规避潜在风险， 规避潜在风险，确保核能事业的顺利发展
核安全的基本概念
安全目标
总的核安全目标： 总的核安全目标：
在核动力厂中建立并保持对放射性危害的有效 防 以保护人员、社会和环境免受危害。 御，以保护人员、社会和环境免受危害。
总的核安全目标由辐射防护目标和技术安全 目标所支持
这两个目标互相补充、相辅相成， 这两个目标互相补充、相辅相成，技术措施与管 理性和程序性措施一起保证对电离辐射危害的防 御。
2008/11/27 核安全培训教材 6
核安全的基本概念
核电厂的基本安全功能
1. 反应性控制 2. 余热排出 3. 放射性包容
2008/11/27
反应堆功率可控 （包括：停堆） 包括：停堆） 燃料有效冷却 放射性无泄漏
核安全培训教材 9
核安全的基本概念
核动力厂的风险水平
风险 = 事件发生的概率 × 事件的后果 美国核管会在其安全目标的政策声明中提出:
• 由于核电厂运行导致其周围居民立即死亡的风险不超 过所有可能导致其死亡的社会风险的千分之一； 过所有可能导致其死亡的社会风险的千分之一； • 由于核电厂运行导致其周围居民患癌症的风险不超过 所有可能导致其患癌症的社会风险的千分之一。 所有可能导致其患癌症的社会风险的千分之一。
研究表明，核电厂的大规模放射性释放频率低于 研究表明， 10-6/堆·年 即可满足这两个风险指标。
2008/11/27 核安全培训教材 10
核安全的基本概念
纵深防御概念
纵深防御概念贯彻于安全有关的全部活动，包括与组 概念贯彻于安全有关的全部活动， 织、人员行为或设计有关的方面，以保证这些活动均 即使有一种故障发生， 置于重叠措施的防御之下，即使有一种故障发生，它 将由适当的措施探测、补偿或纠正。 将由适当的措施探测、补偿或纠正。在整个设计和运 行中贯彻纵深防御， 行中贯彻纵深防御，以便对由厂内设备故障或人员活 动及厂外事件等引起的各种瞬变、 动及厂外事件等引起的各种瞬变、预计运行事件及事 故提供多层次的保护。 故提供多层次的保护。 应用于核动力厂的设计， 纵深防御概念应用于核动力厂的设计，提供一系列多 层次的防御（固有特性、设备及规程）， ），用以 层次的防御（固有特性、设备及规程），用以防止事 故并在未能防止事故时保证提供适当的保护。 我国的核安全法规（ 核动力厂设计安全规定） 我国的核安全法规（HAF102核动力厂设计安全规定） 要求核电厂必须具有5层纵深防御的措施
2008/11/27 核安全培训教材 11
核安全的基本概念
第一层次防御的目的是防止偏离正常运行及防止系统失 效。 第二层次防御的目的是检
测和纠正偏离正常运行状态， 偏离正常运行状态， 以防止预计运行事件升级为事故工况。 以防止预计运行事件升级为事故工况。 设置第三层次防御是基于以下假定：尽管极少可能，某 是基于以下假定：尽管极少可能， 些预计运行事件或假设始发事件的升级仍有可能未被前 一层次防御所制止，而演变成一种较严重的事件。 一层次防御所制止，而演变成一种较严重的事件。 第四层次防御的目的是针对设计基准可能已被超过的严 并保证放射性释放保持在尽实际可能的低。 重事故的，并保证放射性释放保持在尽实际可能的低。 第五层次防御，即最后层次防御的目的是减轻可能由事 故工况引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果。 故工况引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果。
2008/11/27 核安全培训教材 12
核安全的基本概念
纵深防御概念在核电厂中的另一个典 型应用是多道屏障： 型应用是多道屏障：
第一道屏障∶燃料基体（二氧化铀陶瓷芯块） 第一道屏障∶燃料基体（二氧化铀陶瓷芯块） 第二道屏障∶燃料元件包壳（锆合金） 第二道屏障∶燃料元件包壳（锆合金） 第三道屏障∶ 第三道屏障∶反应堆冷却剂系统压力边界 第四道屏障∶ 第四道屏障∶安全壳
2008/11/27
核安全培训教材
13
第一、二道屏障-核燃料芯块和核燃料组件包壳 核燃料组件
第一道屏障 燃料芯块
第二道屏障 锆合金包壳 铀燃料与 放射性裂 变产物藏 在燃料棒 的锆合金 包壳内
2008/11/27
核安全培训教材
14
核反应堆堆芯示意图
反应堆压力容器 装卸料机
燃料组件
2008/11/27
核安全培训教材
15
第 三 道 屏 障
2008/11/27
燃料组件包容在20cm 燃料组件包容在20cm 燃料组件包容在20cm 燃料组件包容在20cm 厚的压力容器内， 厚的压力容器内，压 厚的压力容器内， 厚的压力容器内，压 力容器与反应堆冷却 力容器与反应堆冷却 剂系统（一回路） 剂系统（一回路）压 剂系统（一回路） 剂系统（一回路）构 力边界部件构成防止 成防止放射性泄漏的 放射性泄漏的第三道 第二道屏障。 第二道屏障。 屏障。 屏障。
蒸汽发生器
蒸汽发生器 稳压器
第三道屏障 反应堆冷却剂系 统压力边界
一体化 堆顶结 构 反应堆 冷却剂 管道热 管段
核安全培训教材
反应堆压 力容器
安注接 管嘴
反应堆 冷却剂 反 应 堆 冷 循环泵 却剂管道 冷管段 16
波动管
第 四 道 屏 障
2008/11/27 核安全培训教材
防止放射性 大量向外释放
第四道屏障 安全壳
（钢制压力容器） 钢制压力容器）
屏蔽厂房
（钢筋混凝土安全壳）
17
规避潜在风险， 规避潜在风险，确保核能事业的顺利发展
对此， 对此，IAEA国际核安全咨询组在进行了大量的研究工作 安全文化（ 这一概念， 后提出了“安全文化（Safety Culture）”这一概念，并于 1991年以INSAG-4文件的方式公布。在这一重要的文件 文件的方式公布。 中对人的素养这一看似抽象的概念以“安全文化”给出了确 切的定义，并讨论了确认它的方法。 切的定义，并讨论了确认它的方法。 “安全文化是组织和个人具有的特性和态度的总和，它确 安全文化是组织和个人具有的特性和态度的总和， 立一种最优的考虑， 立一种最优的考虑，即核电厂的安全问题以其重要性而保 从另一个角度也可理解为： 证得到重视”，从另一个角度也可理解为：核能行业全体 从业人员的价值观念和行为准则的总和。 从业人员的价值观念和行为准则的总和。具有良好的“安 是对核能行业全体从业人员素质的最基本要求。 全文化”是对核能行业全体从业人员素质的最基本要求。
2008/11/27 核安全培训教材 21
规避潜在风险， 规避潜在风险，确保核能事业的顺利发展
除此之外， 除此之外，影响到核电厂安全的重要原则或称之为分析核 电厂安全的重要“表征”还包括〔3〕：
（ H.J.C.KOUTS“ Safety Principle of Nuclear Power Plant”. ）
在核电厂的设计、建造、运行直到退役全过程中， 1 在核电厂的设计、建造、运行直到退役全过程中，各项活动必须 严格遵循确定的程序和操作规程。 严格遵循确定的程序和操作规程。程序和操作规程是施加于影响 核电厂的安全性和可靠性的所有活动的基本要求， 核电厂的安全性和可靠性的所有活动的基本要求，严格遵循是对 全体人员最基本的纪律要求。 全体人员最基本的纪律要求。 人的知识和能力。这一点从设计和建造时就十分重要。 2 人的知识和能力。这一点从设计和建造时就十分重要。电厂的安 全性所依赖的每一个人应该了解必要的科学知识，这些知识为其 全性所依赖的每一个人应该了解必要的科学知识， 正确履行职责奠定了基础。必须通过不断的、有计划的培训、 正确履行职责奠定了基础。必须通过不断的、有计划的培训、考 确保相应的人员具备必须的知识和能力。 核，确保相应的人员具备必须的知识和能力。 有效的权力与责任清晰的管理系统。 3 有效的权力与责任清晰的管理系统。在一个正确的直线制管理系 统中，每个人，包括管理者在履行他的职责时， 统中，每个人，包括管理者在履行他的职责时，只向他的单一上 级报告。 级报告。工作人员在一个具体活动中不必服从来自管理链中除他 的直接上级一个人以外的其他人的指示。当然，在权力、 的直接上级
一个人以外的其他人的指示。当然，在权力、责任链 划分时要十分注意接口关系，保证有关活动的权力分配给承担这 划分时要十分注意接口关系， 项活动的同一管理者。 项活动的同一管理者。
2008/11/27 核安全培训教材 22
规避潜在风险， 规避潜在风险，确保核能事业的顺利发展
4 严格遵照正确的、综合性的安全分析的结果来进行相关的设计、 严格遵照正确的、综合性的安全分析的结果来进行相关的设计、 建造、运行和维修活动。例如： 建造、运行和维修活动。例如：电厂安全分析的结果与安全操作 的参数范围之间的关系。 的参数范围之间的关系。这个范围在相应的运行技术规格书中予 以界定，操作范围中极限参数的确定必须通过分析和验证。 以界定，操作范围中极限参数的确定必须通过分析和验证。这些 分析和验证文件也被称为联接文件， 分析和验证文件也被称为联接文件，基于概率论方法的安全分析 也应作为联接文件的分析方法， 也应作为联接文件的分析方法，以确保操作极限确定时所涉及的 重要相关事项己被充分考虑。 重要相关事项己被充分考虑。 在核电厂全寿期的运行实践中，所有的设备、部件， 5 在核电厂全寿期的运行实践中，所有的设备、部件，特别是安全 相关系统的设备和部件的质量必须与设备的制造质量， 相关系统的设备和部件的质量必须与设备的制造质量，或者换句 话说与设备、部件的技术规格书的要求始终保持一致。 话说与设备、部件的技术规格书的要求始终保持一致。这种一致 性依赖于电厂对设备、部件的有效管理，包括老化管理。 性依赖于电厂对设备、部件的有效管理，包括老化管理。对相应 的设备、部件和系统进行有计划，有明确质量、 的设备、部件和系统进行有计划，有明确质量、性能验收指标的 维护、保养、检修、试验和更换。 维护、保养、检修、试验和更换。这对保证核电厂运行后期的安 全尤为重要
实践证明， 实践证明，上述分析核电厂安全共性的重要“表征”始终 出现在支持核电厂活动的基础中， 出现在支持核电厂活动的基础中，也是证明核电厂真正贯 彻确保高度安全原则的极好“指示器”。
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规避潜在风险， 规避潜在风险，确保核能事业的顺利发展
核安全的基本概念
安全目标
总的核安全目标： 总的核安全目标：
在核动力厂中建立并保持对放射性危害的有效 防 以保护人员、社会和环境免受危害。 御，以保护人员、社会和环境免受危害。
总的核安全目标由辐射防护目标和技术安全 目标所支持
这两个目标互相补充、相辅相成， 这两个目标互相补充、相辅相成，技术措施与管 理性和程序性措施一起保证对电离辐射危害的防 御。
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核安全的基本概念
核电厂的基本安全功能
1. 反应性控制 2. 余热排出 3. 放射性包容
2008/11/27
反应堆功率可控 （包括：停堆） 包括：停堆） 燃料有效冷却 放射性无泄漏
核安全培训教材 9
核安全的基本概念
核动力厂的风险水平
风险 = 事件发生的概率 × 事件的后果 美国核管会在其安全目标的政策声明中提出:
• 由于核电厂运行导致其周围居民立即死亡的风险不超 过所有可能导致其死亡的社会风险的千分之一； 过所有可能导致其死亡的社会风险的千分之一； • 由于核电厂运行导致其周围居民患癌症的风险不超过 所有可能导致其患癌症的社会风险的千分之一。 所有可能导致其患癌症的社会风险的千分之一。
研究表明，核电厂的大规模放射性释放频率低于 研究表明， 10-6/堆·年 即可满足这两个风险指标。
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核安全的基本概念
纵深防御概念
纵深防御概念贯彻于安全有关的全部活动，包括与组 概念贯彻于安全有关的全部活动， 织、人员行为或设计有关的方面，以保证这些活动均 即使有一种故障发生， 置于重叠措施的防御之下，即使有一种故障发生，它 将由适当的措施探测、补偿或纠正。 将由适当的措施探测、补偿或纠正。在整个设计和运 行中贯彻纵深防御， 行中贯彻纵深防御，以便对由厂内设备故障或人员活 动及厂外事件等引起的各种瞬变、 动及厂外事件等引起的各种瞬变、预计运行事件及事 故提供多层次的保护。 故提供多层次的保护。 应用于核动力厂的设计， 纵深防御概念应用于核动力厂的设计，提供一系列多 层次的防御（固有特性、设备及规程）， ），用以 层次的防御（固有特性、设备及规程），用以防止事 故并在未能防止事故时保证提供适当的保护。 我国的核安全法规（ 核动力厂设计安全规定） 我国的核安全法规（HAF102核动力厂设计安全规定） 要求核电厂必须具有5层纵深防御的措施
2008/11/27 核安全培训教材 11
核安全的基本概念
第一层次防御的目的是防止偏离正常运行及防止系统失 效。 第二层次防御的目的是检
测和纠正偏离正常运行状态， 偏离正常运行状态， 以防止预计运行事件升级为事故工况。 以防止预计运行事件升级为事故工况。 设置第三层次防御是基于以下假定：尽管极少可能，某 是基于以下假定：尽管极少可能， 些预计运行事件或假设始发事件的升级仍有可能未被前 一层次防御所制止，而演变成一种较严重的事件。 一层次防御所制止，而演变成一种较严重的事件。 第四层次防御的目的是针对设计基准可能已被超过的严 并保证放射性释放保持在尽实际可能的低。 重事故的，并保证放射性释放保持在尽实际可能的低。 第五层次防御，即最后层次防御的目的是减轻可能由事 故工况引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果。 故工况引起潜在的放射性物质释放造成的放射性后果。
2008/11/27 核安全培训教材 12
核安全的基本概念
纵深防御概念在核电厂中的另一个典 型应用是多道屏障： 型应用是多道屏障：
第一道屏障∶燃料基体（二氧化铀陶瓷芯块） 第一道屏障∶燃料基体（二氧化铀陶瓷芯块） 第二道屏障∶燃料元件包壳（锆合金） 第二道屏障∶燃料元件包壳（锆合金） 第三道屏障∶ 第三道屏障∶反应堆冷却剂系统压力边界 第四道屏障∶ 第四道屏障∶安全壳
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第一、二道屏障-核燃料芯块和核燃料组件包壳 核燃料组件
第一道屏障 燃料芯块
第二道屏障 锆合金包壳 铀燃料与 放射性裂 变产物藏 在燃料棒 的锆合金 包壳内
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核反应堆堆芯示意图
反应堆压力容器 装卸料机
燃料组件
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第 三 道 屏 障
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燃料组件包容在20cm 燃料组件包容在20cm 燃料组件包容在20cm 燃料组件包容在20cm 厚的压力容器内， 厚的压力容器内，压 厚的压力容器内， 厚的压力容器内，压 力容器与反应堆冷却 力容器与反应堆冷却 剂系统（一回路） 剂系统（一回路）压 剂系统（一回路） 剂系统（一回路）构 力边界部件构成防止 成防止放射性泄漏的 放射性泄漏的第三道 第二道屏障。 第二道屏障。 屏障。 屏障。
蒸汽发生器
蒸汽发生器 稳压器
第三道屏障 反应堆冷却剂系 统压力边界
一体化 堆顶结 构 反应堆 冷却剂 管道热 管段
核安全培训教材
反应堆压 力容器
安注接 管嘴
反应堆 冷却剂 反 应 堆 冷 循环泵 却剂管道 冷管段 16
波动管
第 四 道 屏 障
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防止放射性 大量向外释放
第四道屏障 安全壳
（钢制压力容器） 钢制压力容器）
屏蔽厂房
（钢筋混凝土安全壳）
17
规避潜在风险， 规避潜在风险，确保核能事业的顺利发展
对此， 对此，IAEA国际核安全咨询组在进行了大量的研究工作 安全文化（ 这一概念， 后提出了“安全文化（Safety Culture）”这一概念，并于 1991年以INSAG-4文件的方式公布。在这一重要的文件 文件的方式公布。 中对人的素养这一看似抽象的概念以“安全文化”给出了确 切的定义，并讨论了确认它的方法。 切的定义，并讨论了确认它的方法。 “安全文化是组织和个人具有的特性和态度的总和，它确 安全文化是组织和个人具有的特性和态度的总和， 立一种最优的考虑， 立一种最优的考虑，即核电厂的安全问题以其重要性而保 从另一个角度也可理解为： 证得到重视”，从另一个角度也可理解为：核能行业全体 从业人员的价值观念和行为准则的总和。 从业人员的价值观念和行为准则的总和。具有良好的“安 是对核能行业全体从业人员素质的最基本要求。 全文化”是对核能行业全体从业人员素质的最基本要求。
2008/11/27 核安全培训教材 21
规避潜在风险， 规避潜在风险，确保核能事业的顺利发展
除此之外， 除此之外，影响到核电厂安全的重要原则或称之为分析核 电厂安全的重要“表征”还包括〔3〕：
（ H.J.C.KOUTS“ Safety Principle of Nuclear Power Plant”. ）
在核电厂的设计、建造、运行直到退役全过程中， 1 在核电厂的设计、建造、运行直到退役全过程中，各项活动必须 严格遵循确定的程序和操作规程。 严格遵循确定的程序和操作规程。程序和操作规程是施加于影响 核电厂的安全性和可靠性的所有活动的基本要求， 核电厂的安全性和可靠性的所有活动的基本要求，严格遵循是对 全体人员最基本的纪律要求。 全体人员最基本的纪律要求。 人的知识和能力。这一点从设计和建造时就十分重要。 2 人的知识和能力。这一点从设计和建造时就十分重要。电厂的安 全性所依赖的每一个人应该了解必要的科学知识，这些知识为其 全性所依赖的每一个人应该了解必要的科学知识， 正确履行职责奠定了基础。必须通过不断的、有计划的培训、 正确履行职责奠定了基础。必须通过不断的、有计划的培训、考 确保相应的人员具备必须的知识和能力。 核，确保相应的人员具备必须的知识和能力。 有效的权力与责任清晰的管理系统。 3 有效的权力与责任清晰的管理系统。在一个正确的直线制管理系 统中，每个人，包括管理者在履行他的职责时， 统中，每个人，包括管理者在履行他的职责时，只向他的单一上 级报告。 级报告。工作人员在一个具体活动中不必服从来自管理链中除他 的直接上级一个人以外的其他人的指示。当然，在权力、 的直接上级
一个人以外的其他人的指示。当然，在权力、责任链 划分时要十分注意接口关系，保证有关活动的权力分配给承担这 划分时要十分注意接口关系， 项活动的同一管理者。 项活动的同一管理者。
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规避潜在风险， 规避潜在风险，确保核能事业的顺利发展
4 严格遵照正确的、综合性的安全分析的结果来进行相关的设计、 严格遵照正确的、综合性的安全分析的结果来进行相关的设计、 建造、运行和维修活动。例如： 建造、运行和维修活动。例如：电厂安全分析的结果与安全操作 的参数范围之间的关系。 的参数范围之间的关系。这个范围在相应的运行技术规格书中予 以界定，操作范围中极限参数的确定必须通过分析和验证。 以界定，操作范围中极限参数的确定必须通过分析和验证。这些 分析和验证文件也被称为联接文件， 分析和验证文件也被称为联接文件，基于概率论方法的安全分析 也应作为联接文件的分析方法， 也应作为联接文件的分析方法，以确保操作极限确定时所涉及的 重要相关事项己被充分考虑。 重要相关事项己被充分考虑。 在核电厂全寿期的运行实践中，所有的设备、部件， 5 在核电厂全寿期的运行实践中，所有的设备、部件，特别是安全 相关系统的设备和部件的质量必须与设备的制造质量， 相关系统的设备和部件的质量必须与设备的制造质量，或者换句 话说与设备、部件的技术规格书的要求始终保持一致。 话说与设备、部件的技术规格书的要求始终保持一致。这种一致 性依赖于电厂对设备、部件的有效管理，包括老化管理。 性依赖于电厂对设备、部件的有效管理，包括老化管理。对相应 的设备、部件和系统进行有计划，有明确质量、 的设备、部件和系统进行有计划，有明确质量、性能验收指标的 维护、保养、检修、试验和更换。 维护、保养、检修、试验和更换。这对保证核电厂运行后期的安 全尤为重要
实践证明， 实践证明，上述分析核电厂安全共性的重要“表征”始终 出现在支持核电厂活动的基础中， 出现在支持核电厂活动的基础中，也是证明核电厂真正贯 彻确保高度安全原则的极好“指示器”。
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