核電廠射線探傷輻射安全管理優(yōu)化

黃剛　劉杰　稂其良　柯海鵬

【摘 要】射線探傷（又稱射線檢測(cè)）安全管理是核電廠大修輻射防護(hù)工作的重要組成部分，核電廠對(duì)其制定了嚴(yán)格的管理和技術(shù)控制措施。但隨著核電廠大修工期控制的愈發(fā)嚴(yán)格，凸現(xiàn)了核電機(jī)組換料大修期間射線探傷計(jì)劃安排和工作進(jìn)度控制等方面的難題，也為射線探傷的輻射安全管理提出了新要求。本文通過(guò)探討秦山第二核電廠（簡(jiǎn)稱秦二廠）近年開(kāi)展的射線探傷作業(yè)輻射安全管理優(yōu)化行動(dòng)，為新形勢(shì)下核電廠射線探傷輻射安全管理提供了新思路。

【關(guān)鍵詞】核電廠；射線探傷；輻射安全

中圖分類號(hào)： TM623.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）03-0197-003

Radiation flaw detection management optimization of nuclear power plant

HUANG Gang LIU Jie LIANG Qi-liang Ke Hai-peng

（Nuclear Nuclear Power Operations Management Co.， Ltd.， Haiyan， Zhejiang 314300， China）

【Abstract】Radial flaw detection （also known as ray detection） safety management is an important part of overhaul radiation protection in nuclear power plants. Nuclear power plants have formulated strict management and technical control measures. However， as nuclear power plant overhaul period more stringent control， highlighting the nuclear power unit overhaul during the radiofrequency detection schedule and work schedule control problems， but also for radiation detection of radiation safety management put forward new requirements. In this paper， the optimization of radiation safety management of radiofrequency detection operation in recent years by Qinshan No.2 nuclear power plant （referred to as Qin 2 Plant） is discussed in this paper， which provides a new idea for radiation safety management of radiofrequency detection in nuclear power plants under the new situation.

【Key words】Nuclear power plant； Radiography； Radiation safety

0 前言

秦山核電是中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司下屬的國(guó)有大型核電專業(yè)化運(yùn)行管理企業(yè)。公司業(yè)務(wù)范圍涵蓋核電生產(chǎn)管理與相關(guān)技術(shù)服務(wù)，設(shè)備及系統(tǒng)的調(diào)試、維修服務(wù)，培訓(xùn)服務(wù)，勞務(wù)派遣等。秦山核電當(dāng)前肩負(fù)著秦山地區(qū)9臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行管理，其中秦山第二核電廠（以下簡(jiǎn)稱秦二廠）裝機(jī)容量為4臺(tái)65萬(wàn)千瓦壓水堆核電機(jī)組，為我國(guó)第一座自主設(shè)計(jì)、自主建造、自主管理、自主運(yùn)營(yíng)的國(guó)產(chǎn)化商用核電站。

為確保核電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，核電機(jī)組每堆年都需進(jìn)行一次停堆大修，其中在役檢查是大修工作中很重要的一環(huán)。作為無(wú)損檢測(cè)的一種，射線探傷在核電廠常被用來(lái)對(duì)承壓部件和系統(tǒng)的完整性進(jìn)行評(píng)估，以判斷它們是否能夠繼續(xù)安全運(yùn)行或是有必要采取補(bǔ)救措施。射線探傷一般采用放射源活度為50～100Ci（居里）的移動(dòng)式γ射線裝置，這也使得射線探傷作業(yè)具有影響范圍廣，工作過(guò)程復(fù)雜等特點(diǎn)，尤其是在核電廠換料大修期間，射線探傷作業(yè)點(diǎn)多、工作量大，施工單位人員復(fù)雜，大修期間工作時(shí)間窗口緊迫，有時(shí)甚至存在同一廠房多顆探傷源、多工作組同時(shí)探傷的現(xiàn)象，容易發(fā)生人員清場(chǎng)不徹底、人員誤闖隔離邊界等情況，從而導(dǎo)致發(fā)生放射源事故。國(guó)內(nèi)外曾發(fā)生過(guò)多起因射線探傷引起的人員意外照射案例，鑒于此，射線探傷作業(yè)一直被視為核電廠輻射安全管理的重要組成部分。

對(duì)于移動(dòng)式γ探傷存在較高的高輻射風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)家制定了相關(guān)法律法規(guī)來(lái)約束此項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)，《中華人民共和國(guó)放射性污染防治法》對(duì)核技術(shù)利用單位放射性污染防治提出了原則要求，《放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)條例》對(duì)核技術(shù)利用單位提出了更加具體的管理要求，另根據(jù)γ射線探傷企業(yè)事故頻發(fā)的特點(diǎn)， 2007年環(huán)保部發(fā)布了最新的《關(guān)于γ射線探傷裝置的輻射安全要求》。

在國(guó)家法規(guī)的大框架下，秦二廠也制定了嚴(yán)格的管理和技術(shù)控制措施，并根據(jù)自身特點(diǎn)制定了一套行之有效的射線探傷輻射安全管理體系，并在實(shí)踐中不斷完善，有效降低了意外照射和超劑量照射事件的發(fā)生概率，克服了探傷隔離邊界管理等難題。由于電廠對(duì)于大修工期的控制愈發(fā)嚴(yán)格，不僅對(duì)射線探傷的計(jì)劃安排及進(jìn)度提出了新挑戰(zhàn)，更對(duì)射線探傷作業(yè)的輻射安全管理提出了新挑戰(zhàn)。對(duì)此秦二廠就射線探傷作業(yè)的輻射安全管理進(jìn)行了細(xì)致分析和深入研究，以期使電廠射線探傷輻射安全控制在標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、精細(xì)化方面更上一個(gè)層次，也為同行電站提供借鑒和參考。

1 射線探傷實(shí)施過(guò)程中的主要難題

雖然已經(jīng)有一系列的管理和技術(shù)措施來(lái)指導(dǎo)射線探傷的執(zhí)行，但在實(shí)際過(guò)程中仍存在一些難以實(shí)施的射線探傷作業(yè)難題。主要集中在下面兩個(gè)方面：

（1）同廠房同時(shí)段多放射源、多工作組交叉作業(yè)

此類作業(yè)情況在近年幾次大修中體現(xiàn)的特別明顯。例如在秦二廠111大修臨時(shí)增加多條核輔助系統(tǒng)管道焊縫射線檢查，按照常規(guī)的輻射安全管控方式（即單作業(yè)點(diǎn)單放射源作業(yè)），將占用大量的時(shí)間窗口，延誤大修工期。但如果進(jìn)行交叉作業(yè)，輻射安全將無(wú)法得到保證，并帶來(lái)極高的輻射安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2） 放射源操作人員沒(méi)有合適操作位置、缺乏有效屏蔽保護(hù)

屏蔽安全設(shè)施是保障射線探傷工作人員輻射安全的重要設(shè)施，也是射線探傷作業(yè)的主要前提。在很多時(shí)候，因?yàn)樽鳂I(yè)現(xiàn)場(chǎng)的客觀條件限制，導(dǎo)致放射源操作人員沒(méi)有躲避位置，或缺少合理的輻射屏蔽體，這將為探傷工作人員的輻射安全帶來(lái)嚴(yán)重隱患。

此外還有諸如探傷隔離邊界管理等其他問(wèn)題。這些問(wèn)題的存在，極易導(dǎo)致作業(yè)過(guò)程中因輻射防護(hù)與安全設(shè)施不適當(dāng)或不充分發(fā)生意外照射事故。鑒于此，我們重點(diǎn)分析了輻射風(fēng)險(xiǎn)與作業(yè)過(guò)程之間的聯(lián)系，采取了一系列輻射安全監(jiān)督與管理改進(jìn)措施。

2 輻射安全監(jiān)督與管理優(yōu)化

2.1 優(yōu)化管控流程

核電廠大修期間真正適合于射線探傷作業(yè)的時(shí)間窗口很有限。大批量的射線探傷作業(yè)將會(huì)占用大量時(shí)間窗口和工作場(chǎng)地等資源，甚至?xí)蔀榇笮拗骶€工作。如采用常規(guī)的輻射安全管控方式，不僅探傷計(jì)劃可能難以實(shí)現(xiàn)，而且常規(guī)檢修任務(wù)也可能無(wú)法安排實(shí)施，延誤工期。

針對(duì)此類情況，通過(guò)分析和研究作業(yè)對(duì)象及存在的輻射風(fēng)險(xiǎn)，秦二廠制定了交叉和多點(diǎn)多源射線探傷作業(yè)輻射安全管控流程，并將其固化于具體的操作指南文件中。主要管控措施具體如下：

——探傷作業(yè)期間，設(shè)置一名現(xiàn)場(chǎng)總協(xié)調(diào)人，統(tǒng)一指揮安排和確定工作并負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的安全；

——各作業(yè)組在完成布片后需報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)總協(xié)調(diào)，在現(xiàn)場(chǎng)總協(xié)調(diào)同意后方可執(zhí)行探傷作業(yè)；

——必須嚴(yán)格按照審批的作業(yè)時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行探傷作業(yè)，探傷作業(yè)期間，工作人員只能在指定的安全地點(diǎn)操作或待命，不能隨意在現(xiàn)場(chǎng)走動(dòng)、上下樓層，確因工作需要，需事先向探傷總協(xié)調(diào)人申請(qǐng)匯報(bào)，待總協(xié)調(diào)人核實(shí)確定安全性來(lái)決定；

——探傷作業(yè)人員必須嚴(yán)格遵守輻射防護(hù)規(guī)定，佩戴個(gè)人劑量計(jì)，每個(gè)專業(yè)組需配備γ劑量率監(jiān)測(cè)儀，作業(yè)過(guò)程中隨時(shí)關(guān)注儀表顯示數(shù)值；

——作業(yè)期間出現(xiàn)異常時(shí)，在確保射線探傷區(qū)域邊界控制有效的情況下立即通知主控室和輻射防護(hù)部門。

對(duì)于多點(diǎn)多放射源的射線探傷交叉作業(yè)，秦二廠制定了如圖1所示的射線探傷作業(yè)邏輯圖，用于作業(yè)期間的輻射風(fēng)險(xiǎn)控制及工期控制。

秦二廠111大修38條核輔助系統(tǒng)管道焊縫的射線探傷、113大修汽輪機(jī)廠房200多條焊縫射線探傷作業(yè)、405大修46條BOSS焊縫射線探傷等作業(yè)均按照上述安全管控流程執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了射線探傷計(jì)劃、進(jìn)度和輻射安全的有效控制。

2.2 建立經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)

在多點(diǎn)源射線探傷和交叉作業(yè)管控流程優(yōu)化的基礎(chǔ)上，我們將交叉射線探傷作業(yè)的輻射監(jiān)測(cè)記錄匯總成資料庫(kù)，為后續(xù)類似探傷作業(yè)提供了詳實(shí)的數(shù)據(jù)支持。表1為秦二廠111大修部分交叉射線探傷作業(yè)影響區(qū)域及輻射水平數(shù)據(jù)。

這些歷史數(shù)據(jù)對(duì)后續(xù)制定交叉射線探傷作業(yè)的輻射防護(hù)方案具有重要的借鑒參考作用，為評(píng)估射線探傷交叉作業(yè)的影響，保障人員輻射安全提供了數(shù)據(jù)支持。

2.3 圖形化隔離邊界

核電廠與其他工業(yè)場(chǎng)所不同，核反應(yīng)堆本身就是一個(gè)巨大的源項(xiàng)。核電廠廠區(qū)邊界內(nèi)所有區(qū)域按照放射性系統(tǒng)和設(shè)備的分布，以及潛在的輻射照射和污染風(fēng)險(xiǎn)的大小，分為輻射工作場(chǎng)所（包括輻射控制區(qū)和輻射監(jiān)督區(qū)）和非輻射工作場(chǎng)所。而射線探傷的作業(yè)場(chǎng)所又不僅限于輻射工作場(chǎng)所，汽輪機(jī)廠房等非輻射工作場(chǎng)所反倒是射線探傷的主要作業(yè)場(chǎng)地。

非輻射工作場(chǎng)所往往缺少足夠的輻射屏蔽體且隔離范圍廣，其區(qū)域隔離復(fù)雜，僅通過(guò)語(yǔ)言描述難以使探傷不相關(guān)人員獲得足夠的信息，存在人員誤入探傷作業(yè)區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)此，秦二廠將相對(duì)復(fù)雜的射線探傷隔離說(shuō)明進(jìn)行圖示化管理（如圖2），把隔離邊界的具體位置以及注意事項(xiàng)通過(guò)廠房平面圖進(jìn)行標(biāo)示并進(jìn)行公告，不僅充分發(fā)揮了圖形語(yǔ)言準(zhǔn)確度高、說(shuō)明性強(qiáng)且傳播快速的優(yōu)點(diǎn)，更利于作業(yè)及非作業(yè)人員對(duì)信息的準(zhǔn)確接收、快速識(shí)別和深刻記憶，從而強(qiáng)化作業(yè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)隔離操作要求的精準(zhǔn)把控和安全意識(shí)，降低人因失誤風(fēng)險(xiǎn)。射線探傷作業(yè)的隔離示意圖也是射線探傷經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的重要組成部分。

經(jīng)過(guò)多次大修的實(shí)踐和不斷優(yōu)化，秦二廠已經(jīng)整理收集了大量的探傷區(qū)域隔離圖，并整理編制了標(biāo)準(zhǔn)隔離方案。標(biāo)準(zhǔn)隔離方案的運(yùn)用，不僅有利于隔離方案的快速實(shí)施，也有利于隔離的準(zhǔn)確性和標(biāo)準(zhǔn)化。

2.4 作業(yè)前開(kāi)展輻射防護(hù)可行性評(píng)價(jià)

在實(shí)際作業(yè)中還常遇到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)缺少良好輻射屏蔽體的情況。具有良好輻射屏蔽體是射線探傷作業(yè)開(kāi)展的必要條件之一，缺少足夠的屏蔽將導(dǎo)致放射源操作人員沒(méi)有合適操作位置且其輻射安全得不到保障，使整個(gè)工作陷入僵局。

例如在反應(yīng)堆廠房38米高處進(jìn)行的EAS系統(tǒng)八字盲板射線探傷作業(yè)，不僅作業(yè)位置高、缺乏良好的屏蔽體，而且也沒(méi)有合適的撤離路線。輻射防護(hù)部門聯(lián)合作業(yè)單位進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)查勘，發(fā)現(xiàn)只能以反應(yīng)堆廠房環(huán)吊行車作為屏蔽物，但該行車的屏蔽厚度能否滿足作業(yè)要求則需進(jìn)一步論證。對(duì)此，輻射防護(hù)部門依據(jù)《工業(yè)γ射線探傷衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》推薦的公式（式1）進(jìn)行理論計(jì)算，并輔以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)搖源位置的輻射水平的方式來(lái)驗(yàn)證作業(yè)的可實(shí)施性。

最終計(jì)算得出行車內(nèi)搖源位置理論環(huán)境劑量率為1.36mSv/h，作業(yè)人員每分鐘大約接受23μSv的輻射劑量，結(jié)合總的射線曝光時(shí)間，其輻射風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的，探傷作業(yè)可以實(shí)施。雖然作業(yè)過(guò)程中的實(shí)測(cè)值和最終的個(gè)人劑量數(shù)據(jù)都遠(yuǎn)低于計(jì)算值，但是輻射防護(hù)部門的提前介入為作業(yè)的實(shí)施提供了理論基礎(chǔ)。

還有部分射線探傷作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有任何屏蔽物，如汽輪機(jī)廠房EH油主汽門主調(diào)門焊口射線探傷作業(yè)、主給水水箱射線探傷作業(yè)等。要確保此類作業(yè)能正常開(kāi)展就必須開(kāi)展輻射防護(hù)可行性評(píng)價(jià)，提前與探傷作業(yè)單位溝通進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查勘，了解其作業(yè)過(guò)程并依據(jù)工作場(chǎng)所射線探傷作業(yè)的特殊要求，評(píng)估作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，輔以理論計(jì)算，設(shè)計(jì)、搭設(shè)射線探傷專用屏蔽體。由于缺少成品，專用屏蔽體多依據(jù)作業(yè)場(chǎng)所及范圍采用雙層腳手架外加掛鉛含量為3mm的鉛皮搭設(shè)。圖3為尺寸1米×1米×1.8米的屏蔽小屋實(shí)例。專用屏蔽體的應(yīng)用不僅為特殊工作場(chǎng)所開(kāi)展的射線探傷作業(yè)創(chuàng)造了工作條件使其具備了實(shí)施可行性。

在射線探傷作業(yè)開(kāi)工前進(jìn)行輻射防護(hù)可行性評(píng)價(jià)有效地解決了因作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)缺少屏蔽而導(dǎo)致工作不能開(kāi)展的問(wèn)題，使作業(yè)人員的輻射安全得到了充分保證。但是對(duì)于專用屏蔽體的搭設(shè)還需要繼續(xù)優(yōu)化，以提高其屏蔽效果和適用性。

3 結(jié)束語(yǔ)

射線探傷是一項(xiàng)高輻射風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)，經(jīng)過(guò)多年的總結(jié)和實(shí)踐，秦二廠優(yōu)化了射線探傷作業(yè)的管控流程，建立了射線探傷作業(yè)輻射防護(hù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，形成了一系列行之有效的射線探傷輻射安全控制文件，包括標(biāo)準(zhǔn)管理程序《射線探傷安全管理》、詳細(xì)操作指南《射線探傷輻射安全監(jiān)督操作指南》以及標(biāo)準(zhǔn)隔離方案庫(kù)等標(biāo)準(zhǔn)文件。通過(guò)在多次大修中的實(shí)際應(yīng)用，射線探傷輻射安全管理優(yōu)化工作卓有成效地解決了換料大修期間射線探傷計(jì)劃安排和工作進(jìn)度控制等方面的難題，使秦二廠射線探傷輻射安全控制在標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、精細(xì)化方面更上一個(gè)層次，是射線探傷作業(yè)輻射安全管理的一種新思路，對(duì)核電廠輻射防護(hù)管理工作也具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

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