注冊(cè)核安全工程師考試--核安全案例分析培訓(xùn)-1.ppt

1,全國注冊(cè)核安全工程師培訓(xùn) 核安全案例分析,核反應(yīng)堆工程案例,2,核電廠全景,3,核電廠堆芯熔化事故風(fēng)險(xiǎn)/堆-年,4,核電廠安全案例分析,前言 一 背景知識(shí) 二 案例分析,5,前言,核電廠和其它工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)一樣，不可避免地會(huì)發(fā)生設(shè)備失效、人員差錯(cuò)、意外、災(zāi)害等事件。 核能：最危險(xiǎn)/最安全的能源，一種事物矛盾體的兩方面 核電廠嚴(yán)重事故后果可以引發(fā)世界性災(zāi)難；核能是世界公認(rèn)有發(fā)展 前途的清潔能源。 核電廠安全：取決于人類智慧和駕馭核能的能力 核電廠經(jīng)驗(yàn)反饋/案例分析：化廢為寶；吃一塹長(zhǎng)一智把災(zāi)害變成財(cái)富的手段 -也是核電廠安全水平和經(jīng)濟(jì)效益提高的驅(qū)動(dòng)力：經(jīng)驗(yàn)反饋；科技進(jìn)步是核電廠性能不斷改進(jìn)的兩只車輪。 如：核電廠經(jīng)驗(yàn) 一萬堆-年； 容量因子提高 20%。,6,背景知識(shí),1 縱深防御 2 監(jiān)督管理 3 分析方法,7,縱深防御,定義： 采用縱深防御概念是為了對(duì)潛在的人員差錯(cuò)和設(shè)備故障加以補(bǔ)償，此概念的核心是提供多層保護(hù)，包括前后設(shè)置多層防止放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的屏障。它也包括在這些屏障不能完全起作用時(shí)為保護(hù)公眾和環(huán)境免受危害而進(jìn)一步采取各項(xiàng)措施。,8,縱深防御,(1) 第一層次防御的目的是防止偏離正常運(yùn)行及防止系統(tǒng)失效。 (2) 第二層次防御的目的是檢測(cè)和糾正偏離正常運(yùn)行狀態(tài)，以防止預(yù)計(jì)運(yùn)行事件升級(jí)為事故工況。 (3) 設(shè)置第三層次防御是基于以下假定：盡管極少可能，某些預(yù)計(jì)運(yùn)行事件或假設(shè)始發(fā)事件的升級(jí)仍有可能未被前一層次防御所制止，而演變成一種較嚴(yán)重的事件。這些不大可能的事件在核動(dòng)力廠設(shè)計(jì)基準(zhǔn)中是可預(yù)計(jì)的，并且必須通過固有安全特性、故障安全設(shè)計(jì)、附加的設(shè)備和規(guī)程來控制這些事件的后果，使核動(dòng)力廠在這些事件后達(dá)到穩(wěn)定的、可接受的狀態(tài)。 (4) 第四層次防御的目的是針對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)可能已被超過的嚴(yán)重事故的，并保證放射性釋放保持在盡實(shí)際可能的低。這一層次最重要的目的是保護(hù)包容功能。 (5) 第五層次，即最后層次防御的目的是減輕可能由事故工況引起潛在的放射性物質(zhì)釋放造成的放射性后果。這方面要求有適當(dāng)裝備的應(yīng)急控制中心及廠內(nèi)、廠外應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃。,9,監(jiān)督管理,（1）監(jiān)管方式 （2）報(bào)告制度 （3）事件分級(jí),10,監(jiān)管方式,中國核安全局；美國核管會(huì)官員和委員會(huì) 北京； Washington DC 監(jiān)管的執(zhí)行和檢查 集中在四個(gè)地區(qū)辦公室，該辦公室有長(zhǎng)駐每個(gè)核電反應(yīng)堆的監(jiān)督員； Atlanta東南地區(qū)（地區(qū)IV）總負(fù)責(zé)四個(gè)地區(qū)工作。 北京; 上海; 廣東; 成都；西北；東北六個(gè)監(jiān)督站有長(zhǎng)駐每個(gè)核電廠的監(jiān)督員。,11,監(jiān)管方式,NRC新的核電廠監(jiān)督程序 檢查集中于潛在風(fēng)險(xiǎn)大的活動(dòng)； 加大對(duì)有行為問題的核電廠的監(jiān)督管理，對(duì)行為良好的核電廠予以一般地關(guān)注； 使用核電廠行為的客觀性測(cè)度； 給公眾和核工業(yè)雙方以及時(shí)和合理的電廠行為評(píng)價(jià)； 減少核設(shè)施非必要的監(jiān)督管理負(fù)擔(dān)； 以預(yù)先發(fā)現(xiàn)和堅(jiān)定執(zhí)行的態(tài)度對(duì)待違反法規(guī)行為，強(qiáng)調(diào)違反法規(guī)的潛在安全隱患。,12,監(jiān)管方式,NRC新的核電廠監(jiān)督程序 建立安全運(yùn)行基石 監(jiān)督三個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的行為： 反應(yīng)堆安全性（避免事故和一旦發(fā)生減輕事故后果）； 輻射安全（電廠運(yùn)行時(shí)保護(hù)電廠工作人員和公眾）； 電廠防災(zāi)或其他安全威脅的防護(hù)。,13,監(jiān)管方式,NRC新的核電廠監(jiān)督程序 建立安全運(yùn)行基石 1 初始事件：該基石著重于核電廠的運(yùn)行和事件，如果電廠安全系統(tǒng)不介入，這些事件可能導(dǎo)致事故。這些事件包括設(shè)備失效導(dǎo)致電廠停堆，非予期的復(fù)雜化停堆或電廠功率大的變化。 2 緩解系統(tǒng)：該基石測(cè)度為防止事故或減輕可能事故后果而設(shè)計(jì)的安全系統(tǒng)功能。通過周期試驗(yàn)和性能測(cè)試檢查這些設(shè)備。 3 屏蔽完整性：反應(yīng)堆燃料高強(qiáng)度輻射物質(zhì)和廠外公眾及環(huán)境之間有三個(gè)重要屏蔽。這些屏蔽是裝有燃料芯片的密封燃料棒，重的鋼反應(yīng)堆容器和相關(guān)管道，包容反應(yīng)堆的予應(yīng)力混凝土安全殼。用泄漏來連續(xù)檢測(cè)燃料棒，壓力容器和管道的完整性；按照規(guī)范檢測(cè)安全殼防泄漏能力。 4 應(yīng)急準(zhǔn)備：要求每一個(gè)核電廠備有對(duì)可能事故做出反應(yīng)的綜合應(yīng)急計(jì)劃。該基本點(diǎn)測(cè)度電廠人員執(zhí)行應(yīng)急計(jì)劃的有效性，演練期間應(yīng)該包括電廠人員、本地、州和聯(lián)邦當(dāng)局參加。,14,監(jiān)管方式,NRC新的核電廠監(jiān)督程序 建立安全運(yùn)行基石 5 公眾輻射安全：該基石測(cè)度為保持正常運(yùn)行期間從核電廠釋放的放射性為最小而設(shè)計(jì)的程序和系統(tǒng)，并且保持這些釋放在聯(lián)邦限制之內(nèi)。 6 廠區(qū)的輻射安全：NRC法規(guī)設(shè)置了電廠工作人員所接受的輻射劑量限值，該基石為控制和保持這些劑量為最小的電廠大綱有效性。 7 實(shí)體保衛(wèi)：要求核電廠必須有經(jīng)過良好培訓(xùn)的安全保衛(wèi)人員和各種防護(hù)系統(tǒng)來保衛(wèi)重要電廠設(shè)備，同時(shí)崗位責(zé)任大綱保障雇員上崗要堅(jiān)持通過毒品和酒精測(cè)試。該基石測(cè)度安全保衛(wèi)和崗位責(zé)任大綱的有效性。,15,監(jiān)管方式,NRC新的核電廠監(jiān)督程序 實(shí)時(shí)、客觀公正監(jiān)管 設(shè)計(jì)這些客觀準(zhǔn)則目的是根據(jù)既定的安全裕量指出其風(fēng)險(xiǎn)，并且使用一組顏色標(biāo)識(shí)系統(tǒng)將其標(biāo)出。 “綠色”標(biāo)識(shí)表示行為在所期望的等級(jí)之內(nèi)，滿足相關(guān)基石目標(biāo)；“白色”表示行為超出核電廠正常行為所期望的范圍，但是還滿足相關(guān)基石目標(biāo)； “黃色”表示滿足相關(guān)基石目標(biāo)，但是安全裕量稍微下降； “紅色”表示行為指標(biāo)所測(cè)度的領(lǐng)域安全裕量相當(dāng)大的下降。 每個(gè)核電廠以季度為單位向NRC報(bào)告行為指標(biāo)。NRC官員將其編輯和審查后，將在NRC網(wǎng)站發(fā)布這些行為指標(biāo)。,16,報(bào)告制度,核電廠事件通告 A. 口頭通告，營(yíng)運(yùn)單位必須在事件發(fā)生后24小時(shí)內(nèi)口頭通告國家核安全局和所在地區(qū)監(jiān)督站。 B. 書面通告，營(yíng)運(yùn)單位必須在事件發(fā)生后三天內(nèi)向國家核安全局和所在地區(qū)監(jiān)督站遞交書面通告。,17,報(bào)告制度,核電廠事件報(bào)告 A. 報(bào)告的方式和時(shí)間 營(yíng)運(yùn)單位應(yīng)以公函形式在事件發(fā)生30天內(nèi)向國家核安全局和所在地區(qū)監(jiān)督站遞交事件報(bào)告。 B. 事件報(bào)告內(nèi)容 核電廠名稱和核電機(jī)組編號(hào)、事件報(bào)告編號(hào)、事件通告編號(hào)、事件名稱、始發(fā)事件、事件發(fā)生時(shí)間和結(jié)束時(shí)間、報(bào)告日期、報(bào)告人、報(bào)告準(zhǔn)則、補(bǔ)充報(bào)告、事件發(fā)生前機(jī)組狀態(tài)和功率水平、事件對(duì)運(yùn)行的影響和事件后功率水平、放射性后果、安全評(píng)定、報(bào)告摘要、報(bào)告正文等共16項(xiàng)。,18,報(bào)告制度,核電廠事件報(bào)告準(zhǔn)則 A 違反核動(dòng)力廠技術(shù)規(guī)格書的事件 i. 核動(dòng)力廠技術(shù)規(guī)格書要求停堆事件； ii. 違反核動(dòng)力廠技術(shù)規(guī)格書的運(yùn)行事件。 B 導(dǎo)致核電廠安全屏障或重要設(shè)備的性能受到嚴(yán)重?fù)p害或出現(xiàn)下列工況的事件 i. 明顯危害安全的沒有分析過的工況； ii. 超出核電廠設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的工況； iii. 在核電廠運(yùn)行規(guī)程或應(yīng)急規(guī)程中沒有考慮的工況。 C 對(duì)核動(dòng)力廠安全有現(xiàn)實(shí)威脅或明顯妨礙核電廠值班人員完成安全運(yùn)行的自然事件和其他外部事件 D 導(dǎo)致專設(shè)安全設(shè)施和反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)事件（預(yù)先安排的這類試驗(yàn)除 外）,19,報(bào)告制度,E 任何可能妨害構(gòu)筑物或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)下列安全功能的事件 i. 停堆和保持安全停堆狀態(tài)； ii. 排出堆芯余熱； iii. 控制放射性物質(zhì)釋放； iv. 緩解事故后果 這里不包括在同一系統(tǒng)中冗余或備用設(shè)備能夠完成所要求功能而個(gè)別部件出故障。 F 導(dǎo)致多個(gè)獨(dú)立的具有下列功能的系統(tǒng)、序列或通道同時(shí)失效的共因事件 i. 停堆和保持安全停堆狀態(tài)； ii. 排出堆芯余熱； iii. 控制放射性物質(zhì)釋放； G 放射性失去控制的事件； H 對(duì)核電廠安全有現(xiàn)實(shí)威脅或明顯妨礙值班人員安全運(yùn)行的內(nèi)部事件； I 其他事件。,20,事件分級(jí),INES（INES: The International Nuclear Event Scale Users Manual）是國際原子能機(jī)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能機(jī)構(gòu)，為便于核工業(yè)界、新聞媒介和公眾之間對(duì)核事件的信息溝通而制定的國際核事件分級(jí)管理辦法，同時(shí)建立事件報(bào)告系統(tǒng)。 國際原子能機(jī)構(gòu)要求各成員國在發(fā)生2級(jí)和2級(jí)以上核事件以及引起新聞媒介和公眾關(guān)注的核事件時(shí)，迅速定級(jí)并在24小時(shí)內(nèi)通告國際原子能機(jī)構(gòu)。 該分級(jí)把事件分成七個(gè)等級(jí)。 較低的級(jí)別（1-3級(jí)）稱為事件； 而較高的級(jí)別（4-7級(jí)）稱為事故； 安全上無重要意義的事件定為低于1級(jí)或稱零級(jí)，并稱為偏離。 與安全無關(guān)的事件稱為分級(jí)范圍之外事件。,21,事件分級(jí),22,分析方法,引言 （1）核事件評(píng)定程序 （2）核事件根本原因分析 （3）潛在后果分析 （4）輕微事件和未遂失誤傾向分析,23,分析方法,引言 事件分析關(guān)注領(lǐng)域 事件物理背景：安全功能：反應(yīng)性控制；熱量移出；放射性包容。 事件直接原因：設(shè)備缺欠；人員失誤；意外、災(zāi)害 事件根本原因：人因；程序；管理；安全文化,24,分析方法,引言 事件分析的材料要求 材料要求是事件分析的第一步，也是最重要的一步，因?yàn)槭录治龅恼_與否、糾正行動(dòng)制定的是否合適，都取決于所獲得第一手信息的完整性、準(zhǔn)確性及客觀性。 參考我國核電廠運(yùn)行事件報(bào)告所要求的格式及IAEA有關(guān)運(yùn)行事件庫的編碼，材料應(yīng)該涉及到以下幾方面： 發(fā)生了什么（What）：停堆或停運(yùn)類型，停運(yùn)時(shí)間，事件 分類（如事件報(bào)告準(zhǔn)則等），故障初因事件，事件進(jìn)展序列，主要的失效（人因及技術(shù)），事件后果（對(duì)運(yùn)行的影響，放射性后果，經(jīng)濟(jì)損失），事件重要性分級(jí)等。,25,分析方法,引言 事件分析的材料要求 什么時(shí)候發(fā)生的（When）：事件發(fā)生及結(jié)束的日期及時(shí)間，當(dāng)時(shí)反應(yīng)堆所處的狀態(tài)，事件發(fā)生前安全系統(tǒng)的可用性，事件發(fā)生時(shí)正在進(jìn)行的活動(dòng)，人員、規(guī)程、設(shè)備的可用性冗余系統(tǒng)和設(shè)備的可用性等。 在哪里發(fā)生的（Where）：所涉及到的廠區(qū)、設(shè)備等。 涉及到什么人（Who）：事件所涉及到的班組、人員，他們能夠 從所得到的教訓(xùn) 中獲益。 如何發(fā)生的（How）：那些立即產(chǎn)生或?qū)е率录墓收?、行?dòng)、疏忽或條件。 那些相關(guān)的事件（Which）：相關(guān)事件的報(bào)告等參考資料（即重復(fù)發(fā)生的事件）。,26,核事件評(píng)定程序,1 檢查是否與核安全或與放射性安全有關(guān)：工業(yè)事故；核事件 2 有關(guān)事件需要分別考慮三個(gè)影響準(zhǔn)則： 廠外影響 廠內(nèi)影響 縱深防御 3 選取三者中定級(jí)最高者,27,核事件評(píng)定程序,1 廠外影響準(zhǔn)則 考慮電廠外的實(shí)際放射性影響： 釋放的放射性總量 或公眾個(gè)人所受照射量 廠外影響3-7級(jí),28,核事件評(píng)定程序,2 廠內(nèi)影響準(zhǔn)則 包括三個(gè)方面： 放射性釋放設(shè)施損壞程度 釋放或遷移到廠內(nèi)屏蔽薄弱地點(diǎn) 工作人員的劑量 廠內(nèi)影響2-5級(jí),29,核事件評(píng)定程序,3 縱深防御準(zhǔn)則 考慮兩個(gè)因素： 安全措施失效可能發(fā)生的最大后果 仍然有效的安全措施的數(shù)量及可靠性 縱深防御0-3級(jí),30,核事件評(píng)定程序,核事件評(píng)定程序使用 實(shí)例說明： 由于違反規(guī)程，某工作人員的事故劑量超過規(guī)定年劑量值（50mSv），但是沒有放射性向環(huán)境釋放。 應(yīng)用核事件評(píng)定程序，確定為下述級(jí)別： 準(zhǔn)則1：無關(guān)（無釋放） 準(zhǔn)則2：2級(jí)（工作人員的事故劑量超過規(guī)定年劑量值） 準(zhǔn)則3：1級(jí) （違反規(guī)程）。 取這三個(gè)準(zhǔn)則所定級(jí)別中的最高級(jí)別，則該事件定為2級(jí)。,31,核事件評(píng)定程序,各級(jí)的定義 廠外影響準(zhǔn)則 7級(jí)：大量釋放 放射性數(shù)量1016Bq I-131.相當(dāng)堆芯大部分儲(chǔ)量（短、長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物混合物）。 有急性健康影響；大范圍（幾個(gè)國家）慢性影響；長(zhǎng)期的環(huán)境后果。,32,核事件評(píng)定程序,6級(jí)：明顯釋放 放射性數(shù)量相當(dāng)于1015-1016Bq I-131. 5級(jí)：有限釋放 放射性數(shù)量相當(dāng)于1014-1015Bq I-131. 4級(jí)：少量釋放 最多廠外人員受到的劑量為幾mSv. 3級(jí)：極少量釋放 最多廠外人員受到的劑量為十分之幾mSv.,33,核事件評(píng)定程序,廠內(nèi)影響準(zhǔn)則 5級(jí)：反應(yīng)堆堆芯或輻射屏障的嚴(yán)重?fù)p壞 百分之幾的燃料熔化或百分之幾的堆芯儲(chǔ)量已從燃料組件中釋放出來 其它設(shè)施涉及廠內(nèi)大量放射性釋放 如，大規(guī)模臨界事故、火災(zāi)、或爆炸。 4級(jí)：反應(yīng)堆堆芯或輻射屏障的明顯損壞，或工作人員受到致死性照射 任何燃料熔化或約1%堆芯儲(chǔ)量從燃料組件中釋放出來 其它設(shè)施有1015Bq放射性釋放且無法返回適當(dāng)儲(chǔ)存區(qū) 一個(gè)或多個(gè)工作人員受到早期死亡的外部照射（5Gy）。,34,核事件評(píng)定程序,3級(jí)：嚴(yán)重的污染擴(kuò)散，和/或一個(gè)工作人員受到急性健康影響的過量照射 一個(gè)或多個(gè)工作人員受到為1Gy照射 操作區(qū)的和中子總劑量率50mSv/h事件 其它設(shè)施有1015Bq放射性釋放且能返回適當(dāng)儲(chǔ)存區(qū) 2級(jí)：重大污染擴(kuò)散和/或工作人員受到過量劑量照射 50mSv 設(shè)計(jì)未考慮區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量放射性并要求采取糾正行動(dòng)，相當(dāng)數(shù)量： 1011Bq Ru-106 液體、或固體污染 1010Bq I-131 氣體（限于建筑物內(nèi)）,35,核事件評(píng)定程序,縱深防御準(zhǔn)則 縱深防御是保守設(shè)計(jì)、質(zhì)量保障、監(jiān)督檢查、緩解措施和安全文化的組合。 同時(shí)考慮：設(shè)備失效、人員差錯(cuò)、意外和災(zāi)害。 縱深防御準(zhǔn)則分級(jí)取決于： 安全功能是否發(fā)揮作用； 安全系統(tǒng)的有效性。 保障核電廠安全的安全功能是：反應(yīng)性控制； 放射性物質(zhì)得到足夠冷卻； 放射性物質(zhì)的包容。,36,核事件評(píng)定程序,按縱深防御準(zhǔn)則分級(jí)兩種方法： 1 適用于：始發(fā)事件的進(jìn)程已在安全分析中提供，可以對(duì)處理這些始發(fā)事件的安全系統(tǒng)可用性進(jìn)行分析。適用在功率運(yùn)行時(shí)發(fā)生的事件。 定級(jí)依據(jù)：處理事件安全系統(tǒng)的可用性；事件發(fā)生頻率。 2 適用于：安全問題要依據(jù)防止事件發(fā)生的系統(tǒng)和控制來作出評(píng)估；不能夠?qū)κ及l(fā)事件和安全系統(tǒng)的可用性分開進(jìn)行評(píng)價(jià) 。一般是指有較常時(shí)間采取糾正行為的場(chǎng)合。處理這種事件的安全系統(tǒng)通常依靠行政措施，不是像功率運(yùn)行時(shí)依靠自動(dòng)快速動(dòng)作的安全系統(tǒng)。 定級(jí)依據(jù)：已經(jīng)喪失的安全保護(hù)層數(shù)目，以及事件的潛在嚴(yán)重性。 如：停堆期間的事件、乏燃料水池的事件、燃料裝卸事件、違反排放規(guī)定等,37,核事件評(píng)定程序,按縱深防御準(zhǔn)則分級(jí)的評(píng)定程序 1 根據(jù)始發(fā)事件和安全系統(tǒng)的評(píng)定程序（帶功率運(yùn)行的反應(yīng)堆事件） 2 根據(jù)預(yù)防事故系統(tǒng)和行政控制措施的評(píng)定程序 低于1級(jí)事件：把1、2評(píng)定程序得不出較高級(jí)別的事件應(yīng)該定義低于1級(jí)或0級(jí)。如：自動(dòng)停堆過程正常；不影響核電廠安全和正常投入運(yùn)行的安全系統(tǒng)誤動(dòng)作；各道屏障無明顯性能惡化；計(jì)劃定期檢查或?qū)嶒?yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)冗余系統(tǒng)中單一故障或部件不可運(yùn)行。 附加因素考慮：把1、2評(píng)定程序得出的定級(jí)提高一級(jí)的附加因素。 如：共因失效；規(guī)程問題；與安全文化有關(guān)。,38,核事件根本原因分析,目前各個(gè)國家使用的核電廠安全事件根本原因分析方法有十余個(gè) IAEA推薦的事故根本原因分析方法主要有： 管理疏忽及風(fēng)險(xiǎn)樹分析 Management Oversight and Risk Tree Analysis-MORT 安全重大事件評(píng)價(jià)組 Assessment of Safety Significant Events Team-ASSET 人員行為增強(qiáng)系統(tǒng) Human Performance Enhance System-HPES,39,核事件根本原因分析,管理疏忽及風(fēng)險(xiǎn)樹分析（Management Oversight and Risk Tree Analysis-MORT） 管理疏忽風(fēng)險(xiǎn)樹（MORT）是美國能源部推薦的事故根本原因分析方法，利用一種安全程序和管理系統(tǒng)元素按順序和邏輯方式排列的流程圖，顯示出一個(gè)動(dòng)態(tài)的、全面的、理想化的安全系統(tǒng)模型的故障樹。給出了比較簡(jiǎn)單的事故分析判斷點(diǎn)，使調(diào)查分析者能夠查出人員遺漏、疏忽、管理系統(tǒng)缺陷和有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：該技術(shù)是一個(gè)成熟的技術(shù)，分析對(duì)象重點(diǎn)放在整個(gè)管理系統(tǒng)，利用故障樹的技術(shù)，提供了多達(dá)1500個(gè)潛在的原因因素，使用屏障分析，識(shí)別出管理所考慮的假想風(fēng)險(xiǎn)。 局限：分析技術(shù)較復(fù)雜，需要一定的經(jīng)驗(yàn)，因需要進(jìn)行廣泛的任務(wù)分析而耗時(shí)較多，對(duì)核電廠人員的日常例行調(diào)查不太適用。,40,核事件根本原因分析,安全重大事件評(píng)價(jià)組（Assessment of Safety Significant Events Team-ASSET） ASSET分析方法是專門為支持IAEA ASSET服務(wù)所開發(fā)出的一個(gè)根本原因分析方法，ASSET審評(píng)隊(duì)利用該方法審查核電廠所發(fā)生的事件，識(shí)別出懸而未決的安全問題，從而為核電廠管理層加強(qiáng)管理系統(tǒng)預(yù)防事件發(fā)生提供咨詢意見。根據(jù)該方法的邏輯，事件的發(fā)生總是由于人員、規(guī)程或設(shè)備未能象預(yù)期的那樣執(zhí)行任務(wù)，其直接原因在于這三方面中所存在的潛在薄弱環(huán)節(jié)的貢獻(xiàn)，其根本原因在于電廠在這三方面的監(jiān)督大綱中存有缺陷，未能及時(shí)去除這些潛在的薄弱環(huán)節(jié)。這個(gè)方法可以被用做為一個(gè)框架，指導(dǎo)電廠對(duì)事件的調(diào)查及分析，以便確定事件的直接及根本原因。 優(yōu)點(diǎn)：該方法的重點(diǎn)放在組織管理問題，可以識(shí)別出不同管理層次的責(zé)任問題的詳細(xì)原因，從而便于提出糾正措施。 局限：其術(shù)語及根本原因定義不同于其他分析方法，需要有廣泛知識(shí)基礎(chǔ)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員來進(jìn)行分析，對(duì)分析過程中事件信息的收集及處理缺乏足夠的指南，其手冊(cè)中所推薦的過程不容易被遵照?qǐng)?zhí)行。,41,核事件根本原因分析,人員行為增強(qiáng)系統(tǒng)（Human Performance Enhance System-HPES） HPES系統(tǒng)是美國INPO多年開發(fā)的結(jié)果，已經(jīng)在核工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)以不同的形式應(yīng)用。HPES系統(tǒng)是一種綜合了許多基本調(diào)查過程的方法，其中包括任務(wù)分析、變化分析、屏障分析以及事件及原因因素圖。 優(yōu)點(diǎn)：HPES提供了一個(gè)技術(shù)工具箱，是一個(gè)世界上廣泛應(yīng)用的成熟的靈活的方法，它將重點(diǎn)放在人員行為上，并且對(duì)人的行為分析提供了指導(dǎo)。 局限：需要經(jīng)驗(yàn)及培訓(xùn)以便能夠有效地應(yīng)用該技術(shù)，糾正行動(dòng)取決于分析人員的經(jīng)驗(yàn)，沒有特別地識(shí)別出組織問題，對(duì)于事件的快速管理總覽可能太過于廣泛。,42,核事件根本原因分析,事件根本原因?qū)嵗?1 程序潛在問題 低效的程序執(zhí)行（工作計(jì)劃和日程，預(yù)防維修，自我評(píng)價(jià)）： 無效的糾正措施（問題反復(fù)出現(xiàn)）； 笨拙的處理方式（強(qiáng)制人們按照該處理方式工作，如工作管理，工程設(shè)計(jì)）。 這就是不用程序來處理事情。例如，從不使用一種發(fā)電的漏電平衡單據(jù)計(jì)算程序，因?yàn)樵搯螕?jù)長(zhǎng)而且復(fù)雜。取而代之，操縱員使用另外的，絕對(duì)自信的，非書面的一種。,43,核事件根本原因分析,2 操作潛在問題 模糊的操作程序； 操縱員機(jī)械地使用程序，甚至當(dāng)他們知道該程序是錯(cuò)的；缺乏質(zhì)問主動(dòng)性； 主要由關(guān)注生產(chǎn)的情緒支配著做出決定； 雇員存在極大抵觸情緒； 認(rèn)可并堅(jiān)持長(zhǎng)久性問題沒有解決的設(shè)備服役； 缺乏開放性； 沒有評(píng)估電廠物資條件匱乏的總效果沒有評(píng)估設(shè)備不維修的累積效果； 修改電廠沒有秩序-程序沒有隨時(shí)改進(jìn)； 不完善的程序-具有隱含工況階段的程序； 未授權(quán)的電廠修改； 處理解決長(zhǎng)時(shí)期存在的物質(zhì)問題缺乏緊急感。,44,核事件根本原因分析,3 維修潛在問題 維修項(xiàng)目大量堆積； 推遲維修和預(yù)防性維修大量堆積； 不能操作的自動(dòng)設(shè)備； 由于維修錯(cuò)誤引發(fā)停堆； 缺乏必要資金和物質(zhì)條件； 不主動(dòng)處理解決好物質(zhì)條件問題； 違反即定程序； 處理方式缺乏全局觀點(diǎn)。,45,核事件根本原因分析,4 工程潛在問題 供應(yīng)配置的管理問題； 電廠修改缺乏準(zhǔn)備； 運(yùn)行/維修支持不充分； 缺乏質(zhì)問態(tài)度： 操縱員機(jī)械地使用程序，甚至當(dāng)他們知道該程序是錯(cuò)的；缺乏質(zhì)問主動(dòng)性； 操縱員由于大意產(chǎn)生錯(cuò)誤： 已經(jīng)公布了操縱員錯(cuò)誤的很多例子，像各種原因?qū)е洛e(cuò)誤地開啟或關(guān)停水泵； 閥門的狀態(tài)錯(cuò)誤 不恰當(dāng)培訓(xùn)。 執(zhí)行設(shè)備檢查和監(jiān)督失效： 機(jī)組啟動(dòng)期間，很多設(shè)備（閥門）必須處在正確位置。現(xiàn)場(chǎng)操縱員使用檢查清單，然后在一定時(shí)間（周期）內(nèi)檢查該設(shè)備狀態(tài)。 發(fā)電機(jī)聯(lián)網(wǎng)以后幾天，發(fā)現(xiàn)應(yīng)急給水系統(tǒng)閥門處在錯(cuò)誤位置上（關(guān)閉）。這個(gè)事件違背了技術(shù)說明書（ST）。教訓(xùn)是：雖然當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)期間從設(shè)備檢查和監(jiān)督大綱里會(huì)發(fā)現(xiàn)這種失誤，但是控制室人員沒有遵照指令去做。,46,核事件根本原因分析,5 放射性操作潛在問題 缺乏放射性操作的計(jì)劃和實(shí)踐； 工人超劑量輻照； 缺乏放射性培訓(xùn)； 放射性輻照和個(gè)人污染趨勢(shì)上升。,47,潛在后果分析,目的：根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，驗(yàn)證核電廠的縱深防御是否有足夠的能力對(duì)付可能出現(xiàn)的事故（特別是超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故）；也是運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋應(yīng)用的一個(gè)非常重要的方面。 三個(gè)步驟： （1）確定可能的分析對(duì)象（實(shí)際或潛在失效的狀態(tài)；及人員不適宜的行動(dòng)）； （2）尋找潛在風(fēng)險(xiǎn)過程； （3）評(píng)價(jià)核電廠縱深防御有效性。,48,潛在后果分析,確定分析對(duì)象： 考慮以下兩種情況： 1） 已確定的分析對(duì)象，這包括： 可能帶來其它未經(jīng)分析風(fēng)險(xiǎn)已確定的分析對(duì)象； 實(shí)際發(fā)生的異?；虿糠质мD(zhuǎn)變成潛在的完全失效等。 2） 潛在的分析對(duì)象，這包括： 設(shè)備潛在的共模失效； 同樣的設(shè)備失效可能發(fā)生在其它安全重要的系統(tǒng)； 電廠人員良好實(shí)踐或偶然的好的行動(dòng)不起作用。,49,潛在后果分析,尋找潛在風(fēng)險(xiǎn)過程： 分為兩種情況考慮： 正常運(yùn)行操作：對(duì)于各種有關(guān)的正常運(yùn)行操作，所確定的實(shí)際或潛在的分析對(duì)象可能會(huì)導(dǎo)致后果偏離預(yù)定的方向，甚至惡化到不可接受的地步；這些正常運(yùn)行的操作包括正常運(yùn)行、維修、定期試驗(yàn)、預(yù)期瞬態(tài)等。 事故狀態(tài)下：在事故狀態(tài)下，所確定的實(shí)際或潛在的分析對(duì)象可能會(huì)導(dǎo)致加劇不可接受的后果；這些狀態(tài)包括核電廠設(shè)計(jì)中所考慮的、類工況，附加超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工況，以及內(nèi)、外部侵犯等。 此外，還可以根據(jù)實(shí)際發(fā)生的過程還是潛在可能發(fā)生的過程來進(jìn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)過程的尋找及確定。 實(shí)際過程：從核電廠實(shí)際發(fā)生的事件過程出發(fā)，考慮可能的條件變化，尋找潛在的不同的發(fā)展過程及其風(fēng)險(xiǎn)。 潛在過程：非真實(shí)發(fā)生的事件過程，可以在假設(shè)的有關(guān)正常運(yùn)行及事故狀態(tài)條件下，根據(jù)真實(shí)的事件情況分析可能的發(fā)展過程及其風(fēng)險(xiǎn)情況。,50,潛在后果分析,評(píng)價(jià)核電廠縱深防御有效性及風(fēng)險(xiǎn)： 根據(jù)以上確定的潛在風(fēng)險(xiǎn)過程，通過事件樹的方法來實(shí)現(xiàn)詳細(xì)的潛在事件序列的構(gòu)建，以評(píng)價(jià)有關(guān)電廠縱深防御的有效性及風(fēng)險(xiǎn)情況。 其思想是基于PSA（概率安全評(píng)價(jià)）或安全分析中所考慮的所謂事故的初因事件出發(fā)，以與之關(guān)聯(lián)的不可接受的后果（如堆芯熔化）為終，考慮相關(guān)的電廠縱深防御（電廠保護(hù)系統(tǒng)、工程安全設(shè)施、規(guī)程以及人員必要的干預(yù)等）的有效與否，勾畫出事件可能發(fā)展的途徑及其風(fēng)險(xiǎn)情況。,51,潛在后果分析,予以特別關(guān)注的超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故初因事件 參考初因事件清單如下： l 喪失一回路冷卻劑事故（LOCA）； l 二回路主蒸汽管線斷裂（SSLB）； l 蒸汽發(fā)生器傳熱管斷裂（SGTR），以及二回路主蒸汽管線斷裂（SSLB）+蒸汽發(fā)生器傳熱管斷裂（SGTR）； l 喪失最終熱阱（H1）； l 喪失蒸汽發(fā)生器給水（H2）； l 全廠斷電（H3）； l 未能停堆的預(yù)期瞬態(tài)（ATWS）； l 一回路瞬態(tài)； l 二回路瞬態(tài)； l 喪失廠外電； l 喪失壓縮空氣； l 硼稀釋； l 一回路中環(huán)路水位運(yùn)行時(shí)喪失冷卻等。,52,潛在后果分析,事件樹的構(gòu)建流程圖,53,輕微事件和未遂失誤傾向分析,世界運(yùn)行核電廠經(jīng)驗(yàn)反饋數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，核電廠重大事件發(fā)生以前，會(huì)出現(xiàn)無數(shù)個(gè)事件發(fā)生的先兆。如果，核電廠在重大事件發(fā)生前，分析確認(rèn)的輕微事件(low level events)和未遂失誤(near misses)傾向，制定相應(yīng)糾正措施應(yīng)該可以避免這些重大事件發(fā)生。 介紹一種在核電廠經(jīng)驗(yàn)反饋分析中，稱為“分析輕微事件和未遂失誤傾向提高核電廠安全性能”的方法，避免運(yùn)行核電廠重大事件發(fā)生和保障核電廠安全，達(dá)到防患于未然的目的。簡(jiǎn)要介紹該方法在核電廠安全監(jiān)管中的應(yīng)用。,54,輕微事件和未遂失誤傾向分析,1 未遂失誤例子 一位操縱員把他的手放置在錯(cuò)誤開關(guān)上，然而，啟動(dòng)開關(guān)以前他立刻意識(shí)到他的錯(cuò)誤； 透平廠房一位工匠看到一位同伙沒有正確使用安全設(shè)備和沒有執(zhí)行正確操作。他指出同伙的問題，從而避免了一個(gè)潛在安全事故； 一位穿著污染防護(hù)服的工匠工作在反應(yīng)堆堆坑的懸梁上。該工匠滑了一跤，如果他沒有系安全帶，他可能會(huì)墜落到堆坑里； 一位操縱員步行通過電廠，當(dāng)時(shí)他向上看，并且看到了一位工匠從腳手架上踢掉一個(gè)工具落下來。操縱員迅速躲避防止了傷害。 這些例子表明未遂失誤所發(fā)生的是沒有后果的事情。如果不是及時(shí)采取個(gè)別措施的話，事件結(jié)果會(huì)決然不同。一些業(yè)主把未遂失誤報(bào)告稱謂“恰好把握（good catches）”，事實(shí)上強(qiáng)調(diào)：由于及時(shí)察覺和采取個(gè)別適當(dāng)措施防止了一次重大事件。,55,輕微事件和未遂失誤傾向分析,2 從未遂失誤到輕微事件再到嚴(yán)重事故的演變 分析重大事件和輕微事件或未遂失誤的關(guān)系，會(huì)發(fā)現(xiàn)重大事件，輕微事件和未遂失誤全都具有共性：相同的潛在弱點(diǎn)，該弱點(diǎn)出自于相同的屏障失效和根本原因。所有這些事件不同點(diǎn)僅僅在于它們各自的后果。 正如縱深防御所關(guān)注的那樣，一項(xiàng)有效糾正措施程序文件可以用在所有級(jí)別事件分析上。關(guān)鍵是確認(rèn)對(duì)共性原因貢獻(xiàn)的最大潛在弱點(diǎn)是什么，并且隨后采取有效的糾正措施。照此辦法，幫助編排程序和進(jìn)行傾向分析。 正如所關(guān)注單個(gè)人為事件那樣，可能應(yīng)當(dāng)充分的報(bào)告和討論這些事件，因?yàn)楦艚^起來它們就不會(huì)達(dá)到需要廣泛改進(jìn)的目的。另一方面，觀察到這種事件大量重復(fù)發(fā)生，這類事件具有共同模式或相同原因也就容易歸結(jié)于一種更通用的糾正措施。,56,輕微事件和未遂失誤傾向分析,圖表示輕微事件到嚴(yán)重事故的演變：表明一個(gè)輕微事件演變到一個(gè)更重大事件再到一個(gè)嚴(yán)重事故，取決于突破多少道防線。防線包括實(shí)體屏障；管理屏障（程序，校驗(yàn)）和正確操作（源于培訓(xùn)，安全文化等綜合結(jié)果）。 1 從輕微事件到失效，防線（LOD）有作用但是失效了。這些防線是組織機(jī)構(gòu)類型，只能失效時(shí)才能研究它們。 2 防線有作用，并且它們一般是成功的。僅能它們失效時(shí)研究它們。它們屬于組織機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)類型。 3 防線不起作用。它們是未知的或許是成功的：這是PSA的任務(wù)。它們是關(guān)系到所有設(shè)計(jì)類型。 4 防線不起作用。關(guān)于它們不是很了解，對(duì)它們研究的不充分。稍許了解它們的改進(jìn)進(jìn)展。它們一般是設(shè)計(jì)類型。,57,輕微事件和未遂失誤傾向分析,58,輕微事件和未遂失誤傾向分析,傾向分析工具 下面說明的分析工具不僅具有適用性，所介紹的也是數(shù)據(jù)分析成熟技術(shù)。 （1） Pareto圖和分析 Pareto 準(zhǔn)則是用于演示不平衡分布的一個(gè)數(shù)學(xué)模型。意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家V. Pareto發(fā)明了該準(zhǔn)則。他觀察意大利20%的人掌握著80%的財(cái)富。V. Pareto準(zhǔn)則（或80/20定律）是一種自然存在的客觀變化，可以用在任何領(lǐng)域。V. Pareto準(zhǔn)則幫助我們找到“巨大撞擊（big hitters）”。應(yīng)用V. Pareto準(zhǔn)則讓我們可以集中有限資源來解決/改善“巨大撞擊”，不然“巨大撞擊”會(huì)引發(fā)嚴(yán)重問題。利用該方法，我們可以使我們致力于改進(jìn)的效率最大化。 進(jìn)行V. Pareto分析的六個(gè)階段： 1) 收集數(shù)據(jù)（來源于初始條件報(bào)告CR）； 2) 范疇數(shù)據(jù)/問題（根據(jù)初始目標(biāo)的傾向范疇體系）； 3) 說明時(shí)間周期（即，一個(gè)月）； 4) 計(jì)算每個(gè)范疇的累計(jì)百分比，%=局部/總量； 5) 按照遞減序列排列每一個(gè)范疇 一個(gè)V. Pareto圖描繪出問題或給出限制范疇。按照遞減序列繪制出問題范疇。因?yàn)樵搱D不能表示數(shù)據(jù)如何隨時(shí)間變化，因此，僅僅確認(rèn)“巨大撞擊”范疇，一般按照前6-12個(gè)月繪出每個(gè)范疇。 6) 問題范疇確認(rèn)辦法是與總量的80%相比較（或近似80%） 使用Pareto 準(zhǔn)則必須要有一個(gè)問題范疇的濃集度，如果問題分布相等，就不能使用80/20定律。,59,輕微事件和未遂失誤傾向分析,（2） 控制圖 1) 控制圖是一個(gè)管理工具，該工具展示一段時(shí)間測(cè)度的結(jié)果隨著限值上下統(tǒng)計(jì)決定。該工具可以用在人因和設(shè)備性能兩種問題上。 2) 估價(jià)每一個(gè)參數(shù)（即，運(yùn)行或設(shè)計(jì)過程的配置控制、工程或物質(zhì)條件的配置控制），確定一段時(shí)間初始條件報(bào)告的平均值（即，6個(gè)月）； 3) 確定初始條件報(bào)告數(shù)據(jù)組的標(biāo)準(zhǔn)偏差。標(biāo)準(zhǔn)偏差是平均值離散度大小的量度。樣本統(tǒng)計(jì)偏差計(jì)算(STDVEP)中可以使用Excel軟件的統(tǒng)計(jì)功能。 4) 當(dāng)初始條件報(bào)告參數(shù)的數(shù)量大于（或小于）2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差高于（或低于）平均值，這個(gè)區(qū)域面積應(yīng)該進(jìn)一步審查/分析，以便確定偏差的潛在因素。 如果有足夠的數(shù)據(jù)能夠確定合理的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，可以使用專業(yè)判斷做出傾向結(jié)論。,60,輕微事件和未遂失誤傾向分析,（3） 傾向圖示法 傾向分析可以使用相應(yīng)圖示方法和/或傾向數(shù)據(jù)計(jì)算方法，來確定是否存在潛在傾向。傾向分析專家分析這些領(lǐng)域的有用數(shù)據(jù)，確認(rèn)那些領(lǐng)域需要更詳細(xì)研究。如果確認(rèn)系統(tǒng)、項(xiàng)目或組織機(jī)構(gòu)傾向，分析專家應(yīng)當(dāng)審查特定領(lǐng)域關(guān)注點(diǎn)的有用數(shù)據(jù)。 為了提供更實(shí)用分析傾向，分析專家會(huì)按次序把數(shù)據(jù)格式化，應(yīng)用格式化方法會(huì)使得確認(rèn)更清晰。例如，當(dāng)分析一個(gè)部門事件歷史時(shí)，選擇規(guī)格化人因誤差率來計(jì)算人-小時(shí)工作量。,61,案例分析,1 三哩島事故 2 切爾諾貝利事故 3 其它,62,案例分析,三哩島事故 事故背景 核電機(jī)組：Babcock % Wilcox (B&W)公司；兩環(huán)路4臺(tái)冷卻劑泵；961MWe97%功率運(yùn)行；壓力152bar： 高壓安注系統(tǒng)：數(shù)臺(tái)安注泵；自動(dòng)啟動(dòng)壓力（冷卻劑系統(tǒng)壓力）110bar； 關(guān)閉壓力197bar； 安注箱（堆芯再淹沒系統(tǒng)）：冷卻劑系統(tǒng)壓力下降到41bar自動(dòng)啟動(dòng)； 低壓安注系統(tǒng)：冷卻劑系統(tǒng)壓力下降28bar自動(dòng)啟動(dòng)； 堆芯剩余釋熱：停堆時(shí)間 MW(t) 1 分 97 1 小時(shí) 36 1 天 13 1 周 51 1 月 21,63,三哩島冷卻劑系統(tǒng)圖,64,三哩島核電廠2#機(jī)組反應(yīng)堆圖,65,案例分析,三哩島事故 第1階段 始發(fā)事件 1979年3月28日 04：00：37 am 二回路所有主給水泵停轉(zhuǎn)；主汽輪機(jī)停轉(zhuǎn)； 36秒 冷卻劑系統(tǒng)壓力155bar；冷卻劑系統(tǒng)泄壓閥開啟； 8秒 冷卻劑系統(tǒng)壓力162bar；引發(fā)反應(yīng)堆緊急停堆； 輔助給水泵啟動(dòng)；但是，泵和蒸氣發(fā)生器之間的閥門處在關(guān)閉狀態(tài)； 2分4秒 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力下降到110bar；高壓安注系統(tǒng)啟動(dòng)；穩(wěn)壓器水位上升。,66,案例分析,三哩島事故 第2階段 小破口失水 13秒 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力下降到152bar減壓閥自動(dòng)關(guān)閉整定值；但是，泄壓閥沒有關(guān)閉； 6分 穩(wěn)壓器氣囊消失；反應(yīng)堆冷卻劑泄壓箱壓力迅速上升； 7分43秒 污水泵啟動(dòng)把反應(yīng)堆污水坑水排到輔助廠房廢水箱； 8分 蒸汽發(fā)生器干涸；操縱員發(fā)現(xiàn)輔助給水閥門關(guān)閉，開啟閥門； 18分 通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)得氣體放射性急劇增加；反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力僅有83bar；,67,案例分析,三哩島事故 第3階段 小破口失水，連續(xù)泄壓 20分1小時(shí) 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)70bar，溫度290 oC；核燃料尚未大量破損； 1小時(shí)14分 冷卻劑泵B震動(dòng)，操縱員關(guān)閉冷卻劑泵B；環(huán)路中存在氣體空間冷卻劑無法形成自然循環(huán)； 1小時(shí)40分 冷卻劑泵A震動(dòng)，操縱員關(guān)閉冷卻劑泵A；環(huán)路中存在氣體空間冷卻劑無法形成自然循環(huán)； 冷卻劑高出堆芯頂部30厘米；堆芯升溫瞬變開始；,68,案例分析,三哩島事故 第4階段 堆芯升溫瞬變 1小時(shí)50分（110分）堆芯元件第一次裸露； 2小時(shí)18分（138分）操縱員發(fā)現(xiàn)卸壓閥卡開，關(guān)閉卸壓閥的截止閥；但是沒有加大高壓安注，事故繼續(xù)； 2小時(shí)55分（175分） 宣布廠區(qū)應(yīng)急；放射性監(jiān)測(cè)報(bào)警；堆芯部分燃料燒毀； 3小時(shí)20分7小時(shí)（200分-420分）；冷卻劑泵沒有運(yùn)行；堆芯15米裸露1小時(shí)燃料大量燒毀；,69,案例分析,三哩島事故 第5階段 持續(xù)泄壓 7小時(shí)38分 操縱員打開卸壓閥的截止閥，關(guān)小高壓安注；失去冷卻劑引起第二次堆芯裸露； 8小時(shí)41分 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)達(dá)到41bar；安注箱注水；但是很小，操縱員認(rèn)為堆芯被注滿水； 9小時(shí)50分 氫爆脈沖；安全殼噴淋6分鐘；反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)減壓至30bar；操縱員減壓投入低壓安注系統(tǒng)失敗（ 28bar）； 11小時(shí)08分 操縱員關(guān)閉卸壓閥；有2小時(shí)安注箱停止注水；高壓安注小流量；蒸汽發(fā)生器不能使冷卻劑形成自然循環(huán)；堆芯長(zhǎng)時(shí)間失去任何冷卻手段；第三次堆芯裸露；,70,案例分析,三哩島事故 第6階段 增壓和最終確立穩(wěn)態(tài)冷卻 13小時(shí)51分操縱員從新關(guān)閉卸壓閥截止閥；加大高壓安注流量；結(jié)束堆芯第三次裸露； 15小時(shí)51分 成功啟動(dòng)環(huán)路 A的一臺(tái)冷卻劑泵；熱管溫度293 oC冷管溫度 205oC；流體經(jīng)過蒸汽發(fā)生器；反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)恢復(fù)移出衰變熱的能力。,71,案例分析,三哩島事故 事故后果：堆芯3次裸露；鋯包殼總量的30%-40%被氧化；堆芯上部1/3嚴(yán)重?fù)p壞； 放射性惰性氣體的30%-40%被釋放；10%-15%的碘、鍶、艷從燃料中釋放；但是被安全殼包容，少量釋放到環(huán)境； 半徑80公里范圍200萬居民的集體劑量當(dāng)量約 20人Sv；最大個(gè)人計(jì)量1mSv；名工作人員收照射分別38、34、31mSv； 巨大經(jīng)濟(jì)后果：經(jīng)濟(jì)損失200億美元以上，美國核電工業(yè)推遲20年。,72,案例分析,三哩島事故 物理背景：堆芯衰變熱移出的反應(yīng)堆安全功能失效，引發(fā)反應(yīng)堆嚴(yán)重事故； 直接原因：穩(wěn)壓器卸壓閥故障；操縱員判斷、操作失誤； 根本原因：反應(yīng)堆設(shè)計(jì)；設(shè)備質(zhì)量保證；人員培訓(xùn)；人機(jī)接口（人因工程）；檢修規(guī)程；經(jīng)驗(yàn)反饋：1977年9月美國Ohio州 Oak Harbor市 Davis-Besse 核電廠發(fā)生類似瞬態(tài)事件，但是，事故21分鐘，操縱員正確判斷穩(wěn)壓器卸壓閥卡開，他們關(guān)閉了下游連接的截止閥 從而結(jié)束事故。該核電機(jī)組也是由B&W公司設(shè)計(jì)的相同型號(hào)的核電機(jī)組。 改正措施：操縱員模擬機(jī)培訓(xùn)；按照人因工程設(shè)計(jì)主控室；反應(yīng)堆改進(jìn)執(zhí)行三哩島行動(dòng)計(jì)劃；建立全世界范圍運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋體系。,73,案例分析,三哩島事故 問題： 1 是那項(xiàng)反應(yīng)堆安全功能失效導(dǎo)致三哩島事故？ 2 請(qǐng)描述導(dǎo)致三哩島事故的初始事件？ 3 三哩島事故是INES分級(jí)那級(jí)核事故？ 4 根據(jù)反應(yīng)堆堆芯傳熱理論分析三哩島事故的成因？ 5 三哩島事故中的設(shè)備和設(shè)計(jì)問題？ 6 三哩島事故中的操縱員操作失誤？ 7 三哩島事故中運(yùn)行和操作規(guī)程問題？ 8 三哩島事故中的業(yè)主管理問題？ 9三哩島事故給縱深防御準(zhǔn)則帶來的新思考？ 10三哩島事故中那些反應(yīng)堆安全功能發(fā)揮了作用？,74,案例分析,三哩島事故問題和答案 1 是那項(xiàng)反應(yīng)堆安全功能失效導(dǎo)致三哩島事故？ 放射性物質(zhì)得到足夠冷卻 （堆芯衰變熱移出）功能失效，導(dǎo)致部分堆芯熔融的嚴(yán)重事故。 2 請(qǐng)描述導(dǎo)致三哩島事故的初始事件？ 始發(fā)事件 1979年3月28日 04：00：37 am 二回路所有主給水泵停轉(zhuǎn)；主汽輪機(jī)停轉(zhuǎn)； 36秒 冷卻劑系統(tǒng)壓力155bar；冷卻劑系統(tǒng)泄壓閥開啟； 8秒 冷卻劑系統(tǒng)壓力162bar；引發(fā)反應(yīng)堆緊急停堆； 輔助給水泵啟動(dòng)；但是，泵和蒸氣發(fā)生器之間的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)； 2分4秒 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力下降到110bar；高壓安注系統(tǒng)啟動(dòng)；穩(wěn)壓器水位上升。,75,案例分析,三哩島事故問題和答案 3 三哩島事故是INES分級(jí)那級(jí)核事故？ 按照廠內(nèi)影響準(zhǔn)則的最高級(jí)，5級(jí)。 4 根據(jù)反應(yīng)堆堆芯傳熱理論分析三哩島事故的成因？ 傳熱能力形成三個(gè)條件：熱阱；傳熱方式（冷卻手段）；傳熱介質(zhì)堆芯冷卻劑（水）裝量。 5 三哩島事故中的設(shè)備和設(shè)計(jì)問題？ 卸壓閥門質(zhì)量和設(shè)計(jì)；控制臺(tái)顯示：輔助給水閥門狀態(tài)指示信號(hào)，堆芯冷卻劑（水）裝量指示信號(hào)，卸壓閥門狀態(tài)。,76,案例分析,三哩島事故問題和答案 6 三哩島事故中的操縱員操作失誤？ 操縱員關(guān)閉冷卻劑泵B；環(huán)路中存在氣體空間冷卻劑無法形成自然循環(huán)；操縱員關(guān)閉冷卻劑泵A；環(huán)路中存在氣體空間冷卻劑無法形成自然循環(huán)（破壞傳熱方式）；1小時(shí)50分（110分）堆芯元件第一次裸露； 2小時(shí)18分（138分）操縱員發(fā)現(xiàn)卸壓閥卡開，雖然關(guān)閉卸壓閥的截止閥；但是沒有加大高壓安注流量，事故繼續(xù)；操縱員打開卸壓閥的截止閥，關(guān)小高壓安注（減少堆芯水裝量）；失去冷卻劑引起第二次堆芯裸露； 使反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)繼續(xù)減壓；雖然反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)達(dá)到41bar（加大冷卻劑系統(tǒng)蒸汽含量，環(huán)路中存在氣體空間冷卻劑無法形成自然循環(huán)，破壞傳熱方式）；安注箱注水；但是很小，操縱員認(rèn)為堆芯被注滿水；11小時(shí)08分有2小時(shí)安注箱停止注水；高壓安注小流量；蒸汽發(fā)生器不能使冷卻劑形成自然循環(huán)；堆芯長(zhǎng)時(shí)間失去任何冷卻手段；第三次堆芯裸露；,77,案例分析,三哩島事故問題和答案 7 三哩島事故中運(yùn)行和操作規(guī)程問題？ 事故處理規(guī)程：因?yàn)檎饎?dòng)關(guān)閉冷卻劑泵錯(cuò)誤；規(guī)程應(yīng)該首先保證安全功能實(shí)現(xiàn)（特別堆芯衰變熱移出：熱阱、傳熱方式、水裝量）；維修后檢查規(guī)程。 8 三哩島事故中的業(yè)主管理問題？ 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋；操縱員培訓(xùn)；錯(cuò)誤事故規(guī)程制定；維修后檢查規(guī)程制定；設(shè)備質(zhì)量保證。 9三哩島事故給縱深防御準(zhǔn)則帶來的新思考？ 縱深防御準(zhǔn)則正確性經(jīng)受了實(shí)踐考驗(yàn)，緩解事故、包容放射性；但是，操縱員錯(cuò)誤能夠使縱深防御準(zhǔn)則失效；核電工業(yè)提出“人因工程”；操縱員模擬機(jī)培訓(xùn)。 10三哩島事故中那些反應(yīng)堆安全功能發(fā)揮了作用？ 反應(yīng)堆安全功能三項(xiàng)中兩項(xiàng)發(fā)揮了作用：反應(yīng)性控制；放射性包容。,78,案例分析,三哩島事故經(jīng)驗(yàn)反饋 修改美國聯(lián)邦法規(guī)10CFR50.34(f) 要求新建核電站必須對(duì)三里島事故以后，所總結(jié)的安全問題提出應(yīng)對(duì)措施或處理意見，送交 NRC審查。 NRC制定導(dǎo)則三里島行動(dòng)計(jì)劃NUREG-0660和NREG-0737附加要求： （1）一回路功能保護(hù) ；輔助給水系統(tǒng)評(píng)價(jià)、自動(dòng)動(dòng)力排放閥隔離系統(tǒng)、自動(dòng)減壓系統(tǒng)動(dòng)作、氫控制系統(tǒng)評(píng)估等5項(xiàng)。 （2）安全保護(hù)系統(tǒng) ：模擬器能力 、控制室設(shè)計(jì) 、 氫氣控制 、閥門位置指示 等28項(xiàng) （3）管理程序：工業(yè)經(jīng)驗(yàn) 、質(zhì)量保證大綱 、安全殼設(shè)計(jì) 、氫氣復(fù)合器 、管理大綱 等7項(xiàng),79,案例分析,切爾諾貝利事故 事故背景： RBMK類型1000MWe級(jí)大型石墨壓力管式沸水堆（類似于壓力管式壓水堆，蒸汽發(fā)生器和穩(wěn)壓器位于堆外）； 反應(yīng)堆固有設(shè)計(jì)缺欠：堆芯具有正汽泡反應(yīng)性、控制棒擠水棒正反應(yīng)性效應(yīng)、無安全殼廠房屏蔽、無縱深防御準(zhǔn)則； 運(yùn)行管理混亂：實(shí)驗(yàn)規(guī)程不完整、運(yùn)行指令、規(guī)程不規(guī)范； 實(shí)驗(yàn)前反應(yīng)堆狀態(tài)：4月26日1時(shí)，解除應(yīng)急冷卻系統(tǒng)備用連鎖，反應(yīng)堆200MWt運(yùn)行；堆芯處于降功率過程“Xe中毒”狀態(tài);人為解除蒸汽發(fā)生器蒸汽壓力和水位低值事故保護(hù)信號(hào)；投入8臺(tái)水泵加大水流量運(yùn)行，堆芯（汽泡正反應(yīng)性效應(yīng)若汽泡減少）負(fù)反應(yīng)性效應(yīng)，引發(fā)自動(dòng)調(diào)節(jié)棒提出堆芯；人為提升手動(dòng)棒（維持反應(yīng)堆200MWt運(yùn)行）；堆芯僅有6-8根控制棒（少于30根限值）；,80,切爾諾貝利核電廠流程圖,81,案例分析,切爾諾貝利事故 事故背景： 主要優(yōu)點(diǎn)： RBMK類型核電站的低功率密度提供了承受較大的全廠斷電能力，可以在一個(gè)小時(shí)內(nèi)堆芯不會(huì)損傷； 機(jī)組可以在運(yùn)行時(shí)換料，提高了可利用率水平； 石墨慢化劑設(shè)計(jì)允許使用輕水做慢化劑反應(yīng)堆不適用的燃料。,82,案例分析,切爾諾貝利事故 事故背景： 主要弱點(diǎn)： RBMK類型設(shè)計(jì)與大世界多數(shù)核電站的最主要差別是RBMK類型設(shè)計(jì)沒有鋼和/或重混凝土安全殼結(jié)構(gòu)作為事故期間防止大量放射性釋放的最后屏障。1979年三島2#機(jī)組事故表明美國為代表的西方類型反應(yīng)堆安全殼的有效性，盡管堆芯燃料一定程度熔融，事實(shí)上全部放射性被保存在安全殼內(nèi)。在Chernobyl事故，RBMK機(jī)組發(fā)生事故的系統(tǒng)（RBMK形式的安全殼），不能承受事故沖擊力。雖然估計(jì)爆炸釋放的能量高于大多數(shù)安全殼設(shè)計(jì)所能承受的，但是安全殼結(jié)構(gòu)可以防止放射性物質(zhì)在Chernobyl釋放； 事故緩解系統(tǒng)有限和無效；,83,案例分析,切爾諾貝利事故 事故背景： 反應(yīng)堆控制系統(tǒng)潛在很多失調(diào)，潛在著導(dǎo)致順利恢復(fù)的困難； 當(dāng)冷卻水喪失，反應(yīng)堆產(chǎn)生快速核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和功率增加。該特性被稱為“正空泡系數(shù)”，前蘇聯(lián)工程師應(yīng)該用快速落控制棒和其他方式的設(shè)計(jì)緩解這種瞬發(fā)效應(yīng)。所有RBMK反應(yīng)堆作的修改是適當(dāng)維持正空泡效應(yīng)足夠低，以便防止像切爾諾貝利Chernobyl事故那樣核功率突增。美國類型輕水反應(yīng)堆設(shè)計(jì)成，具有相反的特性“負(fù)空泡系數(shù)”所以當(dāng)反應(yīng)堆失水時(shí)，核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自動(dòng)停止； 防火系統(tǒng)不適當(dāng)； 在石墨砌體中有限的蒸汽反應(yīng)遏制能力； 電氣和安全系統(tǒng)的實(shí)體分離和余度； 雜亂的管道布置。,84,案例分析,切爾諾貝利事故 核電機(jī)組實(shí)驗(yàn)（發(fā)電機(jī)惰轉(zhuǎn)特性）： 1986年4月26日1時(shí)23分04秒 核電機(jī)組8號(hào)汽輪機(jī)緊急截止閥關(guān)閉停止向汽輪機(jī)供汽，反應(yīng)堆應(yīng)該自動(dòng)停堆；但是，操縱員解除了停機(jī)-停堆連鎖保護(hù)信號(hào)維持反應(yīng)堆200MWt運(yùn)行；關(guān)閉4臺(tái)水泵（因?yàn)椴恍枰蚱啓C(jī)供汽）堆內(nèi)蒸汽量增加，汽泡正反應(yīng)性引發(fā)自動(dòng)棒下插； 1時(shí)23分31秒 反應(yīng)性繼續(xù)增加（自動(dòng)棒不能補(bǔ)償汽泡正反應(yīng)性）；功率急劇上升； 1時(shí)23分40秒 值班長(zhǎng)下令緊急停堆；堆芯具有正氣泡反應(yīng)性和控制棒擠水棒正反應(yīng)性效應(yīng)相加；導(dǎo)致反應(yīng)堆功率劇增；40秒上升100倍； 1時(shí)24分 發(fā)生兩次爆炸；引發(fā)反應(yīng)堆廠房、汽輪機(jī)廠房大火；油管損壞、電纜短路、放射性輻照造成附近區(qū)域30余處火災(zāi)； 26日5時(shí) 撲滅火災(zāi) 11月 使用混凝土封閉4號(hào)機(jī)組；繼續(xù)清除放射性污染；,85,案例分析,切爾諾貝利事故 事故后果： 嚴(yán)重人員傷亡：爆炸死亡2人；237人受到臨床效應(yīng)超劑量照射，其中134人輻射病死亡； 東歐廣大地區(qū)環(huán)境和居民受到放射性污染：1986-1987年20萬人受到100mSv以上平均劑量照射；從事故后從禁區(qū)周圍（30公里半徑）撤離萬余名居民，其中5%受到大于100mSv以上平均照射劑量； 北半球各國不同程度受到事故影響：最大的平均個(gè)人計(jì)量約為08mSv至12mSv； 巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)后果：經(jīng)濟(jì)損失約200億美元以上，引發(fā)世界性反核浪潮，為核電工業(yè)發(fā)展構(gòu)成巨大沖擊，留下難以消除的陰影。,86,案例分析,切爾諾貝利事故 物理背景：堆芯瞬發(fā)臨界，使反應(yīng)堆安全功能迅速全部失效，引發(fā)災(zāi)難性嚴(yán)重事故； 直接原因：設(shè)計(jì)缺欠；人員違規(guī)操作； 根本原因：管理部門和業(yè)主不具備健全的核安全文化 改正措施：取消或改進(jìn)該種類型反應(yīng)堆；國際核工 業(yè)協(xié)助核電站管理部門和業(yè)主健全核安全文化。,87,案例分析,切爾諾貝利事故 問題： 1 切爾諾貝利事故物理背景是什么？ 2 切爾諾貝利核電廠運(yùn)行，用反應(yīng)堆理論說明為什么堆芯水量增加、汽泡減少控制棒會(huì)自動(dòng)提升？ 3 切爾諾貝利事故是INES分級(jí)那級(jí)核事故？ 4 切爾諾貝利核電廠是那種類型反應(yīng)堆/使用的慢化劑、冷卻劑？ 5 切爾諾貝利事故中的設(shè)備和設(shè)計(jì)問題？ 6 切爾諾貝利事故中的操縱員操作失誤？ 7 切爾諾貝利事故中運(yùn)行和操作規(guī)程問題？ 8 切爾諾貝利事故中的業(yè)主管理問題？ 9 切爾諾貝利事故帶給世界核工業(yè)帶來的新思考？ 10 防止切爾諾貝利事故再發(fā)生應(yīng)該采取的措施？,88,案例分析,