譯者序
核安全是核能發(fā)展的基石,只有在安全的前提下核能才能持續(xù)發(fā)展,所以核能的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行與退役各個(gè)階段都注入了安全的靈魂。從歷史上發(fā)生的切爾諾貝利核事故、三哩島核事故和福島核事故來(lái)看,無(wú)一不對(duì)環(huán)境與人類造成了巨大的影響,因而需要不斷提高核安全水平。我國(guó)國(guó)家層面投入大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行 核安全與先進(jìn)核能技術(shù) 重點(diǎn)專項(xiàng)研究,核安全分析與監(jiān)管便是其中的重要內(nèi)容。
本書內(nèi)容由來(lái)自學(xué)術(shù)界、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)界等不同機(jī)構(gòu)的專家團(tuán)隊(duì)撰寫,是輕水堆安全分析與監(jiān)管領(lǐng)域的專著,內(nèi)容涵蓋壓水堆與沸水堆設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故特點(diǎn)與準(zhǔn)則、監(jiān)管狀況及其相關(guān)分析方法、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故放射性評(píng)估、事故容錯(cuò)設(shè)計(jì)與分析、美國(guó)核管會(huì)許可證申請(qǐng)程序與考慮等。本書共 14 章:第 1 章介紹了監(jiān)管中的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故以及基于確定性與風(fēng)險(xiǎn)指引的核安全監(jiān)管內(nèi)涵與外延;第 2 章闡述了核安全例證的特點(diǎn)、例證考量、報(bào)告與潛在限制;第 3 章介紹了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件的特點(diǎn)與分類,事故監(jiān)管背景與接受準(zhǔn)則;第 4 章針對(duì)事故監(jiān)管中的分析要求和軟件,介紹了需用到的熱工水力兩相流模型、兩流體控制方程、模型的封閉與界面現(xiàn)象;第 5 章主要是驗(yàn)證與試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)確認(rèn)的方法,并且介紹了在評(píng)估模型預(yù)測(cè)中輸入不確定性分析的方法;第 6 章介紹了相似與比例方法的應(yīng)用,尤其在失水事故噴放階段的應(yīng)用;第 7 章針對(duì)評(píng)估模型中的不確定性,介紹了確定性和最佳估算分析方法在核安全分析中的應(yīng)用;第 8、9 兩章分別介紹了壓水堆、沸水堆失水事故和非失水事故的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件與預(yù)期瞬態(tài);第 10 章針對(duì)反應(yīng)性瞬態(tài)與假想事故,介紹了驗(yàn)證與確認(rèn)的分析方法、建模時(shí)需處理的特殊事項(xiàng)、不確定性的量化,以及設(shè)計(jì)、安全評(píng)估和許可的申請(qǐng);第 11 章針對(duì)安全殼撞擊事件,提出了安全分析時(shí)的考慮、分析程序與分析方法;第 12 章給出了放射性評(píng)估的定義與范圍,現(xiàn)場(chǎng)和非現(xiàn)場(chǎng)放射性評(píng)估的后果分析;第 13 章介紹了事故容錯(cuò)設(shè)計(jì),包括燃料、包殼、應(yīng)急冷卻系統(tǒng)和安全殼的設(shè)計(jì),給出了事故容錯(cuò)系統(tǒng)的分析方法;第 14 章介紹了美國(guó)核管會(huì)許可證申請(qǐng)程序以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn) Ⅲ 包絡(luò)線設(shè)計(jì)控制方法。
本書的讀者對(duì)象為從事反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、核安全分析、核安全監(jiān)管、放射性評(píng)估等研究工作的科研、工程設(shè)計(jì)人員以及高校教師、研究生。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)輕水堆核電廠設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故分析方法方面的研究還不夠深入,相信隨著這部譯著的出版能將國(guó)內(nèi)此方面的理論和水平提升到一個(gè)新的高度。
一、內(nèi)容價(jià)值
權(quán)威專業(yè):由學(xué)術(shù)界、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)界專家團(tuán)隊(duì)撰寫,聚焦輕水堆安全分析與監(jiān)管,覆蓋壓水堆、沸水堆設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故全流程,從理論到實(shí)踐,為核安全領(lǐng)域提供權(quán)威專業(yè)知識(shí)體系 。
填補(bǔ)空白:針對(duì)國(guó)內(nèi)輕水堆核電廠設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故分析方法研究短板,系統(tǒng)梳理分析要求、模型、驗(yàn)證等內(nèi)容,助力國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域理論與實(shí)踐水平提升 。
實(shí)操性強(qiáng):詳細(xì)介紹熱工水力模型、控制方程、不確定性分析、事故容錯(cuò)設(shè)計(jì)等實(shí)操方法,還有美國(guó)核管會(huì)許可證申請(qǐng)流程,給科研、工程設(shè)計(jì)等人員具體工作指引 。
二、受眾適配
精準(zhǔn)覆蓋反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、核安全分析、監(jiān)管、放射性評(píng)估等領(lǐng)域科研人員、工程設(shè)計(jì)者,以及高校教師、研究生,滿足專業(yè)學(xué)習(xí)、研究、工作參考需求 。
三、出版意義
關(guān)聯(lián)國(guó)家 核安全與先進(jìn)核能技術(shù) 重點(diǎn)專項(xiàng),契合行業(yè)發(fā)展需求,助力提升國(guó)內(nèi)核安全分析與監(jiān)管水平,為核能安全發(fā)展提供知識(shí)支撐 。
四、情感與傳承
紀(jì)念核安全先驅(qū)勞瑞?浩克瑞特(Larry Hochreiter)教授,傳承其核安全研究精神與成果,賦予書籍知識(shí)傳承與行業(yè)紀(jì)念價(jià)值 。
目錄第 1 章 監(jiān)管狀況
1.1 簡(jiǎn)介
1.1.1 核監(jiān)管機(jī)構(gòu)的角色和歷史
1.1.2 監(jiān)管要求
1.2 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)瞬態(tài)和事故
1.3 確定性與 風(fēng)險(xiǎn)指引 法規(guī)
參考文獻(xiàn)
第 2 章 安全例證
2.1 安全例證基礎(chǔ)
2.1.1 安全例證的要素
2.1.2 安全例證隨壽期的發(fā)展
2.1.3 安全例證策略與管理
2.2 核能安全例證
2.2.1 縱深防御
2.2.2 重要安全功能
2.3 支持核安全的工程組織
2.4 安全例證開(kāi)發(fā)考慮
2.4.1 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)安全例證
2.4.2 超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)安全例證
2.5 核安全例證報(bào)告
2.5.1 國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)規(guī)定的安全分析報(bào)告的格式和內(nèi)容
2.5.2 核安全例證的維護(hù)
2.6 安全例證的潛在限制
2.6.1 例證研究:獵迷 偵察機(jī)空難
2.6.2 例證研究:福島第一核電站事故
參考文獻(xiàn)
第 3 章 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件特征
3.1 監(jiān)管背景與期望
3.2 單一故障準(zhǔn)則的考慮
3.2.1 故障類型和檢測(cè)
3.2.2 區(qū)分能動(dòng)故障和非能動(dòng)故障
3.2.3 單一故障分析方法
3.3 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件、性能指標(biāo)和接受準(zhǔn)則的分類
3.3.1 高層級(jí)分類
3.3.2 重要安全功能相關(guān)的安全措施
3.4 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件定義
3.4.1 系統(tǒng)級(jí)故障模式
3.4.2 核電廠極限狀態(tài)
3.4.3 初始工況
3.4.4 工程安全設(shè)施單一故障
3.5 常見(jiàn)輕水堆設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件類別
3.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第 4 章 分析要求和軟件
4.1 分析要求
4.1.1 單一程序系統(tǒng)與集成程序系統(tǒng)
4.1.2 數(shù)值穩(wěn)定解的考慮因素
4.2 兩相流熱工水力模型
4.3 兩流體控制方程
4.3.1 質(zhì)量守恒
4.3.2 能量守恒
4.3.3 動(dòng)量守恒
4.4 模型封閉與界面現(xiàn)象的求解
4.4.1 機(jī)理模型
4.4.2 水平管和垂直管中的流型
4.5 漂移流模型
4.6 FLASH 流體模型實(shí)例研究
4.6.1 FLASH 控制方程
4.6.2 FLASH 初始模型的模型封閉
4.7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第 5 章 驗(yàn)證與確認(rèn)
5.1 引言
5.1.1 評(píng)估模型驗(yàn)證與確認(rèn)要素
5.1.2 專用評(píng)估模型和現(xiàn)象識(shí)別與排序表的生成
5.1.3 迭代確認(rèn)
5.1.4 失水事故的確認(rèn)數(shù)據(jù)來(lái)源
5.1.5 確認(rèn)矩陣
5.2 驗(yàn)證
5.2.1 程序正確性驗(yàn)證
5.2.2 帶有數(shù)值處理方法的控制方程驗(yàn)證
5.3 根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)
5.3.1 單項(xiàng)效應(yīng)試驗(yàn)
5.3.2 整體效應(yīng)試驗(yàn)
5.3.3 預(yù)測(cè)的偏差 / 不確定性
5.4 評(píng)估模型預(yù)測(cè)中不確定性分析的輸入
參考文獻(xiàn)
5.5 驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)源的匯編
5.5.1 清單 A:臨界流動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)參考
5.5.2 清單 B:水位膨脹試驗(yàn)參考
5.5.3 清單 C:后臨界熱流密度傳熱試驗(yàn)參考
5.5.4 清單 D:環(huán)路水封清除試驗(yàn)參考
5.5.5 清單 E:水平管流動(dòng)試驗(yàn)參考
5.5.6 清單 F:冷管段冷凝試驗(yàn)參考
5.5.7 清單 G:反向流動(dòng)限制試驗(yàn)參考
5.5.8 清單 H:下降段沸騰試驗(yàn)參考
5.5.9 清單 I:LOFT 試驗(yàn)參考
5.5.10 清單 J:Semiscale 試驗(yàn)參考
5.5.11 清單 K:ROSA-Ⅳ 測(cè)試參考
第 6 章 相似和比例
6.1 引言
6.1.1 歷史演變
6.1.2 電廠認(rèn)證的合格數(shù)據(jù)
6.1.3 比例分析目標(biāo)
6.1.4 通用比例方法
6.2 現(xiàn)象識(shí)別與排序表
6.2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和排序比例
6.2.2 現(xiàn)象識(shí)別與排序表框架
6.2.3 專家排序方法和現(xiàn)象識(shí)別與排序表結(jié)果
6.2.4 高排序現(xiàn)象
6.3 多級(jí)雙向比例方法
6.3.1 時(shí)間比
6.3.2 利用特征時(shí)間比對(duì)過(guò)程進(jìn)行排序
6.3.3 相似準(zhǔn)則和比例開(kāi)發(fā)
6.3.4 比例失真評(píng)價(jià)
6.4 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)降壓(失水事故噴放)
6.5 SPES-2 和 APEX 非能動(dòng)安全系統(tǒng)響應(yīng)的比較
6.6 分?jǐn)?shù)比例分析方法
6.6.1 原理
6.6.2 方法
6.6.3 分?jǐn)?shù)比例分析和多級(jí)雙向比例之間的關(guān)系
6.6.4 比例失真的評(píng)價(jià)
6.7 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)比例分析
6.7.1 定義和基本概念
6.7.2 單個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的比例方法
6.7.3 測(cè)地線間隔作為比例失真的度量
6.7.4 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)比例失真分析的樣本應(yīng)用
6.7.5 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)比例的其他潛在應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第 7 章 確定性與最佳估算分析方法
7.1 評(píng)估模型再現(xiàn)
7.2 評(píng)估模型的不確定性
7.2.1 不確定性的來(lái)源
7.2.2 不確定性的統(tǒng)計(jì)表述
7.3 確定性方法
7.3.1 歷史重要性
7.3.2 方法學(xué)特征
7.3.3 驗(yàn)證
7.4 最佳估算分析方法
7.4.1 歷史意義
7.4.2 基于輸入不確定性傳遞的方法
7.4.3 次序統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
7.4.4 基于輸出精度傳遞的方法
7.5 確定性與最佳估算加不確定性(BEPU):安全分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀
7.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第 8 章 壓水堆失水事故 / 非失水事故設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件
8.1 壓水堆簡(jiǎn)介
8.2 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故與預(yù)期瞬態(tài)
8.3 失水事故
8.3.1 大破口失水事故
8.3.2 小破口失水事故
8.3.3 中尺寸破口考慮
8.3.4 破口尺寸過(guò)渡考慮與確定
8.3.5 蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂
8.4 預(yù)期瞬態(tài)與非失水事故
8.4.1 二回路排熱增加
8.4.2 二次側(cè)換熱降低
8.4.3 反應(yīng)堆冷卻劑流量瞬態(tài)減少
8.4.4 一次側(cè)冷卻劑裝置增加
8.4.5 全廠斷電
參考文獻(xiàn)
第 9 章 沸水堆失水事故 / 非失水事故設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件
9.1 概述
9.2 沸水堆概念與歷史總結(jié)
9.2.1 基本結(jié)構(gòu)
9.2.2 歷史回顧
9.2.3 噴射泵核電廠
9.2.4 內(nèi)置泵核電廠
9.2.5 自然循環(huán)沸水堆核電廠
9.2.6 擴(kuò)大現(xiàn)有核電廠的發(fā)電能力
9.2.7 擴(kuò)展在役核電廠運(yùn)行的靈活性
9.2.8 安全殼事項(xiàng)
9.3 失水事故
9.3.1 監(jiān)管限制
9.3.2 可接受的分析方法
9.3.3 大破口失水事故
9.3.4 小破口失水事故
9.3.5 中尺寸破口考慮
9.4 非失水事故
9.4.1 事件分類、頻率分級(jí)和運(yùn)行限制
9.4.2 分析考慮
參考文獻(xiàn)
第 10 章 輕水堆反應(yīng)性瞬態(tài)與事故
10.1 引言
10.1.1 背景
10.1.2 后果
10.1.3 監(jiān)管基礎(chǔ)
10.1.4 規(guī)范性接受準(zhǔn)則
10.2 事故序列描述
10.2.1 反應(yīng)性引入事件概述
10.2.2 功率脈沖及特性
10.2.3 短周期反應(yīng)性事故
10.2.4 長(zhǎng)周期反應(yīng)性事故
10.3 輕水堆設(shè)計(jì)考慮
10.3.1 壓水堆設(shè)計(jì)考慮
10.3.2 沸水堆設(shè)計(jì)考慮
10.4 安全分析考慮
10.4.1 反應(yīng)性事故分析方法
10.4.2 分析驗(yàn)證考慮
10.4.3 不確定性和保守性
10.5 試驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)
10.5.1 試驗(yàn)
10.5.2 運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)
10.6 監(jiān)管要求
10.7 安全改進(jìn)
參考文獻(xiàn)