的因素外,自然災(zāi)害、恐怖襲擊、人為破壞等突發(fā)事件也是影響運(yùn)營和可靠性的關(guān)鍵因素。這些突發(fā)事件的發(fā)生,將會造成重大的人身傷亡、財(cái)產(chǎn)損失以及運(yùn)營中斷,產(chǎn)生軌道交通運(yùn)營的安全問題。因此,必須加強(qiáng)自然災(zāi)害、恐怖襲擊或人為破壞事件的預(yù)警和發(fā)生后的應(yīng)急處置,最大程度地降低人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

4.提高運(yùn)營安全和可靠性的途徑

1)建立完善安全規(guī)章，安全生產(chǎn)有章可循

完善安全規(guī)章制度是抓好運(yùn)營安全工作的保障。規(guī)章制度是管理工作的基礎(chǔ)，建立科學(xué)的、完善的、全面的安全生產(chǎn)管理制度，使安全生產(chǎn)有章可循，是非常重要的。在地鐵開通運(yùn)營前狠抓安全規(guī)章制度的建設(shè)，用規(guī)章制度約束員工的工作行為，為員工提供安全生產(chǎn)指引。在嚴(yán)格執(zhí)行國家、省、市各項(xiàng)安全法律法規(guī)的同時(shí)，建立健全《安全生產(chǎn)管理辦法》、《安全獎(jiǎng)懲辦法》、《行車組織規(guī)章》等制度和各類操作規(guī)程，涵蓋公司的各個(gè)專業(yè)、運(yùn)營生產(chǎn)環(huán)節(jié)，使各專業(yè)的安全

生產(chǎn)管理都有章可循，促進(jìn)公司的安全生產(chǎn)工作向規(guī)范化、制度化邁進(jìn)。

2)加強(qiáng)人員培訓(xùn)和系統(tǒng)設(shè)備的日常維護(hù)

城市軌道交通系統(tǒng)是一個(gè)包含土建、車輛、供電設(shè)備、通訊信號、運(yùn)營管理等多學(xué)科、多專業(yè)、多工種的復(fù)雜大系統(tǒng)。系統(tǒng)的安全與可靠性貫穿了從工程的前期決策、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營管理等各個(gè)階段的全過程。對每個(gè)有不同崗位要求的工作人員而言,高質(zhì)量地完成本崗位的工作要求,是保證軌道交通系統(tǒng)安全高效運(yùn)營的關(guān)鍵。因此,必須加強(qiáng)工作人員的職業(yè)素質(zhì)和道德培養(yǎng)。

城市軌道交通運(yùn)營所依賴的交通設(shè)施,雖然采用了較高的可靠性標(biāo)準(zhǔn),列車運(yùn)行控制軟硬件系統(tǒng)也采用了冗余設(shè)計(jì)來增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性,但在長期復(fù)雜多變的外界因素干擾下,仍然難以保證運(yùn)營設(shè)施與設(shè)備不產(chǎn)生功能失效,因而系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)營過程中發(fā)生隨機(jī)故障在所難免。為了降低故障發(fā)生率,就需要對系統(tǒng)的各種設(shè)施設(shè)備做好日常的維護(hù)和管理,發(fā)現(xiàn)問題及早解決最大程度地消除發(fā)生故障的隱患,從而保證軌道交通系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行。

3)提高軌道交通系統(tǒng)的技術(shù)裝備水平

為了保證軌道交通系統(tǒng)中各種設(shè)備的正常運(yùn)行,減少故障、事故和突發(fā)事件的發(fā)生,應(yīng)盡可能地利用最先進(jìn)的技術(shù)裝備和高科技手段。如采用高技術(shù)支持的信息管理、應(yīng)急處置系統(tǒng)等來確保各種事件發(fā)生時(shí)的信息傳輸通暢以及應(yīng)對措施的有效實(shí)施；采用列車運(yùn)行智能化調(diào)度系統(tǒng),減少因人工疏忽所引發(fā)的各種故障或事故；采用線網(wǎng)綜合運(yùn)營協(xié)調(diào)系統(tǒng),保證網(wǎng)絡(luò)中各車輛的高效、安全、可靠運(yùn)行。

4)建立事故處理機(jī)制，落實(shí)責(zé)任追究制度

建立健全事故處理機(jī)制，按照“四不放過”原則和“安全獎(jiǎng)懲辦法”，定因、定性、定責(zé)，嚴(yán)格懲處，通過教育和處罰使員工吸取教訓(xùn)，提高認(rèn)識，增強(qiáng)崗位意識、責(zé)任意識和紀(jì)律意識；將“降低故障率事件率”作為一項(xiàng)長效工作機(jī)制專題研究，開展地鐵事故案例研究，學(xué)習(xí)先進(jìn)一流的運(yùn)營安全管理，博采眾長，取長補(bǔ)短，用“投石頭原理”防員工思想麻痹，不斷在“在平靜的水面上蕩起水花”，讓每個(gè)員工認(rèn)識到任何時(shí)候都不要把安全生產(chǎn)形勢估計(jì)得過好，要始終保持一種危機(jī)感和憂患感；同時(shí)，轉(zhuǎn)變觀念，對發(fā)生的事故由此及彼，由表及里，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，從領(lǐng)導(dǎo)層、管理層上剖析深層次原因，從加強(qiáng)管理上，研究制定有針

對性的措施，解決安全工作中的問題，變被動管理為主動管理，變事后懲處為事前預(yù)防，不斷提高事故分析處理能力。

5.結(jié)語

城市軌道交通系統(tǒng)是一個(gè)牽涉到多種技術(shù)領(lǐng)域,由多種設(shè)備、多種硬軟件、多種設(shè)施組成的復(fù)雜系統(tǒng)。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn),大型系統(tǒng)全面和完善的安全性、可靠性研究與應(yīng)用,需要有數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)積累,并且有專門的工作部門專項(xiàng)負(fù)責(zé)安全性或可靠性的研究與措施的落實(shí)。我國在大力建設(shè)城市軌道交通系統(tǒng)的同時(shí),必須不斷地研究和提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性與可靠性。本文構(gòu)建的城市軌道交通安全性與可靠性工程框架,旨在給出一種系統(tǒng)思想,為今后在我國城市軌道交通的建設(shè)和運(yùn)營管理中研究、解決安全性與可靠性問題提供參考。

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