福清核電廠核島輻射控制區出入口改造與優化

楊威

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

為防止放射性污染擴散，便于輻射防護管理和職業照射控制，減少核電廠工作人員的受照劑量，核電廠通常將廠區工作場所劃分為輻射控制區與非控制區[1]，核島輻射控制區（以下簡稱RCA）出入口是RCA與非RCA的重要邊界區域，也是輻射防護人員開展現場各項輻射防護工作和活動的支點，主要承擔人員進出控制、輻射污染控制、個人劑量控制、便攜式監測儀表及防護物資發放等重要工作。另外，對于進入RCA的工作人員來說，出入口的管理和服務也是影響工作人員心理和工作狀態的重要因素。一個合理的RCV出入口設計必須在滿足控制管理的基礎上實現提供服務、支持的功能。

綜合國內其他核電廠的運行和管理經驗，為了使RCA出入口空間布局更合理、功能設置更完善，達到人員進出方便、快捷，利于輻射防護控制和管理的目的，福清核電廠對機組RCA出入口進行了設計變更和優化改造。同時受M310堆型成熟和固化的廠房結構限制，一些更優化的設計理念在改造過程中未能充分實施，在此一并提出，為今后先進壓水堆核電站RCA出入口設計提供參考。

1 RCA出入口的組成和功能

國內核電廠堆型較多，總體布置結構不一，因此，RCA出入口房間布局相差甚遠，無統一標準。按照國家相關標準的要求和國內運行核電廠的實際情況，RCA出入口設計需滿足以下組成及功能要求。

1.1 RCA出入口的組成

控制區出入口主要由冷更衣室、熱更衣室、防護物資存放室和輻射防護值班室等組成。冷更衣室是進入控制區前用于脫去個人便裝、存放個人衣物等物品的區域，該區域一般根據需要設有衛生間、淋浴間等設施。熱更衣室是控制區內穿戴或脫下基本防護衣具以及人員去污的區域。防護物資存放室是用于存放防護物資、便攜式監測儀表、應急物資等的場所。輻射防護值班室為輻射防護工作人員提供辦公場所，以控制和管理人員進出RCA，并對RCA內的活動進行指導和監督，以避免和減少輻射照射可能對核電廠人員帶來的健康風險。

1.2 RCA出入口的功能

在核電廠中設置的RCA出入口必須滿足如下基本功能要求[2]：（1）控制和管理進出RCA的人員，防止未經輻射工作授權的人員進入RCA，并能夠實時提供RCA內的人員信息；（2）為人員提供場所和物品，以完成人員進入RCA作業前的必要準備；（3）監測離開RCA人員和隨身攜帶物品（如工作文件、個人劑量計和小工具等）的放射性污染狀況；（4）通過個人劑量監測儀表讀出裝置獲取離開RCA人員的單次受照劑量信息；（5）對被污染的人員和小物品進行處理，從而防止RCA內的放射性物質擴散到RCA以外的區域，保障人員與環境的安全。

2 RCA出入口的基本設備

2.1 用于個人劑量監測和管理的設備

RCA出入口中用于個人劑量監測和管理的設備主要有讀卡器、門禁設備、個人劑量監測儀表、劑量讀出器等，其主要功能為[3]：（1）識別進入RCA的人員身份，只有被授權的人員才能獲準進入RCA；（2）向進入RCA的人員發放個人劑量監測儀表（如直讀式電子個人劑量計和熱釋光劑量計）；（3）記錄進入RCA的人員姓名、單位、進出時間、單次累計劑量及其他指定數據，并為工作人員建立個人劑量數據庫[4]。

2.2 門框式γ污染監測儀

該監測儀用于監測通過該門人員的γ輻射，也稱為C1門。通常，C1門布置在RCA與熱更衣室之間，離開RCA的人員首先要通過C1門。當基本防護衣具的表面污染超過控制水平時，工作人員需脫下污染的防護衣具再進入C1監測。當測量值低于設定控制水平時，出口門會自動打開，準許人員進入熱更衣室。

2.3 全身表面污染β監測儀

該監測儀用于監測通過該門人員的身體表面β輻射，也稱為C2。通常，C2門布置在RCA出入口的熱更衣室與冷更衣室之間。離開RCA的人員需在熱更衣室脫去防護衣具后，進入C2門監測。當人員的身體表面污染超過控制水平時，需退回到熱更衣室的去污間進行去污。當測量值低于控制水平時，出口門會自動打開，準許人員進入冷更衣室穿上便裝，離開RCA。

2.4 小物品污染檢測儀

該設備用于監測離開RCA人員隨身攜帶的小物品（如工作文件、個人劑量計和小工具等）的放射性污染狀況，防止小物品將放射性污染帶出RCA。

2.5 其他設備和器材

熱更衣室內配置去污裝置；冷、熱更衣室內配置更衣柜；輻射防護人員值班室配備相應的辦公用品等。

3 RCA出入口改造原因

圖1 改造前RCA出入口設計及控制流程圖

福清核電廠1、2號機組RCA出入口的原設計是以嶺澳1期核電廠為參考，進出RCA的人員都需經過RCA出入口，其設計及控制流程見圖1所示。

人員進入RCA的流程見圖1中黑色實線所示，首先進入冷更衣室，到達劑量計、鑰匙發放臺處領取更衣柜鑰匙，脫下便裝；重新返回發放臺處領取個人劑量監測儀表，并到門禁設備處進行身份識別，關聯劑量監測儀表和個人身份信息；通過門禁設備后，進入熱更衣室，穿著基本輻射防護衣具；通過走廊進入輻射工作場所，如需特殊防護器具（如鉛衣、呼吸面罩等）需進入輻射防護值班室進行領取。

人員離開RCA的流程見圖1中黑色虛線所示，首先從工作場所返回至C1門處進行γ污染監測，如無污染則通過C1門到達熱更衣室，脫去基本輻射防護衣具，對欲帶出控制區的小物件進行放射性污染監測；在C2門處進行身體表面污染監測，如污染水平高于控制值，需利用設置在熱更衣室的去污間進行去污操作，如污染水平低于控制值可直接通過C2門；通過C2門后歸還個人劑量監測儀表，進入冷更衣室，穿上便裝離開RCA出入口。

根據運行核電廠的運行管理經驗反饋，原設計還存在一些不足和可完善之處，主要表現在：

（1）房間面積分配不合理。冷更衣室內功能區房間面積分配不合理：冷更衣室面積約為260m2，其中冷更衣室內淋浴間和衛生間占用約100m2，冷更衣室更衣區按照200人使用量進行設計，不滿足雙堆機組一臺機組大修單次最大進出人員數量的需求，參考電站、同類型機組電站按照單次最大進出500人需求進行設計；輻射防護值班室面積約為40m2，其內部的兩個隔間面積均約為2m2，過于狹小無使用價值。

參觀通道設置不合理：面積約為10m2，占用了熱更衣室房間面積；女通道面積約為30m2，按照10人使用量進行設計，由于放射性洗衣房設置在核島廠房內，工作人員多數為女性，不能滿足機組正常及大修時進出人數最大20人的需求。

（2）房間布局不合理。污染衣物間布置在C1門里側并距離較遠，如衣物監測出現污染，不便于收集處置；辦公室、去污淋浴間布置在人員退出通道上，易造成人員退出時擁堵。

（3）功能房間缺失。缺少防護物資存放室，防護物資、便攜式監測儀表等無存放地點；女通道缺少衛生間及去污淋浴間。

（4）交叉污染。熱更衣室內，穿戴和脫掉基本輻射防護衣具位于同一區域，無法有效地阻止進出人員之間流動，可能帶來潛在的交叉污染風險；去污間與去污淋浴間存在人員流動，易造成二者之間區域交叉污染。

4 RCA出入口改造實施

圖2 改造后RCA出入口布局及控制流程圖

為使人員進出RCA出入口方便、快捷，同時利于輻射防護人員控制和管理，對RCA出入口的有限空間需要進行合理細化。基于RCA出入口的合理使用、便于嚴格控制和實現安全功能的原則，針對原設計不足之處，提出了較為合理、經濟、可行的改造方案，改造后的RCA出入口布局及控制流程見圖2所示。改造主要表現在以下兩個方面。

4.1 布局改造

（1）調整房間面積。對冷更衣室內的淋浴間和衛生間進行合并，減少淋浴隔間數量，由于淋浴間污水排放到電站污水系統（非放射性系統），人員在淋浴后會造成冷更衣間地面濕滑，不提倡人員在RCA與非RCA過渡區域淋浴；取消輻射防護值班室內的兩個隔間，同時將值班室通往輻射控制區的門洞更改為窗口，利于污染控制和防護物資的發放；取消參觀通道，嚴格按照RCA進出流程進出RCA，避免RCA邊界失控，放射性物質擴散到非RCA；對女通道進行擴大，防止人員進出時擁堵。

（2）調整房間布局。更改污染衣物間位置，布置在C1門旁邊；取消辦公室，將去污間與去污淋浴間進行合并，保證人員退出通道開闊，避免人員在退出時出現擁堵等問題。

（3）增設功能房間。增設防護物資存放室，布置在輻射防護值班室旁，方便值班人員取用發放；女通道增設衛生間及去污淋浴間；將劑量計、鑰匙發放臺分開，在冷更衣間增設鑰匙發放臺，便于對鑰匙發放與回收的管理，同時保證人員財產安全。

（4）隔離交叉污染區域。在熱更衣室穿戴與脫掉基本輻射防護衣具之間區域設置安全帽架進行隔離，避免存在交叉污染的風險；去污間與去污淋浴間合并后也避免了交叉污染的風險。

4.2 辦公環境美觀優化

RCA出入口原設計中，未對內部房間進行精裝修，墻面、地面采用油漆涂刷，頂棚未作處理。由于RCA出入口內房間墻面、頂棚存在電纜、管道等設備設施，房間內部整體環境較差，且考慮人員辦公及進出過程中的舒適感，對RCA出入口進行了美觀優化。主要對地面、墻面、頂棚進行精裝修，在裝修過程中需注意：

（1）頂棚裝修時，吊頂高度需充分考慮管道等高度，將吊頂標高設置同一高度；

（2）墻面、地面裝修材料要充分考慮房間功能性，如去污間采用油漆便于污染去污、衛生間采用防滑地磚防止人員滑倒等；

（3）在裝修時，如存在地漏、墻面管線等，需將地漏口位置做好美化處理，將墻面管線包裹在墻面裝修材料內。

5 進一步優化設計建議

RCA出入口改造旨在依靠更加合理的布局，達到RCA出入口的有效控制（進出、邊界、污染、劑量控制等），在現有條件下最大程度的優化生產人員的工作環境，保障人員工作安全。如何更好地為現場工作人員提供便捷、優質、安全的服務是我們在RCA出入口設計時的側重點，更是我們輻射防護人員日常工作的重心。因此基于以上設計理念，同時綜合考慮改造實施的可行性及經濟性，進一步提出以下兩點優化設計建議：

（1）值班室開放式設計。為緩解人員在封閉辦公場所的壓抑感，RCA出入口空間布局應在區分功能區的前提下，增強空間的整體感，達到空間視覺的開闊性。本著合理利用出入口有限空間的原則，使RCA出入口具有足夠的空間視覺感，同時使人員在辦公場所具有足夠的舒適感與歸屬感，對人員辦公場所采用開放式設計。如RCA出入口內的輻射防護值班室等人員辦公場所，采用半高墻體或圍欄等方式進行規劃，達到空間視覺的開闊性，同時確保了對進出RCA出入口人員的全程監督。

（2）進出分流。為使人員進出RCA出入口方便、快捷，避免出現擁堵、混亂的局面，對人員進出通道進行分開規劃，既人員進入和退出路線不交叉，又達到人員分流的目的。通過進出分流，能夠有效地防止了人員在進出過程中交叉污染的風險，使人員在進出控制、污染控制等方面得到較好地保證。

6 結語

通過RCA出入口的改造，達到了對RCA出入口有限空間的合理布局，較好地滿足最終使用和管理要求。在理論和實踐相結合的基礎上，充分考慮人員的工作感受，提出先進的開放式設計理念，努力實現RCA出入口空間布置、人流組織、設備配置和管理需求等各方面的最優化，為今后先進壓水堆核電站RCA出入口設計提供參考。