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        WWER1000堆型臥式蒸汽發(fā)生器解體檢修輻射防護(hù)實(shí)踐

        2017-05-18 13:08:35溫小鋒
        科技視界 2016年19期
        關(guān)鍵詞:最優(yōu)化

        溫小鋒

        [摘要]田灣核電站1、2號(hào)機(jī)組蒸汽發(fā)生器為WWER1000堆型臥式蒸汽發(fā)生器,它由容器、傳熱面、一回路冷卻劑集流管、主給水分配裝置、應(yīng)急給水分配裝置、蒸汽分離孔板和水下均汽板等部件組成。文章重點(diǎn)對(duì)WWER1000堆型蒸汽發(fā)生器解體檢修的輻射防護(hù)實(shí)踐進(jìn)行介紹,對(duì)田灣核電站歷次大修現(xiàn)場(chǎng)輻射水平及集體劑量情況進(jìn)行分析,并提出后續(xù)的優(yōu)化方向。

        [關(guān)鍵詞]臥式蒸汽發(fā)生器;解體檢修;輻射防護(hù);最優(yōu)化

        0前言

        在田灣核電站(TNPS)歷次大修中,需對(duì)臥式蒸汽發(fā)生器(以下簡(jiǎn)稱(chēng):蒸汽發(fā)生器)進(jìn)行解體檢修,對(duì)蒸汽發(fā)生器解體檢修的輻射防護(hù),可分為準(zhǔn)備階段、檢修階段、總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)反饋階段。其中準(zhǔn)備階段主要基于蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、檢修步驟、歷次大修經(jīng)驗(yàn)等做好風(fēng)險(xiǎn)分析并制定防護(hù)措施,準(zhǔn)備相應(yīng)的文件、監(jiān)測(cè)設(shè)備,以及人員培訓(xùn);檢修階段主要監(jiān)督具體防護(hù)措施的實(shí)施;總結(jié)、反饋階段主要針對(duì)大修執(zhí)行過(guò)程存在的不足或良好的實(shí)踐進(jìn)行總結(jié),以進(jìn)一步優(yōu)化輻射防護(hù)措施。

        1蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)及檢修步驟簡(jiǎn)介

        1.1蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)

        蒸汽發(fā)生器由本體、蒸汽母管、支承裝置、液壓阻尼器等,其中本體由殼體、傳熱管、一回路冷卻劑集流管、蒸汽孔板、水下均汽板等組成,其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

        1.2蒸汽發(fā)生器檢修步驟

        主要的檢修步驟見(jiàn)表1。

        2防護(hù)實(shí)踐

        蒸汽發(fā)生器解體檢修的輻射防護(hù)包括前期準(zhǔn)備、具體檢修過(guò)程、總結(jié)及經(jīng)驗(yàn)反饋三個(gè)階段。

        2.1前期準(zhǔn)備

        根據(jù)蒸汽發(fā)生器解體檢修過(guò)程中存在的輻射風(fēng)險(xiǎn)及田灣核電站的實(shí)際情況,前期準(zhǔn)備工作包括以下幾個(gè)方面。

        1)開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)分析,編制《ALARA行動(dòng)單》及《輻射防護(hù)控制點(diǎn)檢查單》,明確各檢修步驟過(guò)程中人員具體防護(hù)要求;

        2)工作組組織召開(kāi)技術(shù)交流討論會(huì),明確相關(guān)檢修方案和防護(hù)措施;開(kāi)展進(jìn)出污染隔離區(qū)穿脫附加防護(hù)用品等輻射防護(hù)技能培訓(xùn)。

        3)開(kāi)工前,作業(yè)前組織召開(kāi)工前會(huì),對(duì)工作任務(wù)、分工和職責(zé)、存在的風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)進(jìn)行認(rèn)真的安排和部署:輻射防護(hù)人員根據(jù)以往檢修的輻射防護(hù)經(jīng)驗(yàn)反饋,強(qiáng)調(diào)具體防護(hù)要求及注意事項(xiàng)。

        2.2具體檢修過(guò)程的輻射防護(hù)

        2.2.1拆除集流管保溫層、開(kāi)啟集流管二次側(cè)頂蓋

        蒸汽發(fā)生器集流管一次側(cè)人孔開(kāi)啟前,蒸汽發(fā)生器外照射和表面污染風(fēng)險(xiǎn)均較低,一般不需要采取任何附加防護(hù)措施。

        2.2.2拆卸集流管一次側(cè)頂蓋

        蒸汽發(fā)生器集流管內(nèi)具有較高的外照射、表面污染風(fēng)險(xiǎn)和潛在的空氣污染風(fēng)險(xiǎn),且不排除存在輻射“熱粒子”的可能,因此拆卸一次側(cè)頂蓋過(guò)程中需做好輻射水平變化的監(jiān)測(cè)以及人員污染的防護(hù)(場(chǎng)所劑量率水平0.02-0.025mSv/h。表面污染水平最高大于儀表測(cè)量上限9999Bq/cm2)。

        1)集流管一次側(cè)頂蓋拆卸前需建立污染隔離區(qū)并投入使用,田灣核電站蒸汽發(fā)生器檢修平臺(tái)位于反應(yīng)堆廠房29米標(biāo)高,為柵格板結(jié)構(gòu),因此污染隔離區(qū)的布置需考慮作業(yè)過(guò)程中塑料布破損而導(dǎo)致污染擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。

        2)拆卸一次側(cè)頂蓋前,進(jìn)入污染隔離區(qū)的人員均需按照要求穿好紙衣、塑料手套、塑料鞋套、氣面罩等附加防護(hù)用品。

        3)一次側(cè)頂蓋拆卸過(guò)程中輻射防護(hù)人員應(yīng)實(shí)時(shí)關(guān)注場(chǎng)所劑量率的變化,拆卸后需使用便攜式空氣取樣器對(duì)集流管口的空氣污染水平進(jìn)行取樣測(cè)量,使用遠(yuǎn)距離劑量率測(cè)量?jī)x表對(duì)集流管內(nèi)輻射水平進(jìn)行測(cè)量。

        4)一次側(cè)頂蓋主體具有較高的劑量率水平,拆卸完成后需存放在不增加周?chē)藛T受照劑量的區(qū)域并采取屏蔽措施。

        2.2.3集流管裝,拆堵板

        為便于進(jìn)行蒸汽發(fā)生器傳熱管吹掃以及渦流檢查,需對(duì)集流管底部進(jìn)行堵板;堵板采用遠(yuǎn)距離長(zhǎng)桿操作的方式,但由于操作時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)集體劑量有一定的貢獻(xiàn),需在作業(yè)前做好人員、工具的準(zhǔn)備,避免由于人員技能和工具等因素導(dǎo)致返工。

        渦流檢查結(jié)束后,需將堵板拆除,拆除過(guò)程中需關(guān)注周?chē)鷪?chǎng)所劑量率的變化,避免堵板上附著輻射“熱粒子”,并做好污染防護(hù)措施以避免污染擴(kuò)散:拆卸后的堵板具有較高的污染并具有一定的外照射風(fēng)險(xiǎn),需存放在不增加周?chē)藛T受照劑量的區(qū)域并使用塑料布進(jìn)行包裹(裝拆堵板平均集體劑量約1.5-2man·mSv)。

        2.2.4傳熱管吹掃

        臥式蒸汽發(fā)生器由于無(wú)法通過(guò)降低水位的方式完全排出傳熱管內(nèi)的介質(zhì),需對(duì)傳熱管實(shí)施吹掃以干燥傳熱管,以便于實(shí)施傳熱管的渦流檢查:歷次大修傳熱管吹掃采用2臺(tái)蒸汽發(fā)生器同時(shí)吹掃,每臺(tái)蒸汽發(fā)生器設(shè)置一臺(tái)9000m3的送風(fēng)機(jī),通過(guò)軟布袋分多次吹掃,排風(fēng)接人反應(yīng)堆廠房維修應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)。

        1)吹掃前,需實(shí)施人員清場(chǎng),封閉反應(yīng)堆廠房。

        2)吹掃過(guò)程中輻射防護(hù)人員測(cè)量檢修平臺(tái)和周?chē)目諝馕廴舅?、?chǎng)所劑量率水平,觀察在線放射性監(jiān)測(cè)通道的數(shù)值變化,確定輻射狀態(tài)無(wú)異常后才允許對(duì)反應(yīng)堆廠房實(shí)施解控允許人員進(jìn)入作業(yè)。

        3)吹掃作業(yè)結(jié)束后,吹掃使用的臨時(shí)風(fēng)管、布袋均存在較高的松散放射性污染,需做好污染防護(hù)措施。

        2.2.5傳熱管渦流檢查及堵管

        蒸汽發(fā)生器傳熱管渦流檢查是檢查傳熱管的狀態(tài),為是否進(jìn)行傳熱管堵管提供判斷依據(jù):傳熱管的堵管采取機(jī)械堵管的方式,作業(yè)人員在檢修平臺(tái)進(jìn)行操作,不需要進(jìn)入集流管內(nèi)部。

        1)傳熱管渦流檢查或堵管人員需穿戴紙衣、氣面罩、塑料手套、塑料鞋套等附加防護(hù)用品。

        2)渦流檢查設(shè)備的輻射水平隨工作時(shí)間逐步上升,為降低人員受照劑量要求工作人員定期清潔渦流設(shè)備:渦流探傷過(guò)程中,存在探頭損壞現(xiàn)象,對(duì)損壞的探頭需及時(shí)轉(zhuǎn)移,以降低人員受照劑量。

        3)渦流檢查或堵管設(shè)備吊出集流管時(shí)需密切關(guān)注場(chǎng)所劑量率的變化,同時(shí)采取污染防護(hù)措施避免污染擴(kuò)散。吊出設(shè)備時(shí)使用遠(yuǎn)距離儀表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)將探頭用塑料布進(jìn)行包裹,防止污染工作人員和地面。

        4)渦流檢查作業(yè)人員受照劑量歷次大修占集體劑量的33%-50%,因此需重點(diǎn)做好渦流檢查人員集體劑量的控制。

        2.2.6二次側(cè)相關(guān)作業(yè)

        蒸汽發(fā)生器二次側(cè)屬于二回路,受傳熱管影響具有較高的外照射風(fēng)險(xiǎn),集流管周?chē)鷪?chǎng)所劑量率可達(dá)1-2mSv/h:為降低進(jìn)入人員受照劑量,需做好作業(yè)前的工作準(zhǔn)備、提高作業(yè)人員的技能、優(yōu)化作業(yè)流程以減少滯留時(shí)間,同時(shí)對(duì)單人單次進(jìn)入時(shí)間實(shí)施控制。

        為避免造成二次側(cè)污染,要求進(jìn)入二次側(cè)的工作人員穿戴干凈的附加防護(hù)用品,并做好附加防護(hù)用品和工具的污染監(jiān)測(cè),確認(rèn)無(wú)污染后才允許進(jìn)入。

        2.2.7集流管內(nèi)作業(yè)的輻射防護(hù)

        為對(duì)集流管進(jìn)行在役檢查及處理,需要進(jìn)入集流管內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。集流管內(nèi)具有較高的輻射水平,接觸劑量率最高可達(dá)6-7mSv/h,作業(yè)位置空間狹窄,存在內(nèi)照射和表面污染風(fēng)險(xiǎn):歷次大修根據(jù)集流管內(nèi)濕度的大小分別采取氣衣(高濕度時(shí))或防水紙衣、氣面罩、高邦塑料鞋套、塑料手套的防護(hù)方式,并控制單人單次作業(yè)時(shí)間,取得了較好的效果,人員受照劑量處于可控狀態(tài),未出現(xiàn)人員污染現(xiàn)象。

        2.2.8場(chǎng)地清理

        場(chǎng)地清理過(guò)程中主要的輻射風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自于污染的塑料布拆除過(guò)程中的松散放射性污染風(fēng)險(xiǎn)以及塑料布抖動(dòng)產(chǎn)生放射性粉塵的吸入(污染的塑料布約150-200Bq/cm2),對(duì)人員的防護(hù),一般采取佩戴過(guò)濾式面罩、紙衣、塑料手套和鞋套等措施。

        2.3總結(jié)及經(jīng)驗(yàn)反饋

        總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)反饋為降低集體劑量、防止人員污染、減少放射性廢物有重要的意義:作業(yè)結(jié)束后,需及時(shí)進(jìn)行總結(jié)和反饋,尤其是檢修過(guò)程中的良好實(shí)踐和存在的不足,為進(jìn)一步優(yōu)化流程、降低集體、避免人員污染等提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

        3現(xiàn)場(chǎng)輻射水平及歷次大修集體劑量分析

        3.1現(xiàn)場(chǎng)輻射水平分析

        3.1.1場(chǎng)所劑量率水平

        田灣核電站1、2號(hào)機(jī)組歷次大修1-4號(hào)蒸汽發(fā)生器集流管內(nèi)平均場(chǎng)所劑量率、接觸劑量率以及二次側(cè)場(chǎng)所劑量率平均值見(jiàn)圖2、3、4;通過(guò)圖2、3、4,可看出1號(hào)機(jī)組蒸汽發(fā)生器集流管內(nèi)場(chǎng)所劑量率、接觸劑量率,以及二次側(cè)內(nèi)場(chǎng)所劑量率平均水平略高于2號(hào)機(jī)組:根據(jù)集流管內(nèi)場(chǎng)所劑量率水平可以發(fā)現(xiàn),整體輻射水平隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加逐步呈上升趨勢(shì):集流管內(nèi)接觸劑量率以及二次側(cè)內(nèi)場(chǎng)所劑量率水平除個(gè)別大修偏高外,整體呈逐年上升趨勢(shì):此外,可以發(fā)現(xiàn)輻射水平的上升速率隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加在逐步降低,說(shuō)明蒸汽發(fā)生器的輻射水平隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加將逐步趨于平衡。

        蒸汽發(fā)生器的主要檢修位置位于集流管內(nèi)部、周邊和二次側(cè)內(nèi)部集流管周?chē)?,所以集流管的劑量率水平直接影響集體劑量的貢獻(xiàn)和對(duì)工作人員的輻射影響,輻射防護(hù)的重點(diǎn)針對(duì)集流管輻射水平針對(duì)性的采取相對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施,以最優(yōu)化的方式降低對(duì)人員的輻射影響,歷次大修集流管內(nèi)的作業(yè)的集體劑量貢獻(xiàn)占該設(shè)備檢修總值的85%以上。

        3.1.2表面污染水平

        集流管內(nèi)具有較高的松散污染,約500-9999Bq/cm2,正常情況下作業(yè)人員不需要進(jìn)入集流管內(nèi)部,可不考慮對(duì)表面污染的防護(hù):但是在對(duì)傳熱管進(jìn)行渦流檢查期間,渦流檢查探頭將傳熱管內(nèi)的高污染帶至檢修平臺(tái),需做好人員的污染防護(hù)。

        3.1.3空氣污染水平

        歷次大修蒸汽發(fā)生器一次側(cè)解密封后,都對(duì)集流管口進(jìn)行空氣取樣,測(cè)量結(jié)果均低于儀表探測(cè)下限(<1Bq/m3);因此,在傳熱管渦流檢查前一般不需要采取空氣污染防護(hù)措施。

        歷次大修蒸汽發(fā)生器傳熱管吹掃期間,定期對(duì)檢修平臺(tái)和周?chē)鷧^(qū)域進(jìn)行空氣污染進(jìn)行取樣測(cè)量,T207大修期間因燃料氣密性喪失,空氣污染水平略有上升,吹掃過(guò)程采取過(guò)濾排放模式,防止檢修大廳空氣污染,其他大修期間污染水平均低于儀表探測(cè)下限。

        渦流檢查過(guò)程中渦流設(shè)備將產(chǎn)生一定的放射性粉塵(氣溶膠),且其濃度較高(粉塵接觸劑量率最高可達(dá)1-2mSv/h),結(jié)合表面污染的防護(hù),要求渦流探傷人員佩戴氣面罩進(jìn)行作業(yè),并要求定期對(duì)沉積的粉塵進(jìn)行清理,避免由于通風(fēng)的波動(dòng)導(dǎo)致?lián)P起。

        3.2歷次大修集體劑量情況

        田灣核電站1、2號(hào)機(jī)組歷次大修蒸汽發(fā)生器檢修集體劑量總體控制情況良好,集體劑量及最大個(gè)人受照劑量值均低于管理目標(biāo)值,未出現(xiàn)人員超劑量照射,

        T101大修集體劑量明顯高于其他大修,因?yàn)楸敬未笮迣?duì)4臺(tái)蒸汽發(fā)生器解除一次側(cè)和二次測(cè)密封后進(jìn)行100%渦流檢查,而其他大修都是對(duì)兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器整體進(jìn)行解體檢修。

        集體劑量逐步處于整體下降的態(tài)勢(shì),主要是從:檢修工作技術(shù)改進(jìn),檢修設(shè)備自動(dòng)化程度提高,檢修方案的不斷優(yōu)化,檢修隊(duì)伍的綜合能力不斷提高,輻射防護(hù)人員監(jiān)督有效等方面不斷進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)反饋和改進(jìn)。歷次大修集體劑量見(jiàn)圖5。

        4后續(xù)優(yōu)化方向

        田灣核電站1、2號(hào)機(jī)組歷次大修蒸汽發(fā)生器解體檢修在集體劑量控制上取得了明顯的效果,但仍然有較大的優(yōu)化空間,需要后續(xù)進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn);例如:進(jìn)一步優(yōu)化二次側(cè)內(nèi)作業(yè)流程、檢修工藝,逐步采取自動(dòng)化工藝代替人為現(xiàn)場(chǎng)操作,減少人員滯留時(shí)間;進(jìn)一步提高作業(yè)人員集體劑量控制意識(shí),提高人員技能,優(yōu)化作業(yè)班組人員組成,減少人員受照劑量:采用源項(xiàng)控制技術(shù),降低設(shè)備輻射水平等。

        5結(jié)束語(yǔ)

        WWER1000堆型臥式蒸汽發(fā)生器屬于核電站一回路重要設(shè)備,其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜且存在一定的輻射風(fēng)險(xiǎn),其解體檢修作業(yè)前需進(jìn)行充分的風(fēng)險(xiǎn)分析,制定相應(yīng)的防護(hù)措施,作業(yè)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行控制點(diǎn)文件要求,作業(yè)結(jié)束后需進(jìn)行總結(jié)并做好經(jīng)驗(yàn)反饋工作。

        歷次大修蒸汽發(fā)生器各輻射防護(hù)指標(biāo)和輻射參數(shù)均處于預(yù)期水平,并在不斷總結(jié)、優(yōu)化的基礎(chǔ)取得較好的成績(jī),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)唯一臥式蒸汽發(fā)生器解體檢修輻射防護(hù)經(jīng)驗(yàn)的空白:但仍存在一定的提升空間,需通過(guò)總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)反饋,在以后的工作中不斷改進(jìn),以實(shí)現(xiàn)蒸汽發(fā)生器解體檢修輻射防護(hù)的最優(yōu)化。

        [責(zé)任編輯:王偉平]

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