楊康,齊宇虹,王欣
(中國核電工程有限公司,北京100840)
電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)(IRM)由場所輻射監(jiān)測、流出物監(jiān)測、工藝輻射監(jiān)測組成,主要有如下功能:防止電廠工作人員受高劑量輻射照射、防止廣大居民受輻射照射、屏障監(jiān)測、自動啟動隔離設(shè)備或其他系統(tǒng)。IRM 系統(tǒng)的長期可靠運行對電廠安全運行和公眾健康維護至關(guān)重要,系統(tǒng)調(diào)試則在其中扮演重要角色。
電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試由系統(tǒng)調(diào)試大綱、系統(tǒng)安全準(zhǔn)則、調(diào)試規(guī)程組成。調(diào)試規(guī)程在調(diào)試大綱的基礎(chǔ)上制訂,包括監(jiān)測道預(yù)運行試驗規(guī)程、安全殼卸壓排氣活度監(jiān)測道試驗規(guī)程、IRM 信息管理系統(tǒng)試驗規(guī)程、反應(yīng)堆功率運行階段系統(tǒng)功能試驗規(guī)程[1]。
調(diào)試試驗的先決條件包括:儀表完成安裝、儀表完成端接、具備上游電源、完成取樣管氣密性試驗、具備吹掃氣源/沖洗水源、工作場所照明正常。
預(yù)運行試驗規(guī)程的目的是分別在不同階段將下列設(shè)備投入運行。堆芯首次裝料之前,需要投運中放射性液體活度監(jiān)測道、N-16 監(jiān)測道、N-13 監(jiān)測道、氣溶膠/碘及惰性氣體監(jiān)測道、II 型區(qū)域γ 監(jiān)測道、III 型區(qū)域γ 監(jiān)測道。預(yù)臨界試驗之前需要投運離線低放液體活度監(jiān)測道、低β 氣體活度監(jiān)測道、掃描式風(fēng)管中氣體活度監(jiān)測道、I 型區(qū)域γ 監(jiān)測道、主要區(qū)域γ 輻射監(jiān)測道。首次臨界之前需要投運高濕度氣體活度監(jiān)測道、高放液體活度監(jiān)測道、反應(yīng)堆廠房事故后γ 劑量率監(jiān)測道。
安全殼卸壓排氣活度監(jiān)測道試驗規(guī)程目的是投運該監(jiān)測道;IRM 信息管理系統(tǒng)試驗規(guī)程目的是投運該系統(tǒng);反應(yīng)堆功率運行階段系統(tǒng)功能試驗規(guī)程目的是核查反應(yīng)堆功率處于80%及以上時,監(jiān)測道是否滿足運行條件。
監(jiān)測道調(diào)試步驟一般包括:安裝接線檢查、上電前檢查(軟件、電氣安全)、參數(shù)配置、性能試驗(環(huán)境本地、環(huán)境溫濕度、流量、取樣容器本底、沖洗回路、核測性能)、儀表通信。
由于設(shè)計人員、設(shè)備供貨商、現(xiàn)場調(diào)試人員對部分概念理解不一致,導(dǎo)致輻射監(jiān)測系統(tǒng)(IRM)調(diào)試過程中出現(xiàn)較多問題。為了解決這一問題,從設(shè)計角度出發(fā),對如下易混淆的概念進行解讀:(1)一級報警:當(dāng)儀表測量值高于一級報警閾值時,觸發(fā)開關(guān)量報警;(2)二級報警:當(dāng)儀表測量值高于二級報警閾值時,觸發(fā)開關(guān)量報警;(3)故障報警:輻射監(jiān)測就地儀表故障報警包含就地儀表軟硬件失效和儀表失電工況引發(fā)的儀表失能;(4)過載報警:當(dāng)儀表測量值超過儀表量程上限時,就地儀表觸發(fā)過載提示;(5)報警響應(yīng)時間:測量值從初始值增加到報警值與初始值之差的90%所用的時間。
電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)在就地儀表側(cè)、信息管理系統(tǒng)側(cè)、DCS側(cè)對報警狀態(tài)的要求如表1 所示。
表1 報警狀態(tài)功能要求
一般熱工儀表DELT 值設(shè)定為量程上限的0.5%,由于輻射監(jiān)測儀表量程跨度大,上限一般在106~109 量級,這就導(dǎo)致輻射監(jiān)測儀表DELT 值在5E3-5E6 范圍,將導(dǎo)致DCS 一層、二層之間的通訊時間過長,不能及時響應(yīng)儀表測量數(shù)據(jù)的變化。
輻射監(jiān)測儀表報警響應(yīng)時間一般在1~5min,為保證輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)能及時在DCS 二層顯示,調(diào)試人員可以DCS 二層側(cè)1min 刷新頻率為依據(jù),來設(shè)定DCS 一層側(cè)DELT 值。
4.4.1 報警響應(yīng)時間要求
報警響應(yīng)時間根據(jù)儀表類型的不同而不同:
1)安全級監(jiān)測道或具有聯(lián)鎖功能的非安監(jiān)測道報警時間要求如下:(1)惰性氣體活度監(jiān)測道:≤5mim;(2)I 型、II 型區(qū)域監(jiān)測道、離線低放水活度監(jiān)測道、N-16 監(jiān)測道:≤60s;(3)事故后安全殼內(nèi)γ劑量率監(jiān)測道:沒有具體響應(yīng)時間要求。
2)非安全級監(jiān)測道報警時間要求如下:(1)III 型區(qū)域監(jiān)測道:二級報警閾值低于60μGy/h:60s;二級報警閾值高于1 000μGy/h:10s;二級報警閾值在60~1 000μGy/h,按照公式計算:[60-(劑量率-60μGy/h)/940μGy/h×50]s[2];(2)在線中放液體活度監(jiān)測道、高放液體活度監(jiān)測道:≤5mim;(3)ZGT 衰變箱排放氣體活度監(jiān)測道、煙囪氣溶膠/碘監(jiān)測道:≤5mim;(4)安全殼卸壓排放活度監(jiān)測道:沒有具體響應(yīng)時間要求;(5)反應(yīng)堆廠房N-13 冷卻劑泄漏率監(jiān)測道:小于240s(泄漏率為20L/min 時)。
4.4.2 試驗方法
不同類型儀表報警響應(yīng)時間試驗方法如表2 所示。
表2 報警響應(yīng)時間試驗方法匯總
本文基于現(xiàn)場反饋,從設(shè)計角度給出了調(diào)試過程中重要概念的解讀,明確了報警狀態(tài)、DCS 一層DELT 值設(shè)定的要求,并對輻射監(jiān)測儀表報警響應(yīng)時間和試驗方法給出了明確的指標(biāo)及參考標(biāo)準(zhǔn),具有指導(dǎo)意義。
此外,不同廠家的儀表在調(diào)試的過程中,調(diào)試項目和操作步驟會略有不同,后續(xù)工程必須注意加以區(qū)分。