楊志義，種毅敏，張佳佳，馮進(jìn)軍，陳越超，李 春，柴國(guó)旱

（環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心，北京 100082）

關(guān)于核電廠設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的初步探討

楊志義，種毅敏，張佳佳，馮進(jìn)軍，陳越超，李 春*，柴國(guó)旱

（環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心，北京 100082）

福島事故后，為進(jìn)一步提高核電廠核安全水平，主要核電國(guó)家和組織正在開(kāi)展新核安全目標(biāo)和理念的研究。本文結(jié)合當(dāng)前國(guó)際上核安全要求的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)“設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況”（Design Extension Conditions，簡(jiǎn)稱DEC）這一概念進(jìn)行了初步探討，主要包括其意義、內(nèi)涵、可接受準(zhǔn)則、對(duì)縱深防御原則的影響，以及設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況安全設(shè)施的設(shè)計(jì)要求等，希望為國(guó)內(nèi)建立新的核安全要求起到拋磚引玉的作用。

核電廠；設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況；縱深防御原則

福島事故［1］后，很多核電國(guó)家和組織開(kāi)始探索和建立新的核安全目標(biāo)和核安全要求，如我國(guó)發(fā)布的《核安全與放射性污染防治“十二五”規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)》［2］，西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)（WENRA）發(fā)布的《Safety of new NPP designs》［3］，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）正在升版的《Safety ofNuclear Power Plants：Design》［4］，英國(guó)核監(jiān)管辦公室（ONR）發(fā)布的《Safety AssessmentPrinciples for Nuclear Facilities》［5］，以及美國(guó)核管會(huì)（NRC）發(fā)布的《Recommendation on Enhancing Reactors Safety in the21stCentury》［6］等。在這些新的核安全要求及相關(guān)解讀文件［7］中，一個(gè)重要的變化就是設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況（DEC）的應(yīng)用，設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況將之前超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故（BDBA）的一部分納入考慮范圍，并對(duì)應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的安全設(shè)施提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求和接受準(zhǔn)則，這有助于進(jìn)一步拓展設(shè)計(jì)考慮的范圍，從而提高核電廠處理比設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故更嚴(yán)重的事故的能力，因此具有重要的意義。

本文結(jié)合國(guó)際上主要的新核安全要求的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的概念進(jìn)行了初步探討，包括其由來(lái)與發(fā)展、主要內(nèi)涵、工況的分析驗(yàn)收準(zhǔn)則、對(duì)縱深防御原則的影響，以及設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)要求等，希望為國(guó)內(nèi)建立新的核安全要求起到拋磚引玉的作用。

1 設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況概念的發(fā)展

核電廠狀態(tài)一般與發(fā)生頻率相關(guān)（見(jiàn)表1），在目前運(yùn)行和新建核電廠的設(shè)計(jì)和監(jiān)管要求中，已將核電廠一些安全系統(tǒng)的多重失效的情況考慮在內(nèi)，如全廠斷電（SBO）和未能停堆的預(yù)期瞬態(tài)（ATWS），這些工況超越了核電廠傳統(tǒng)的始發(fā)事件疊加單一故障的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工況范疇。此外，核電廠對(duì)于可能發(fā)生的堆芯熔化的嚴(yán)重事故序列也已有所考慮。然而，傳統(tǒng)核電廠針對(duì)這些工況的認(rèn)知有一定的局限性，主要表現(xiàn)在沒(méi)有系統(tǒng)的完善的工況清單、安全分析的驗(yàn)收準(zhǔn)則，以及用于應(yīng)對(duì)這些工況的系統(tǒng)和設(shè)備的詳細(xì)設(shè)計(jì)要求和接受準(zhǔn)則。

表1 電廠狀態(tài)與發(fā)生頻率Table1 Plant states and frequency

在歐洲用戶要求（EUR）［8］中首次引用了設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況這一術(shù)語(yǔ)，定義為通過(guò)確定論和概率論選擇的，超過(guò)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的特定事故序列組，包括“復(fù)雜序列”和“嚴(yán)重事故”，“復(fù)雜序列”和“嚴(yán)重事故”均由于安全系統(tǒng)的多重失效而導(dǎo)致，復(fù)雜序列在采取現(xiàn)有安全措施后避免了事故的進(jìn)一步惡化，沒(méi)有導(dǎo)致堆芯熔化，嚴(yán)重事故則是發(fā)生了堆芯熔化的事故序列。

歐洲壓水堆EPR在設(shè)計(jì)中遵循的技術(shù)導(dǎo)則《Technical Guidelines for the Design and Construction of the Next Generation of NPPs with PWR》［9］，將設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況分為DEC-A“復(fù)雜序列”和DEC-B“嚴(yán)重事故”，并給出了需考慮的設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況清單。

國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的定義為“不在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故考慮范圍但在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)最佳估計(jì)方法加以考慮的事故工況。出現(xiàn)這種工況時(shí)，放射性物質(zhì)的釋放應(yīng)被保持在可接受限值以內(nèi)。設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況包括堆芯未損傷和堆芯已熔化的事故工況”［4］。

西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)提出考慮某些選定的多重失效序列，作為縱深防御第三層次的一部分（3b），但是與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的防御層次（3a）有明顯的區(qū)別，其內(nèi)涵與設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況是類似的［3］。表2給出了歐洲用戶要求文件、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)以及西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)關(guān)于設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的對(duì)照情況。可以看出，3個(gè)組織發(fā)布的安全要求中針對(duì)堆芯熔化的事故規(guī)定基本相同。對(duì)于未產(chǎn)生堆芯熔化的超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)定義為假設(shè)多重失效事件，歐洲用戶要求文件中定義為復(fù)雜序列，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)則定義為未堆熔的設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況，并初步給出了建議作為未堆熔的設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況清單［10］。

綜上所述，自國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2012年發(fā)布新的設(shè)計(jì)安全要求（SSR-2/1）以來(lái)，設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況這一概念已被廣泛的應(yīng)用和引用，成為新核安全要求中的討論熱點(diǎn)［11］。部分新制訂或正在制訂的核安全要求中對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況給出了一些規(guī)定，但大部分國(guó)家的法規(guī)還沒(méi)有開(kāi)始更新，隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)于設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的討論逐步深入，后續(xù)將逐漸形成針對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的明確規(guī)定，并用于指導(dǎo)各國(guó)核電廠的設(shè)計(jì)。

表2 西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)、歐洲用戶要求文件與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的考慮對(duì)比Table2 Com parison and exam p lesof DECs in W ENRA，EUR and IAEA

2 設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況與電廠運(yùn)行狀態(tài)

在現(xiàn)行核動(dòng)力廠設(shè)計(jì)安全要求中全面地考慮了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故（DBA），以及個(gè)別的超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故（如全廠斷電、未能停堆的預(yù)期瞬態(tài)）等，設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況使核電廠的設(shè)計(jì)考慮范圍進(jìn)一步擴(kuò)展，這將影響對(duì)核電廠狀態(tài)的劃分。在HAF 102［12］中電廠狀態(tài)如圖1所示，在SSR-2/1［4］中，考慮了設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況核電廠狀態(tài)如圖1所示，在國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)SSR-2/1中，考慮了設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況后的電廠狀態(tài)如圖2所示。

SSR-2/1中簡(jiǎn)單的使用設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況替代了超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故。然而，考慮到目前的認(rèn)知水平，不可能在核電廠設(shè)計(jì)中預(yù)計(jì)所有的事故狀態(tài)。因此，在設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況之外還應(yīng)有一部分工況，無(wú)法預(yù)計(jì)和準(zhǔn)確認(rèn)知，這在國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)相關(guān)文件［9］中也有提及（圖3中的超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)），這部分工況在設(shè)計(jì)中無(wú)法準(zhǔn)確考慮，一個(gè)可行的做法是將設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況之外的工況列為實(shí)際消除工況（即剩余風(fēng)險(xiǎn)）［11］，在設(shè)計(jì)中無(wú)需對(duì)這些工況進(jìn)行考慮。本文建議的核電廠運(yùn)行狀態(tài)劃分如圖4所示，運(yùn)行狀態(tài)與之前相同，而事故工況包括設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故、設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況，以及剩余風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況是將之前超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故中的一部分納入設(shè)計(jì)的考慮范圍，除此之外的統(tǒng)稱為剩余風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 HAF 102（2004）中的電廠狀態(tài)Fig.1 Plant statesof HAF 102（2004）

圖2 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)SSR-2/1（2012）中（在設(shè)計(jì)中考慮）的電廠狀態(tài)Fig.2 Plant states（considered in design）of IAEA SSR-2/1（2012）

圖3 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)技術(shù)文件中對(duì)電廠狀態(tài)的描述Fig.3 Plantstatesdiscussed in IAEA technical docum ent

圖4 考慮剩余風(fēng)險(xiǎn)的電廠狀態(tài)Fig.4 Plantstates including residual risk

圖4所示的電廠狀態(tài)，增加了設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況和剩余風(fēng)險(xiǎn)兩個(gè)概念，前者包括選定的多重失效和嚴(yán)重事故序列兩部分，后者可能發(fā)生的概率極低，也是目前嚴(yán)重事故中由于認(rèn)知不確定性而難以準(zhǔn)確考慮的部分。

3 對(duì)縱深防御層次的影響

在早期縱深防御概念僅包含3個(gè)層次，三哩島和切爾諾貝利事故后，由于對(duì)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的重視，增加到5個(gè)層次的縱深防御。設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的引入對(duì)縱深防御層次將有進(jìn)一步的補(bǔ)充和完善［13］。西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)在其報(bào)告中提出的新的縱深防御層次見(jiàn)表3，將原來(lái)的第3層次細(xì)分為3a和3b，3b即需考慮的多重失效事故，第4層次為堆芯熔化的嚴(yán)重事故，第3b層次和第4層次即本文所討論的設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況。

本文所推薦的新的縱深防御層次見(jiàn)表3，在保持原來(lái)5個(gè)層次的基本框架不變的情況下，把原來(lái)第4個(gè)層次細(xì)分成兩部分，用于應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況，同時(shí)把第5個(gè)層次加強(qiáng)，用于應(yīng)對(duì)剩余風(fēng)險(xiǎn)。這比西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)提出的縱深防御層次可能更加合理，主要是因?yàn)椤?/p>

表3 西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)考慮多重失效后的縱深防御層次Table3 Refined structureof the levels of defense in depth proposed byW ENRA

（1）在INSAG 10［13］或HAF 102中，第4層次的縱深防御包括了嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解，而多重失效正是嚴(yán)重事故預(yù)防的范疇，將多重失效放入第4層次并與之前的縱深防御原則保持一致，更具有沿承性。

（2）本文所推薦的縱深防御層次劃分相對(duì)于西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)，更加明確使用了設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的概念，其范圍與第4層次一致，使得工況分類與縱深防御層次相對(duì)應(yīng)（而西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)的設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況跨越了第3和第4層次）。同時(shí)也是考慮到設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況與第3層次設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的分析方法、應(yīng)對(duì)措施以及安全要求方面有著較大的差異。

事實(shí)上，將多重失效序列放在第3層次或第4層次并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，通過(guò)明確應(yīng)對(duì)這些工況的設(shè)計(jì)要求和接受準(zhǔn)則，可達(dá)到同樣的目的。

從表4中可以看出，調(diào)整后的縱深防御體系中“專設(shè)安全設(shè)施”和事故規(guī)程用于應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，“附加安全設(shè)施”和事故管理用于應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況，“補(bǔ)充安全措施”和特別的事故管理用于極端工況下的工程搶險(xiǎn)，并減輕剩余風(fēng)險(xiǎn)的后果。對(duì)于剩余風(fēng)險(xiǎn)，是通過(guò)合理可達(dá)到的提高安全裕量、采取補(bǔ)充安全措施和縱深防御措施等減輕剩余風(fēng)險(xiǎn)的后果。

表4 考慮設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況和剩余風(fēng)險(xiǎn)后的縱深防御層次Table4 Refined structure of the levelsofdefense in depth contains DEC and residual risk

4 設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況清單的確定及安全分析接受準(zhǔn)則

4.1 多重失效的序列清單及接受準(zhǔn)則

SSR-2/1認(rèn)為需要結(jié)合概率論、確定論安全分析和工程判斷的方法確定一組設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況，這給出了確定多重失效清單原則的方法；西歐核監(jiān)管協(xié)會(huì)和國(guó)際原子能組織均認(rèn)為需要考慮以下3種多重失效。

（1）始發(fā)事件導(dǎo)致的事故序列，超出了應(yīng)對(duì)單一始發(fā)事件的安全系統(tǒng)的能力，如多根蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂（SGTR）；

（2）多重失效（如共因失效導(dǎo)致冗余列失效）導(dǎo)致安全系統(tǒng)不能應(yīng)對(duì)假設(shè)始發(fā)事件，如破口事故（LOCA）發(fā)生后高壓安注未能啟動(dòng)，支持系統(tǒng)的失效是導(dǎo)致安全系統(tǒng)失效的主要原因之一。

（3）多重失效導(dǎo)致安全系統(tǒng)的喪失，安全系統(tǒng)用于正常運(yùn)行和事故工況的安全功能，例如，用于正常運(yùn)行和事故工況的最終熱阱全部喪失。

對(duì)于我國(guó)當(dāng)前運(yùn)行的二代改進(jìn)型核電廠，在核電廠設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮了典型超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的序列，包含了喪失全部最終熱阱、喪失全部給水、全廠斷電、安噴或安注全部失效等。然而先進(jìn)反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)和新的核安全要求中的考慮多重失效清單是遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于這些序列的，如國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)初步推薦的未堆熔設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況清單［10］為14個(gè)，EPR對(duì)一級(jí)PSA中所有CDF＞1E-7的事故序列均進(jìn)行了考慮，這些可以用作國(guó)內(nèi)制訂新的安全要求時(shí)的參考。需要明確的是，對(duì)于多重失效序列，考慮到復(fù)雜性和必要性，其選取必須遵守確定論、概率論以及工程判斷的原則。

對(duì)于選定的不允許發(fā)生堆芯熔化的多重失效事故序列，其可接受準(zhǔn)則與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故類似，但其分析方法可以是基于現(xiàn)實(shí)的、最佳估算方法。如在第三代原子能反應(yīng)堆EPR的設(shè)計(jì)中，這類序列的可接受準(zhǔn)則就與其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故Ⅳ類極限事故工況保持一致。

4.2 嚴(yán)重事故的清單及接受準(zhǔn)則

嚴(yán)重事故是嚴(yán)重性超過(guò)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故并造成堆芯明顯惡化的事故工況，由于可能導(dǎo)致堆芯熔化的嚴(yán)重事故序列數(shù)量較多，不確定性也較大，始發(fā)事件疊加多重失效無(wú)法全面給出這些設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況清單。然而，考慮到嚴(yán)重事故后安全殼成為放射性包容的最終和最重要的屏障，目前已認(rèn)知的影響安全殼完整性的嚴(yán)重事故現(xiàn)象已經(jīng)在國(guó)際上有所共識(shí)，這些現(xiàn)象包括［14-16］：

（1）快速硼稀釋事故；

（2）高壓熔堆及安全殼直接加熱；

（3）蒸汽爆炸；

（4）氫氣燃燒和爆炸；

（5）熔融物—混凝土相互作用；

（6）安全殼旁通；

（7）安全殼緩慢超壓。

因此，確定設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況中嚴(yán)重事故清單時(shí)，宜先確定嚴(yán)重事故現(xiàn)象清單，在No.NS-G-1.10［15］等技術(shù)文件中列出的也是嚴(yán)重事故現(xiàn)象清單。確定完嚴(yán)重事故現(xiàn)象清單后，再根據(jù)每個(gè)嚴(yán)重事故現(xiàn)象的特點(diǎn)確定重要的事故序列。

嚴(yán)重事故的可接受準(zhǔn)則是保證安全殼的完整性，對(duì)于每個(gè)嚴(yán)重事故現(xiàn)象，又有對(duì)應(yīng)的可接受準(zhǔn)則，比如對(duì)于高壓熔堆，國(guó)際研究通常使用在壓力容器失效前將一回路壓力降至2.0MPa以下可認(rèn)為避免了高壓熔堆；對(duì)于氫氣燃燒和爆炸，我國(guó)發(fā)布的《福島事故后核電廠改進(jìn)行動(dòng)通用技術(shù)要求（試行）》［17］中要求“燃料活性區(qū)包殼金屬100%與冷卻劑反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在安全殼內(nèi)均勻分布時(shí)，氫氣濃度應(yīng)小于10%。應(yīng)避免安全殼完整性因局部區(qū)域氫氣積聚后可能產(chǎn)生的燃燒或爆炸而破壞，同時(shí)盡可能減少對(duì)嚴(yán)重事故緩解系統(tǒng)或設(shè)備功能的影響”。嚴(yán)重事故清單以及相應(yīng)的可接受準(zhǔn)則的確定，將指導(dǎo)核電廠通過(guò)合理的設(shè)計(jì)增強(qiáng)其緩解嚴(yán)重事故的能力。

此外，還有一類情況需要在設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況中考慮，即選定的極端外部事件，如超過(guò)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的地震等。

5 設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況安全設(shè)施的設(shè)計(jì)要求

核電廠系統(tǒng)或設(shè)備的安全設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是與其承擔(dān)的安全功能相對(duì)應(yīng)的，應(yīng)對(duì)不同事故工況的安全設(shè)施應(yīng)制訂不同的設(shè)計(jì)要求。可以從專設(shè)安全設(shè)施、附加安全設(shè)施以及補(bǔ)充安全措施3方面來(lái)考慮。

專設(shè)安全設(shè)施用于應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，如應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)是安全級(jí)系統(tǒng)，抗震I類，需用保守分析證明滿足安全要求。

附加安全設(shè)施用于應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況，舉例如下。

（1）應(yīng)對(duì)選定的多重失效序列的安全設(shè)施，如用于應(yīng)對(duì)全廠斷電工況而設(shè)計(jì)的全廠斷電附加柴油機(jī)、應(yīng)對(duì)未能停堆的預(yù)期瞬態(tài)工況而設(shè)計(jì)的應(yīng)急注硼系統(tǒng)；

（2）應(yīng)對(duì)選定的嚴(yán)重事故工況的安全設(shè)施，如避免高壓熔堆而設(shè)計(jì)的嚴(yán)重事故專用卸壓閥，避免氫氣燃爆而設(shè)計(jì)的氫氣復(fù)合器或點(diǎn)火器等；

（3）應(yīng)對(duì)選定極端外部事件的例子包括，提升應(yīng)急控制中心的抗震能力，設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況預(yù)防和緩解措施的抗震能力提升，增強(qiáng)防水封堵、抗大型商用飛機(jī)撞擊等。

這些附加安全設(shè)施可以設(shè)計(jì)為非安全級(jí)，但須具備與所要求功能相稱的可靠性，需要高置信度的表明能在設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況有關(guān)的環(huán)境條件下發(fā)揮作用，這就需要保證其在設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況下的可用性和可達(dá)性。應(yīng)主要考慮以下幾個(gè)方面。

（1）抗震能力，附加安全設(shè)施應(yīng)有一定的抗震能力，如國(guó)內(nèi)新增加的氫氣復(fù)合器等嚴(yán)重事故緩解措施已滿足抗震I類要求；

（2）可用性要求，在高溫、高壓、輻照以及氣溶膠等環(huán)境條件下的可用性，可以通過(guò)設(shè)備鑒定或試驗(yàn)、分析的方式進(jìn)行論證；

（3）調(diào)試、質(zhì)量保證、定期試驗(yàn)、在役檢查以及在電廠運(yùn)行技術(shù)規(guī)范的管理等要求，用以保證在電廠運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)和維修，保證其可用性；

（4）適當(dāng)?shù)乜紤]多重性和多樣性。

補(bǔ)充安全設(shè)施主要用于應(yīng)對(duì)剩余風(fēng)險(xiǎn)，其設(shè)置是以避免對(duì)正常運(yùn)行以及預(yù)計(jì)運(yùn)行瞬態(tài)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的應(yīng)對(duì)功能造成不利影響為主要原則。如用于核電廠大范圍損傷狀態(tài)后果緩解的核電廠專門配置的移動(dòng)電源、移動(dòng)泵、貯水池，集團(tuán)級(jí)的應(yīng)急支援中心，以及場(chǎng)外應(yīng)急準(zhǔn)備等。這些設(shè)施須保證其在設(shè)計(jì)和安全分析中并不需要使用，但事故管理中包括設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故和設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況下可以充分考慮其作用，用以避免核電廠狀態(tài)進(jìn)一步惡化和盡可能緩解嚴(yán)重事故的后果。

6 總結(jié)

設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的概念被廣泛地討論，且已應(yīng)用在部分核電廠設(shè)計(jì)中。設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的引入以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求和接受準(zhǔn)則的提出可以進(jìn)一步提高核電廠應(yīng)對(duì)超設(shè)計(jì)事故的能力，本文對(duì)國(guó)際上主要新的核安全要求進(jìn)行了分析和比較，對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況內(nèi)涵、對(duì)核電廠狀態(tài)以及縱深防御層次的影響，設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況清單及可接受準(zhǔn)則、應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的安全設(shè)施的設(shè)計(jì)要求等方面進(jìn)行了初步探討，并給出以下建議。

（1）國(guó)內(nèi)在制訂新的核安全要求時(shí)，可以借鑒設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的概念，對(duì)新建核電廠在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故應(yīng)對(duì)方面提出更加合理的安全要求，這有利于實(shí)現(xiàn)“核安全規(guī)劃”給出的新的安全目標(biāo)——實(shí)際消除大量放射性物質(zhì)釋放；

（2）應(yīng)考慮集中核安全監(jiān)管當(dāng)局和工業(yè)界的力量，對(duì)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和歐洲等提出的設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況清單基礎(chǔ)上結(jié)合國(guó)內(nèi)特點(diǎn)進(jìn)行修改和完善，建立具有核電廠設(shè)計(jì)特點(diǎn)的設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況清單的確定方法；

（3）對(duì)于核電廠設(shè)計(jì)中用于應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的附加安全設(shè)施，應(yīng)在抗震能力、環(huán)境可用性、定期維護(hù)、多重性與多樣性等方面提出設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并提出關(guān)于設(shè)計(jì)擴(kuò)展工況的技術(shù)見(jiàn)解。

［1］環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全監(jiān)管二司，環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心.日本福島核事故［M］.北京：中國(guó)原子能出版社，2014.

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Prelim inary Study on the Conceptof Design Extension Conditionsof New NPPDesigns

YANGZhiyi，CHONGYimin，ZHANG Jiajia，F(xiàn)ENG Jinjun，CHENYuechao，LIChun*，CHAIGuohan
（Nuclearand Radiation SafetyCenter，MEP，Beijing100082，China）

A fter Fukushima Dai-ichinuclearaccident，new nuclearsafety objectivesand principlesarebeing studied inmain nuclearpower countriesand organizations，to further improve thesafety levelofnuclear powerplant.In thispaper，a prelim inary discussion on the conceptofdesign extension condition（DEC）was conducted，mainly including itssignificance，connotation，acceptance criteria，the influenceon the defense in depth principle，and design requirementofDEC safety featuresetc.Thisstudymay be valuable in thedevelopmentofdomesticnew nuclearsafety requirements.

new NPPdesigns；design extension conditions；defense in depth

TL364+.4

：A

：1672-5360（2015）04-0064-06

2015-03-13

2015-04-20

環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(xiàng)，項(xiàng)目編號(hào)201309054；哈爾濱工程大學(xué)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)HEUFN1303

楊志義（1985—），男，河北衡水人，工程師/碩士，現(xiàn)主要從事核安全審評(píng)與研究工作

*通訊作者：李 春，E-mail：lichun@chinansc.cn