謝江山，楊浩然

（江蘇核電有限公司，江蘇 連云港 222042）

WWER-1000堆型安全殼通風(fēng)放射性監(jiān)測(cè)

謝江山，楊浩然

（江蘇核電有限公司，江蘇 連云港 222042）

介紹了田灣核電站W(wǎng)WER-1000堆型安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)的通道設(shè)置及相應(yīng)的功能。通過(guò)蒸汽發(fā)生器間循環(huán)冷卻系統(tǒng)監(jiān)測(cè)通道1KLA20CR002報(bào)警的實(shí)例，表明WWER-1000堆型安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)具有及時(shí)警報(bào)、準(zhǔn)確定位報(bào)警區(qū)域、方便確認(rèn)報(bào)警的真實(shí)性、便于維護(hù)監(jiān)測(cè)通道的特點(diǎn)。

自動(dòng)輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；安全殼；放射性監(jiān)測(cè)

1 概述

田灣核電站采用俄羅斯設(shè)計(jì)的WWER-1000型反應(yīng)堆，其自動(dòng)輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ARMS）采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。自動(dòng)輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按功能分工藝輻射監(jiān)測(cè)、輻射狀態(tài)監(jiān)測(cè)、輻射污染監(jiān)測(cè)、個(gè)人輻射劑量監(jiān)測(cè)和輻射生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)5個(gè)子系統(tǒng)[1]。工藝輻射監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在反應(yīng)堆運(yùn)行期間對(duì)燃料包殼狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和診斷、乏燃料水池中燃料包殼狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、一回路設(shè)備（蒸汽發(fā)生器和熱交換器傳熱面、一回路設(shè)備和管道的外表面）密封性的監(jiān)測(cè)和診斷、安全殼密封性的監(jiān)測(cè)等功能。

通過(guò)安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)，便于評(píng)估保護(hù)屏障的泄漏，探測(cè)放射性核素的泄漏源，估算相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)泄漏的大小，預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)。對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行以及事故后安全殼的密封性情況提供參考依據(jù)，保證運(yùn)行操縱人員的及時(shí)正確響應(yīng)，對(duì)及時(shí)處理缺陷，并盡可能地減少事故起到了重要的指導(dǎo)作用。

圖1 KLD10系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)流程圖Fig.1 Radioactive monitoring flowchart of KLD10 system

2 WWER-1000堆型安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)

田灣核電站W(wǎng)WER-1000堆型安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)主要包括：反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)層安全殼空間負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)（KLD10）、安全殼主回路設(shè)備冷卻通風(fēng)系統(tǒng)（KLA）、安全殼應(yīng)急檢修強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)（KLD20）和安全殼環(huán)形空間負(fù)壓系統(tǒng)（KLC）放射性監(jiān)測(cè)，后兩者屬于事故后通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。

2.1 反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)層安全殼空間負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)（KLD10）放射性監(jiān)測(cè)（見(jiàn)圖1）

為了記錄一回路冷卻劑向安全殼空氣內(nèi)的泄漏和確定一回路設(shè)備和管道外表面的密封程度，在KLD10系統(tǒng)（反應(yīng)堆廠房安全殼空間負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)）的安全殼排風(fēng)管內(nèi)安裝了探測(cè)器ABPM201和IM201，用以監(jiān)測(cè)氣溶膠和碘的放射性活度（KLD10CR001、002），還有一個(gè)探測(cè)器NGM204在風(fēng)管的過(guò)濾設(shè)備之后監(jiān)測(cè)惰性氣體的體積活度（KLD10CR003）。除了積分輻射參數(shù)的測(cè)量之外，還對(duì)過(guò)濾設(shè)備之后的氣體放射性核素的組成進(jìn)行定期遠(yuǎn)程譜分析（KLD10CR201）。在過(guò)濾設(shè)備前后進(jìn)行濾紙取樣分析（KLD10CR501、502、503、504）。

圖2 KLA系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)流程圖Fig.2 Radioactive monitoring flowchart of KLA system

2.2 安全殼主回路設(shè)備冷卻通風(fēng)系統(tǒng)（KLA）放射性監(jiān)測(cè)（見(jiàn)圖2）

為了探測(cè)設(shè)備的泄漏并確定它們的泄漏程度，反應(yīng)堆堆坑循環(huán)冷卻系統(tǒng)KLA10、蒸汽發(fā)生器間循環(huán)冷卻系統(tǒng)KLA20、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)循環(huán)冷卻系統(tǒng)KLA30、主泵電機(jī)間循環(huán)冷卻系統(tǒng)KLA50的風(fēng)管上都設(shè)有監(jiān)測(cè)放射性惰性氣體體積活度的探測(cè)器NGM204,監(jiān)測(cè)通道分別為：KLA10CR001、KLA20CR001/002、KLA30CR001、KLA50CR001。另外還通過(guò)在線氣體譜儀MARS-010-SGG對(duì)風(fēng)管內(nèi)氣體的放射性核素組成進(jìn)行定期遠(yuǎn)程測(cè)量（KLA10CR201，KLA20CR201、202，KLA30CR201，KLA50CR201）。

2.3 安全殼應(yīng)急檢修強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)（KLD20）放射性監(jiān)測(cè)（見(jiàn)圖3）

從安全殼KLD20系統(tǒng)的排氣管上引出取樣管線至人員通道UKA20111，通過(guò)設(shè)置在管線上的兩臺(tái)探測(cè)器(ABPM201和IM201) 連續(xù)監(jiān)測(cè)排氣中氣溶膠和碘的體積活度；另外，從通風(fēng)過(guò)濾器后的出口管處引出取樣管線至輻射監(jiān)測(cè)測(cè)量室UKA20220，通過(guò)設(shè)置在管線上的一臺(tái)探測(cè)器(NGM204) 連續(xù)監(jiān)測(cè)排氣中惰性氣體的體積活度。

圖3 KLD20系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)流程圖Fig.3 Radioactive monitoring flowchart of KLD20 system

2.4 安全殼環(huán)形空間負(fù)壓系統(tǒng)（KLC）的放射性監(jiān)測(cè)（見(jiàn)圖4）

為了在冷卻劑泄漏事故時(shí)確定安全殼泄漏率，在安全殼環(huán)形空間負(fù)壓系統(tǒng)（KLC11， KLC41）的每列上安裝了監(jiān)測(cè)氣溶膠、碘（在風(fēng)管上）PIM204（KLC11、41CR001）和惰性氣體NGM203（過(guò)濾器后的出口風(fēng)管上）體積活度（KLC11、41CR002）的探測(cè)器單元。這些探測(cè)器屬于應(yīng)急測(cè)量系統(tǒng)（安全相關(guān)參數(shù)的測(cè)量）。氣體介質(zhì)通過(guò)由各自應(yīng)急電源供電的獨(dú)立氣體取樣系統(tǒng)送至探測(cè)器，監(jiān)測(cè)各自的工藝通道。

圖4 KLC11/41系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)流程圖Fig.4 Radioactive monitoring flowchart of KLC11/41 system

3 WWER-1000堆型安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)通道報(bào)警實(shí)例及原因分析

機(jī)組正常運(yùn)行的工況下，反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)層安全殼空間負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)（KLD10）和安全殼主回路設(shè)備冷卻通風(fēng)系統(tǒng)（KLA）處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，其對(duì)應(yīng)的放射性監(jiān)測(cè)通道KLD10CR001/002/003、KLA10/20/30/50CR001、KLA20CR002也處于連續(xù)監(jiān)測(cè)狀態(tài)。如果所監(jiān)測(cè)區(qū)域通風(fēng)放射性水平明顯升高，并超過(guò)報(bào)警閾值，就會(huì)在輻射監(jiān)控室監(jiān)盤上和主控制室顯示報(bào)警信號(hào)，輻射防護(hù)人員需立即按照程序要求進(jìn)行響應(yīng)，及時(shí)聯(lián)系主控對(duì)報(bào)警原因進(jìn)行確認(rèn)。以下是田灣核電站1號(hào)機(jī)組2008年7月蒸汽發(fā)生器間循環(huán)冷卻系統(tǒng)監(jiān)測(cè)通道1KLA20CR002報(bào)警情況及原因分析。1KLA20CR002用于監(jiān)測(cè)3號(hào)和4號(hào)蒸汽發(fā)生器間放射性惰性氣體體積活度，通過(guò)惰性氣體體積活度值反映該區(qū)域內(nèi)設(shè)備是否存在泄漏。

3.1 1KLA20CR002報(bào)警情況描述

2008年7月10日08：25至7月14日09：07惰性氣體監(jiān)測(cè)通道1KLA20CR002多次閃發(fā)一級(jí)報(bào)警，最高報(bào)警值7.43E+07 Bq/m3（一級(jí)報(bào)警閾值為6.00E+06 Bq/m3）,閃發(fā)報(bào)警持續(xù)最長(zhǎng)時(shí)間7 min（見(jiàn)圖5）。

3.2 報(bào)警真實(shí)性驗(yàn)證

報(bào)警發(fā)生后，相關(guān)部門采取一系列措施驗(yàn)證報(bào)警真實(shí)性。

3.2.1 使用在線氣體譜儀MARS-010-SGG進(jìn)行驗(yàn)證

1KLA20CR002發(fā)生報(bào)警后，輻射監(jiān)控室值班人員立即使用在線譜儀（MARS-010-SGG）1KLA20CR202進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。

通過(guò)表1和圖5，可基本判斷報(bào)警為真實(shí)報(bào)警。

3.2.2 要求儀表維護(hù)部門對(duì)該儀表重新進(jìn)行校驗(yàn)

2008年6月27日，儀表維護(hù)部門對(duì)1KLA20CR002進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)結(jié)果滿足要求；2008年7月10日1KLA20CR002發(fā)生報(bào)警后，儀表維護(hù)部門再次對(duì)該儀表進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)結(jié)果滿足要求。

通過(guò)兩次校驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明該儀表工作狀態(tài)正常，測(cè)量值可信，即報(bào)警為真實(shí)報(bào)警。

3.2.3 查看相關(guān)通道驗(yàn)證

為驗(yàn)證報(bào)警真實(shí)性，輻射防護(hù)人員查看反應(yīng)堆廠房相關(guān)惰性氣體監(jiān)測(cè)通道數(shù)值（見(jiàn)圖6至圖8）：1KLA10CR001、1KLA20CR001、1KLD10CR003，從圖6至圖8可以看出，1KLA20CR002報(bào)警期間相關(guān)通道數(shù)值正常，說(shuō)明了1KLA20CR002超閾值報(bào)警僅限于3號(hào)和4號(hào)蒸汽發(fā)生器間相關(guān)區(qū)域，且泄漏量小，泄漏時(shí)間短，不足以引起相關(guān)通道數(shù)值發(fā)生變化。

圖5 1KLA20CR002報(bào)警曲線Fig.5 Warning curve of 1KLA20CR002

3.3 報(bào)警原因分析

表1 報(bào)警記錄Table.1 warning records

1KLA20CR002用于監(jiān)測(cè)1KLA20AN031/041壓縮機(jī)出口氣體中惰性氣體的體積活度，主要涉及的區(qū)域?yàn)?號(hào)和4號(hào)蒸汽發(fā)生器間相關(guān)區(qū)域，即該通道閃發(fā)超閾值報(bào)警可能為以上區(qū)域內(nèi)的某個(gè)或多個(gè)設(shè)備微量泄漏導(dǎo)致，且這種泄漏是非持續(xù)性泄漏；由于反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)僅該通道發(fā)生超閾值報(bào)警，其他相關(guān)通道未發(fā)生報(bào)警，說(shuō)明這種泄漏僅限于某個(gè)局部區(qū)域；報(bào)警發(fā)生后，運(yùn)行人員對(duì)報(bào)警期間進(jìn)行的相關(guān)設(shè)備操作進(jìn)行確認(rèn)，首先篩選出反應(yīng)堆廠房中可能溢出放射性介質(zhì)的系統(tǒng)，再查詢相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備在1KLA20CR002閃發(fā)報(bào)警前5 min到報(bào)警后1 min時(shí)間區(qū)間內(nèi)的動(dòng)作情況，以便分析在1KLA20CR002觸發(fā)報(bào)警期間有無(wú)相同的運(yùn)行操作。通過(guò)查詢及分析未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致放射性報(bào)警的運(yùn)行操作。

2008年7月23日相關(guān)人員進(jìn)入反應(yīng)堆廠房相關(guān)區(qū)域查漏（3、4號(hào)蒸汽發(fā)生器間因功率運(yùn)行期間場(chǎng)所劑量率過(guò)高(估算＞300 mSv/h)，未進(jìn)入檢查），未發(fā)現(xiàn)與1KLA20CR002報(bào)警相關(guān)的設(shè)備泄漏。

綜上分析，1KLA20CR002閃發(fā)一級(jí)超閾值報(bào)警屬于真實(shí)報(bào)警，即監(jiān)測(cè)區(qū)域放射性水平超過(guò)報(bào)警閾值，原因是監(jiān)測(cè)區(qū)域局部設(shè)備存在少量非持續(xù)泄漏。

圖6 報(bào)警期間監(jiān)測(cè)通道1KLA10CR001曲線圖Fig.6 Curve of 1KLA10CR001 during 1KLA20CR002 warning

圖7 報(bào)警期間監(jiān)測(cè)通道1KLA20CR001曲線圖Fig.7 Curve of 1KLA20CR001 during 1KLA20CR002 warning

圖8 報(bào)警期間監(jiān)測(cè)通道1KLD10CR003曲線圖Fig.8 Curve of 1KLD10CR001 during 1KLA20CR002 warning

3.4 后續(xù)行動(dòng)

由于1KLA20CR002報(bào)警時(shí)間區(qū)間內(nèi)，反應(yīng)堆廠房?jī)?nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致放射性報(bào)警的運(yùn)行操作，且由于涉及的大部分區(qū)域?qū)儆诟咻椛滹L(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，不允許進(jìn)入查找漏點(diǎn)，故泄漏源未能找到。相關(guān)部門將繼續(xù)關(guān)注1KLA20CR002數(shù)值變化，如后續(xù)出現(xiàn)較大或持續(xù)報(bào)警情況，則進(jìn)一步討論后續(xù)行動(dòng)。

4 結(jié)論

從以上蒸汽發(fā)生器間循環(huán)冷卻系統(tǒng)監(jiān)測(cè)通道1KLA20CR002報(bào)警實(shí)例可以看出，WWER-1000堆型安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)通道能及時(shí)向用戶告知報(bào)警情況，通過(guò)監(jiān)測(cè)通道的功能劃分能快速定位報(bào)警區(qū)域，參考反應(yīng)堆廠房相關(guān)監(jiān)測(cè)通道的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)值并配合在線氣體譜儀的分析數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確判斷報(bào)警的真實(shí)性，而且安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測(cè)都是通過(guò)取樣管線送出反應(yīng)堆廠房外進(jìn)行監(jiān)測(cè)，便于對(duì)監(jiān)測(cè)儀表的維護(hù)和校驗(yàn)。

[1] Saint Petersburg Research and Design Institute, System Design File on ARMS ,2003.

Containment ventilation radioactivity monitoring of WWER—1000 reactors

XIE Jiang-shan，YANG Hao-ran
(Jiangsu Nuclear Power Corporation，Lianyungang of Jiangsu Prov. 222042，China)

This article introduces the setting and function of containment ventilation system radioactivity monitoring channels of WWER-1000 reactors in TNPS. And it focuses on analyzing the warning of 1KLA20CR002 monitoring channel of steam generator recirculation cooling system, which proved that the containment ventilation radioactivity monitoring of WWER-1000 reactors have the characters of warning on time, locating the warning areas accurately, easily affirming the trueness of warning and maintaining the monitoring channels conveniently.

automated radiation monitoring system; containment; radioactivity monitoring

TL36

A

1674-1617(2009)02-0148-08

2009-01-07

謝江山（1980—），男，福建長(zhǎng)泰人，助理工程師，碩士學(xué)位，主要從事輻射監(jiān)測(cè)工作。