EJ T 561-2000 压水堆核电厂安全停堆设计准则.pdf
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1、ICS 27 .120.20 F臼:J 中华人民共和国核行业标准压水堆核电厂安全停堆设计准则Design criteria for safe shutdown of EJ/T 561-2000 代替囚561-91pr,臼surizedwater reactor nuclear power plants 200102-28发布凶01-08-01实施国防科学技术工业委员会发布06052500074 因T561-2阁。前吉目本标准等效采用ANSI/ANS58.11-1995轻水堆设计基准事件后安全停堆设计准则。本标准是对囚厅5611压水堆停堆冷却准则的修订。本标准改名为“压水堆核电厂安全停堆设计准则
2、”,是基于标准名称与标准内容更一致,并与我国现行的目标准定名相一致。本标准的内容是有关压水堆核电厂安全停堆必须实施的功能,以及实施这些功能的系统、设备设计必须遵循的基本安全原则和要求。采用标准中论及的“不要求专设安全设施运行的设计基准事件”,本标准改为“不要求应急堆芯冷却系统运行的设计基准事件”。采用标准中有关的术语,除本标准定义的外,可参阅GB41肌2-1996,采用标准中的术语不一一写人本标准。本标准术语的基准值与大亚湾核电厂不一致,请使用者注意。采用标准的系统设计准则3.5.2“安全停堆系统的设计,必须遵守轻水堆安全重要流体系统的设计准则”,本标准改为“安全停堆系统的设计,必须遵守压水堆
3、核电厂单一故障准则”,这样流体系统的单一故障准则和电气系统的单一故障准则都考虑到了。本标准自实施之日起,同时代替囚厅5611。本标准由全国核能标准化技术委员会提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位:核工业标准化研究所。本标准主要起草人z王根生。I &TIT 561一篇胁。ANSVANS 58.11前言背景:本标准为电厂设计人员关于反应堆停堆并保持在安全停堆状态(包括冷却到冷停堆状态)的设计提供指导。本标准还考虑到在要求反应堆停堆的每个瞬态后继续进入冷停堆状态期间,有意地将反应性瞬态、温度瞬态和压力瞬态的影响施加到电厂上是不可取的。编制:本标准的初版于1983年出版,接着于1锦8年
4、作了重新确认,在确认过程中提供了28条意见,这些意见己写人这个标准中,此外,该标准还经过全面修订,使其与其他较新的ANS标准相一致,并且在及改进型和先进型轻水堆的一些工业方面的工作,包括非能动专设安全设施的设计。本标准初版提供了电厂从热停堆到冷停堆状态的设计准则,本版将扩大本标准的范围,提供电厂安全停堆的设计准则,包括反应堆停堆并长期保持在安全停堆状态的设计准则,该准则还包括在一个设计基准事件发生后的36h内,电厂从热态冷却到冷停堆状态的要求。此外,设计准则还包括允许设计人员选择另一个高于基准温度的温度作为长期安全停堆状态的维持温度。由于早期核电厂关于设计基准事故的设计研究已有大量导则可供指导
5、,这些导则包含在NRC管理标准和ANS标准中。然而,直到70年代末,没有关于在发生不是最终安全分析报告论及的一类事故后的安全停堆的导则,为此,编制了ANS58.11。因此,本标准不考虑最终安全分析报告论及的那些设计基准事故。根据特定电厂或厂址特征,可以考虑另外的设计思想。本标准按照功能要求编写,允许有灵活性。本标准还参考了其他适用于安全停堆系统的设计准则的标准。本标准不限制设计人员采用其他能确保核安全的标准。通常一个理想的设计方案可由几个设计概念中的某一个来实现。设计者能够从满足本标准规定的其他文本,通过系统和设备相互关系的考虑来选择所采用的标准。本标准由ANS58.11工作组编制,并于199
6、5年由NUPPSCO审查批准。本标准可以用于进化型先进轻水堆核电厂的设计。编制组将继续努力,增加或修改本标准内的准则,以满足变更颁发许可证的要求,实现各项工业准则和正在编制各项标准的统一,并尽可能提供补充说明或解释。轻水堆管理委员会将定期修订本标准。II EJ/T 561一细则压水堆核电厂安全停堆设计准则1范围本标准规定了压水堆核电厂安全停堆有关系统实施安全停堆功能的基本设计要求。本标准规定的设计要求是基于电厂发生不要求应急堆芯冷却系统投入运行的设计基准事件后实施安全停堆。本标准适用于压水堆核电厂安全停堆功能有关系统的设计。2规范性引用文件下列规范性文件中的有关条文通过本标准的引用而成为本标准
7、的条文。下列注明日期或版次的引用文件,其后的任何修改单或修订版本都不适用于本标准,但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性。下列未注明日期或版次的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB 13626-92单一故障准则应用于核电厂安全级电气系统GB/T 1756 1998 压水堆核电厂物项分级囚57任-91压水堆核电厂流体系统单一故障准则四月、562-91核安全有关的操纵员动作时间响应设计准则因厅834-94压水堆核电厂辅助给水系统设计准则日312-88压水堆核电厂运行及事故工况分类3定义本标准采用下列定义。3.1 安全停堆踊feshutdown 核电机组满足下述条件的运行状态:a) 反应
8、堆处于次临界,其停堆深度保持在技术规格书规定的限值内;b) 按可控速率排出堆芯余热,使堆芯和反应堆冷却剂系统设计限值不被超过;c) 放射性物质释放控制在规定的限值内;d) 构筑物、系统和设备在设计限值范围内运行。3.2 冷停堆cold曲u伽m反应堆次临界,反应堆冷却剂平均温度低于冷停堆设计基准温度(93)的运行状态。3.3 热停堆hot曲utdown反应堆次临界,反应堆冷却剂系统平均温度低于允许余热排出系统运行温度(1朋),但高于正常冷停堆设计基准温度(93)的运行状态。3.4 热备用hot standby 反应堆次临界,反应堆冷却剂平均温度高于允许余热排出系统运行温度(180)的运行状态。3
9、.5 长期long倒四属于单一故障准则方面的概念,是指系统在始发事件发生24h后的运行期,在此期间系统仍需实施所要求的功能(安全有关功能)。4 基本安全准则4.1 设计总则因T561-2(胁。实施安全停堆功能的系统,其功能的组合必须满足下述要求。4.1.1使反应堆处于次临界,并保持在次临界状态,其停堆深度达到技术规格书规定的限值。4.1.2能以可控的并与设计温度限值相协调的速率排出余热(堆芯衰变热和反应堆冷却剂系统显热),直到正常冷停堆状态的设计基准温度。4.1.3保持反应堆冷却剂压力、温度、装量和冷却速率在相应电厂状态的设计限值内,以保持反应堆冷却剂系统压力边界的完整性。4.1.4必须使构筑
10、物、系统和设备在其设计限值和运行限制范围内运行。4.1.S必须保持堆芯、反应堆冷却剂系统和安全壳内的放射性水平和放射性物质向厂内和环境的释放在核安全法规规定的限值内。4.1.6安全停堆冷却的设计基准温度必须是电厂进入正常冷停堆状态的反应堆冷却剂温度,并与技术规范的规定相一致。只要能“长期”维持冷却设计基准温度,则余热排出系统可以投入运行的温度可以规定为冷却设计基准温度。4.1.7安全停堆系统必须能使反应堆冷却剂温度保持在正常冷停堆设计基准冷却温度或低于该温度(如换料或维修时)。在长期冷却期间,可以要求多种非安全有关系统(如柴油发电机的燃油系统)来维持安全停堆状态。此外,设计者应当考虑长期安全停
11、堆所需设备(或部件)的维护和更换。4.2 电厂状态电厂设计必须在发生不要求应急堆芯冷却系统运行的设计基准事件时,能使电厂进入并保持在安全停堆状态。4.3安全有关功能达到安全停堆状态必须实施的安全有关功能包括:a) 堆芯反应性控制;b) 堆芯排热;c) 保持反应堆冷却剂压力边界完整性,包括:1)反应堆冷却剂系统装量控制;2)反应堆冷却剂系统压力控制;3)反应堆冷却剂系统温度控制。4.4设备设计准则实施并监视4.3所列安全有关功能的部件(包括机械的和电气的)必须专门设计,机械设备必须按照GB厅17569进行分级。电气设备必须是lE级、抗震1类、质保1级并经过在其安装处可能的环境条件下的质量鉴定。部
12、件的设计、制造、安装、检查和试验,机械设备必须按我国现行的压水堆核电厂机械设备有关标准进行,电气设备按附录A(规范性附录)的规定进行。4.5 系统设计准则4.5.1实施安全停堆功能的能动设备,当厂外电源不可用时,必须能从厂内安全级电源获得供电,或由其他安全有关动力源(如汽动装置,水力驱动装置、柴油驱动装置)驱动。如果系统或部件的设计采取某种措施能确保在厂外电源丧失时达到安全停堆状态,则这些系统和部件可不要求安全有关电源。4.5.2安全停堆系统的设计,必须遵守压水堆核电厂单一故障准则的规定,而且在停堆冷却到正常冷停堆设计基准温度并保持在该温度的整个运行期间,安全停堆系统的故障都必须按照单一能动故
13、障进行设计。如果安全停堆功能是在短期内实施或系统的压力、温度已被降低的情况下要求长期实施,那么,2 因T561一细则单一非能动故障可以不考虑。如果始发事件是冗余通道中的一个设备故障,则机械设备遵守囚570的规定,电气设备遵守GB13626的规定。4.S.2.1 只要确信操纵员的动作能在安全有关操纵员的动作响应时间设计准则因厅562中规定的时间内完成,设计可以考虑操纵员依据能动部件的故障性质作出响应,采取校正动作。4.S.2.2满足单一故障准则的冗余度必须遵守下述之一的规定:a) 设置双重或多重彼此独立的安全有关系统,每个系统采取相同的设备实施所要求的功能;b) 设置双重或多重彼此也立的安全有关
14、系统,每个系统采用不同的方法实施所要求的功能。4.5.2.3对于某一特定设计,可以采用可靠性分析法或概率论法来确定是否需要多样性。如果采用多样性设计,这些分析必须满足电厂整体安全目标。4.S.3对于实施多功能的系统,必须遵守各功能中最严格要求的设计准则。4.6操纵员行动准则4.6.1设计者必须评价实施安全停堆的操作要求,并确定在主控制室实施的所有必要的安全有关操作,设计者必须按照回/lS62时间响应设计准则确定是否可由操纵员来实施一个安全有关操作。要求比允许时间更短作出响应的任何安全有关操作都必须是自动的,否则应修改设计。4而.2操纵员的操作必唱页健在主控制室进行并在主控制室监视,所有计划中的
15、操纵员动作必须(在运行规程中作出规定能在主控制室进行。只要操作是简单的如手工操作、不重复的,则操纵员可在控制室外的就地控制点进行操作,在长期停堆冷却期间,操纵员的操作还可在主控制室外进行,如连接可动设备。必须评价操纵员所有操作的后果和这些操作避变的可能性。4.7性能准则一堆芯反应性控制4.7.1设备容量的选择必须在发生最严重的设计基准事件,又不要求应急堆芯冷却系统投入运行的情况下使反应堆达到并保持在次临界为基准。设计人员必须确定最严重的设计基准事件。4.7.2反应性控制系统的设计,必须是仅仅投入安全有关设备,就能在热备用状态下维持足够长的时间,以便操纵员对设计基准事件作出评价并采取缓解行动。因
16、厅562提供了操纵员安全有关操作可接受性评价准则。4.8性能准则一堆芯排热准则4.8.1 堆芯排热设备的容量必须依据4.7.1确定的最严重事件要求进行停堆冷却的时间进行选择。4.8.2设计者必须依据厂内和厂外的剂量限值、反应堆冷却剂系统的降压要求,反应堆冷却剂系统的泄漏要求和足够数量的反应堆补给水的可用性来确定在最严重的设计基准事件下的冷却时间。在发生这样的设计基准事件后,反应堆停堆到余热排出系统可投人运行的冷却时间应当在36h-72h之间(不同电厂有所不同)。如果余热排出系统与反应堆冷却剂系统的设计压力相同,则冷却时间目标可以延伸到完成安全停堆。如果采用高压余热排出系统,设计者可通过分析,确
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