WWER-1000堆型安全殼通風(fēng)放射性監(jiān)測

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

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)測的通道設(shè)置及相應(yīng)的功能。通過蒸汽發(fā)生器間循環(huán)冷卻系統(tǒng)監(jiān)測通道1KLA20CR002報警的實例，表明WWER-1000堆型安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測具有及時警報、準(zhǔn)確定位報警區(qū)域、方便確認報警的真實性、便于維護監(jiān)測通道的特點。

自動輻射監(jiān)測系統(tǒng)；安全殼；放射性監(jiān)測

1 概述

田灣核電站采用俄羅斯設(shè)計的WWER-1000型反應(yīng)堆，其自動輻射監(jiān)測系統(tǒng)（ARMS）采用數(shù)字化儀控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集及實時監(jiān)測。自動輻射監(jiān)測系統(tǒng)按功能分工藝輻射監(jiān)測、輻射狀態(tài)監(jiān)測、輻射污染監(jiān)測、個人輻射劑量監(jiān)測和輻射生態(tài)環(huán)境監(jiān)測5個子系統(tǒng)[1]。工藝輻射監(jiān)測子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在反應(yīng)堆運行期間對燃料包殼狀態(tài)的監(jiān)測和診斷、乏燃料水池中燃料包殼狀態(tài)的監(jiān)測、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)測和診斷、安全殼密封性的監(jiān)測等功能。

通過安全殼通風(fēng)系統(tǒng)放射性監(jiān)測，便于評估保護屏障的泄漏，探測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)測變化趨勢。對機組正常運行以及事故后安全殼的密封性情況提供參考依據(jù)，保證運行操縱人員的及時正確響應(yīng)，對及時處理缺陷，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

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)測主要包括：反應(yīng)堆廠房內(nèi)層安全殼空間負壓排風(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)急檢修強制排風(fēng)系統(tǒng)（KLD20）和安全殼環(huán)形空間負壓系統(tǒng)（KLC）放射性監(jiān)測，后兩者屬于事故后通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)測。

2.1 反應(yīng)堆廠房內(nèi)層安全殼空間負壓排風(fēng)系統(tǒng)（KLD10）放射性監(jiān)測（見圖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壓排風(fēng)系統(tǒng)）的安全殼排風(fēng)管內(nèi)安裝了探測器ABPM201和IM201，用以監(jiān)測氣溶膠和碘的放射性活度（KLD10CR001、002），還有一個探測器NGM204在風(fēng)管的過濾設(shè)備之后監(jiān)測惰性氣體的體積活度（KLD10CR003）。除了積分輻射參數(shù)的測量之外，還對過濾設(shè)備之后的氣體放射性核素的組成進行定期遠程譜分析（KLD10CR201）。在過濾設(shè)備前后進行濾紙取樣分析（KLD10CR501、502、503、504）。

圖2 KLA系統(tǒng)放射性監(jiān)測流程圖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（見圖2）

為了探測設(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)動機構(gòu)循環(huán)冷卻系統(tǒng)KLA30、主泵電機間循環(huán)冷卻系統(tǒng)KLA50的風(fēng)管上都設(shè)有監(jiān)測放射性惰性氣體體積活度的探測器NGM204,監(jiān)測通道分別為：KLA10CR001、KLA20CR001/002、KLA30CR001、KLA50CR001。另外還通過在線氣體譜儀MARS-010-SGG對風(fēng)管內(nèi)氣體的放射性核素組成進行定期遠程測量（KLA10CR201，KLA20CR201、202，KLA30CR201，KLA50CR201）。

2.3 安全殼應(yīng)急檢修強制排風(fēng)系統(tǒng)（KLD20）放射性監(jiān)測（見圖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，通過設(shè)置在管線上的兩臺探測器(ABPM201和IM201) 連續(xù)監(jiān)測排氣中氣溶膠和碘的體積活度；另外，從通風(fēng)過濾器后的出口管處引出取樣管線至輻射監(jiān)測測量室UKA20220，通過設(shè)置在管線上的一臺探測器(NGM204) 連續(xù)監(jiān)測排氣中惰性氣體的體積活度。

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

2.4 安全殼環(huán)形空間負壓系統(tǒng)（KLC）的放射性監(jiān)測（見圖4）

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

圖4 KLC11/41系統(tǒng)放射性監(jiān)測流程圖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)測通道報警實例及原因分析

機組正常運行的工況下，反應(yīng)堆廠房內(nèi)層安全殼空間負壓排風(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)運行狀態(tài)，其對應(yīng)的放射性監(jiān)測通道KLD10CR001/002/003、KLA10/20/30/50CR001、KLA20CR002也處于連續(xù)監(jiān)測狀態(tài)。如果所監(jiān)測區(qū)域通風(fēng)放射性水平明顯升高，并超過報警閾值，就會在輻射監(jiān)控室監(jiān)盤上和主控制室顯示報警信號，輻射防護人員需立即按照程序要求進行響應(yīng)，及時聯(lián)系主控對報警原因進行確認。以下是田灣核電站1號機組2008年7月蒸汽發(fā)生器間循環(huán)冷卻系統(tǒng)監(jiān)測通道1KLA20CR002報警情況及原因分析。1KLA20CR002用于監(jiān)測3號和4號蒸汽發(fā)生器間放射性惰性氣體體積活度，通過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)測通道1KLA20CR002多次閃發(fā)一級報警，最高報警值7.43E+07 Bq/m3（一級報警閾值為6.00E+06 Bq/m3）,閃發(fā)報警持續(xù)最長時間7 min（見圖5）。

3.2 報警真實性驗證

報警發(fā)生后，相關(guān)部門采取一系列措施驗證報警真實性。

3.2.1 使用在線氣體譜儀MARS-010-SGG進行驗證

1KLA20CR002發(fā)生報警后，輻射監(jiān)控室值班人員立即使用在線譜儀（MARS-010-SGG）1KLA20CR202進行驗證，測量結(jié)果見表1。

通過表1和圖5，可基本判斷報警為真實報警。

3.2.2 要求儀表維護部門對該儀表重新進行校驗

2008年6月27日，儀表維護部門對1KLA20CR002進行校驗，校驗結(jié)果滿足要求；2008年7月10日1KLA20CR002發(fā)生報警后，儀表維護部門再次對該儀表進行校驗，校驗結(jié)果滿足要求。

通過兩次校驗結(jié)果，說明該儀表工作狀態(tài)正常，測量值可信，即報警為真實報警。

3.2.3 查看相關(guān)通道驗證

為驗證報警真實性，輻射防護人員查看反應(yīng)堆廠房相關(guān)惰性氣體監(jiān)測通道數(shù)值（見圖6至圖8）：1KLA10CR001、1KLA20CR001、1KLD10CR003，從圖6至圖8可以看出，1KLA20CR002報警期間相關(guān)通道數(shù)值正常，說明了1KLA20CR002超閾值報警僅限于3號和4號蒸汽發(fā)生器間相關(guān)區(qū)域，且泄漏量小，泄漏時間短，不足以引起相關(guān)通道數(shù)值發(fā)生變化。

圖5 1KLA20CR002報警曲線Fig.5 Warning curve of 1KLA20CR002

3.3 報警原因分析

表1 報警記錄Table.1 warning records

1KLA20CR002用于監(jiān)測1KLA20AN031/041壓縮機出口氣體中惰性氣體的體積活度，主要涉及的區(qū)域為3號和4號蒸汽發(fā)生器間相關(guān)區(qū)域，即該通道閃發(fā)超閾值報警可能為以上區(qū)域內(nèi)的某個或多個設(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)堆廠房內(nèi)僅該通道發(fā)生超閾值報警，其他相關(guān)通道未發(fā)生報警，說明這種泄漏僅限于某個局部區(qū)域；報警發(fā)生后，運行人員對報警期間進行的相關(guān)設(shè)備操作進行確認，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)報警前5 min到報警后1 min時間區(qū)間內(nèi)的動作情況，以便分析在1KLA20CR002觸發(fā)報警期間有無相同的運行操作。通過查詢及分析未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致放射性報警的運行操作。

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

綜上分析，1KLA20CR002閃發(fā)一級超閾值報警屬于真實報警，即監(jiān)測區(qū)域放射性水平超過報警閾值，原因是監(jiān)測區(qū)域局部設(shè)備存在少量非持續(xù)泄漏。

圖6 報警期間監(jiān)測通道1KLA10CR001曲線圖Fig.6 Curve of 1KLA10CR001 during 1KLA20CR002 warning

圖7 報警期間監(jiān)測通道1KLA20CR001曲線圖Fig.7 Curve of 1KLA20CR001 during 1KLA20CR002 warning

圖8 報警期間監(jiān)測通道1KLD10CR003曲線圖Fig.8 Curve of 1KLD10CR001 during 1KLA20CR002 warning

3.4 后續(xù)行動

由于1KLA20CR002報警時間區(qū)間內(nèi)，反應(yīng)堆廠房內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致放射性報警的運行操作，且由于涉及的大部分區(qū)域?qū)儆诟咻椛滹L(fēng)險區(qū)域，不允許進入查找漏點，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)報警情況，則進一步討論后續(xù)行動。

4 結(jié)論

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

[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，福建長泰人，助理工程師，碩士學(xué)位，主要從事輻射監(jiān)測工作。