核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)的定期試驗(yàn)淺析

張振華 張波 陳方強(qiáng) 王青松 王承智

【摘 要】核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)的定期試驗(yàn)以驗(yàn)證其運(yùn)行狀態(tài)是正常的，這對于核電廠的安全至關(guān)重要。根據(jù)CPR1000型壓水堆核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)定期試驗(yàn)的管理現(xiàn)狀，分析核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)定期試驗(yàn)相關(guān)運(yùn)行事件及其對核安全的影響。文章從核電廠運(yùn)行人員層面、核電廠管理層面及培訓(xùn)層面給出相關(guān)建議。

【關(guān)鍵詞】核電廠；輻射監(jiān)測系統(tǒng)；定期試驗(yàn)；運(yùn)行事件

中圖分類號： TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）27-0004-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.002

【Abstract】Regular tests of the radiation monitoring system are used to verify their normal operating state， which is critical to the safety of power plants. According to the management status of the radiation monitoring system of CPR1000 PWR nuclear power plant， the typical operation events related to the regular test of the nuclear power plant radiation monitoring system and its influence on nuclear safety are analyzed. This paper gives some suggestions from the aspects of nuclear power plant operator， nuclear power plant management and training.y on the event and experience feedback of nuclear power plant radiation monitoring system.

【Key words】Nuclear power plant； Radiation monitoring system； Regular test； Operation events

0 前言

核電作為清潔、高效的能源日益受到人們的關(guān)注，然而，2011年日本福島核事故中，極端外部自然事件（里氏9.0級地震、海嘯）導(dǎo)致環(huán)境檢測設(shè)備和設(shè)施遭到損壞，使輻射監(jiān)測系統(tǒng)失效，由此引發(fā)了我們對如何保證核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)有效運(yùn)行的思考。

環(huán)境保護(hù)部和國家能源局聯(lián)合頒布的《核電廠輻射環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范（試行）》以及國家核安全局頒布的《核電廠輻射環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)具體技術(shù)要求（試行）》為核電廠輻射環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)督性監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、評估、審批、建設(shè)和驗(yàn)收提供了的重要依據(jù)。同時(shí)，正常運(yùn)行工況下的核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性能也成為人們極為關(guān)注的問題，根據(jù)《核電廠安全相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備定期試驗(yàn)監(jiān)督要求》中的相關(guān)規(guī)定，核電廠設(shè)置了輻射監(jiān)測系統(tǒng)的定期試驗(yàn)，以驗(yàn)證輻射監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

1 核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)

核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)（KRT）用于連續(xù)地校核核電站設(shè)計(jì)和運(yùn)行整定點(diǎn)所構(gòu)成的預(yù)防措施，監(jiān)視放射性水平是否符合正常的運(yùn)行水平，以保護(hù)核電站人員免于受到過高的輻射，保護(hù)公眾免受輻射照射及啟動人員保護(hù)的自動動作。這一特性實(shí)現(xiàn)了對核電廠各道安全防護(hù)屏障完整性的連續(xù)監(jiān)測，達(dá)到了間接保護(hù)的目的，同時(shí)可以及早發(fā)現(xiàn)事故隱患并發(fā)出報(bào)警信號，啟動人員保護(hù)的自動動作。核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)測量方法的特點(diǎn)是連續(xù)測量，這與在實(shí)驗(yàn)室樣品上進(jìn)行的精確測量不同，可獲得快速響應(yīng)并給出全面的預(yù)警信息，由于其精度，使得核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)可以執(zhí)行核電廠安全相關(guān)分析，但不作為安全相關(guān)系統(tǒng)。核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)具有獨(dú)立的、專有的測量通道，至少可以完成上述功能中的一種。根據(jù)通道的主要功能可分成三個(gè)子系統(tǒng)：過程輻射監(jiān)測系統(tǒng)、流出物輻射監(jiān)測系統(tǒng)以及區(qū)域輻射監(jiān)測系統(tǒng)。

核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能是為了確保輻射水平與正常運(yùn)行水平相一致，但其中某些測量通道能夠幫助操縱員在事故初期發(fā)現(xiàn)事故，監(jiān)測事故并分析事故進(jìn)展，這些通道屬于1E級儀表通道，并且它們中的部分屬于事故后監(jiān)測系統(tǒng)（PAMS儀表）（PAMS用于監(jiān)測電廠參數(shù)和系統(tǒng)，并開啟維持核電廠安全停堆條件所要求的功能）。

典型CPR1000核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)測量儀表的位置分布，如圖1所示。

2 核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)定期試驗(yàn)管理現(xiàn)狀

2.1 定期試驗(yàn)管理

按照《核電廠質(zhì)量保證安全規(guī)定》（HAF003）的要求，對于為證明構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件能滿意地工作所需的所有試驗(yàn)，必須制定試驗(yàn)監(jiān)督大綱，以確定試驗(yàn)工作，保證其執(zhí)行并形成文件，因此，核電廠編制了定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱。定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱明確規(guī)定了定期試驗(yàn)的頻度、目的和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等，確保所有故障或低于標(biāo)準(zhǔn)的性能不致長期隱匿，以此保持所要求系統(tǒng)的可靠性?！栋踩嚓P(guān)系統(tǒng)和設(shè)備定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱》是核電站用于保證安全設(shè)備處于設(shè)計(jì)要求的具有足夠可信度的可用狀態(tài)的綱領(lǐng)性文件，以確保核電站的反應(yīng)堆在正常運(yùn)行、故障瞬態(tài)或事故工況下都處于安全狀態(tài)。從縱深防御的角度來說，定期試驗(yàn)大綱是構(gòu)成運(yùn)行安全重要的一環(huán)，也是核運(yùn)營單位擔(dān)負(fù)監(jiān)督責(zé)任的重要一環(huán)。

根據(jù)定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱確定的技術(shù)條款及原則要求，定期試驗(yàn)執(zhí)行部門編制定期試驗(yàn)規(guī)程。定期試驗(yàn)規(guī)程中明確了試驗(yàn)?zāi)康摹Ⅱ?yàn)收準(zhǔn)則、試驗(yàn)周期、對核電廠運(yùn)行方式的要求、可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)以及人員資格要求。根據(jù)試驗(yàn)執(zhí)行的結(jié)果，對定期試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行持續(xù)修訂。

核電廠根據(jù)定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱確定試驗(yàn)頻度后，在定期試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中維護(hù)、觸發(fā)定期試驗(yàn)計(jì)劃?？紤]到電廠總體工作量的平衡以及人力分配等特殊情況，在不違反定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱原則的前提下，允許在原試驗(yàn)計(jì)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，但不能超過25%的裕度。定期試驗(yàn)結(jié)束后，試驗(yàn)人員需要按照定期試驗(yàn)規(guī)程中的驗(yàn)收準(zhǔn)則對試驗(yàn)結(jié)果從試驗(yàn)方法、試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)結(jié)果三方面進(jìn)行評價(jià)，給出判定結(jié)果。

2.2 核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)的定期試驗(yàn)管理

核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)的定期試驗(yàn)用以確定核電廠相關(guān)區(qū)域的輻射水平，是核電廠運(yùn)行狀態(tài)評價(jià)的重要依據(jù)之一，這對于核電廠的安全至關(guān)重要。

核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)定期試驗(yàn)的方式主要有四種（以典型CPR1000核電廠KRT系統(tǒng)定期試驗(yàn)為例）：

（1）核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)通道日巡檢

由倒班值每日早班，對核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)集中控制柜各通道進(jìn)行檢查，記錄測量顯示值，跟蹤通道的運(yùn)行狀態(tài)，把結(jié)果錄人輻射防護(hù)咨詢系統(tǒng)。

（2）閾值檢查

檢查集中控制柜或就地信號箱，確認(rèn)各核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)通道運(yùn)行正常。記錄各核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)通道閾值設(shè)置，以驗(yàn)證是否與標(biāo)準(zhǔn)值一致。在檢查1/2KRT007MA閾值的同時(shí)，停泵更換濾紙，通道記不可用；其它通道閾值檢查不影響設(shè)備的可用性。

（3）閾值觸發(fā)試驗(yàn)

檢查當(dāng)測量值高于閾值時(shí)能否發(fā)出正常的報(bào)警（控制柜和主控室），并且超過二級閾值時(shí)，能否啟動相應(yīng)的安全措施（相關(guān)閥們的自動動作）。

（4）通道刻度（通道計(jì)數(shù)評價(jià)）

用通道試驗(yàn)源或外源測試，以檢查核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)通道測量的準(zhǔn)確性。核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)所有通道定期試驗(yàn)的閾值檢查周期為每四周做一次，由于KRT011MA、KRT012MA、KRT041MA在機(jī)組運(yùn)行期間不投運(yùn)，可不予考慮。

閾值觸發(fā)試驗(yàn)和通道刻度每年一次或一個(gè)換料周期，兩者可同時(shí)進(jìn)行。

2.3 KRT系統(tǒng)定期試驗(yàn)相關(guān)運(yùn)行事件

近年國內(nèi)多個(gè)核電廠發(fā)生定期試驗(yàn)未有效執(zhí)行的運(yùn)行事件，下面對典型CPR1000核電廠KRT儀表計(jì)數(shù)評價(jià)定期試驗(yàn)未有效執(zhí)行違反定期試驗(yàn)監(jiān)督要求的運(yùn)行事件進(jìn)行分析。

事件概述：2016年9月19日，在審查5月26日界定的內(nèi)部事件報(bào)告《某CPR1000堆型核電廠1號機(jī)1KRT018/019MA計(jì)數(shù)評價(jià)不合格》時(shí)，確認(rèn)2014年和2015年兩次1KRT018/019MA計(jì)數(shù)評價(jià)試驗(yàn)，工作人員未按照程序要求的定期試驗(yàn)基準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，判定試驗(yàn)結(jié)果滿意，但按照定期試驗(yàn)程序要求的判定基準(zhǔn)應(yīng)為不滿意，認(rèn)定兩次試驗(yàn)無效，1KRT018/019MA不可用未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，未能得到及時(shí)維修處理。2014年和2015年兩次1KRT018/019MA計(jì)數(shù)評價(jià)試驗(yàn)未有效執(zhí)行，違反該核電廠一、二號機(jī)安全相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備試驗(yàn)監(jiān)督要求。2016年5月22日，該核電廠已完成1KRT018/019MA的預(yù)防性檢查和維修，設(shè)備可用，事件結(jié)束。

KRT018/019MA是H2GRM03型主控室空氣活度測量儀表，KRT018/019MA用于DVC主控室空氣γ劑量率監(jiān)測，其功能是監(jiān)測由DVC系統(tǒng)吹到控制室的空氣活度，安全動作是觸發(fā)DVC主控制室通風(fēng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切換到碘過濾運(yùn)行，該儀表的測量類型是測量控制室空氣的活度測量，其測量相對誤差為20%。

技術(shù)規(guī)范中對KRT018/019MA儀表在不同模式下的要求，見表1。定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱對核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)有相應(yīng)的監(jiān)督要求，運(yùn)行事件中的核電廠主控室輻射監(jiān)測儀表KRT018MA/019MA（DVC）的規(guī)定見表2。2014年和2015年兩次KRT018/019MA計(jì)數(shù)評價(jià)結(jié)果誤判導(dǎo)致KRT018/019MA不可用未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，未能到及時(shí)維修處理，違反該核電廠一、二號機(jī)安全相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備定期試驗(yàn)監(jiān)督要求。同時(shí)，KRT018/019MA 定期試驗(yàn)未有效執(zhí)行，導(dǎo)致后續(xù)KRT018/019MA不可用的概率極具增大，潛在后果是影響主控通風(fēng)系統(tǒng)（DVC）空氣γ劑量率監(jiān)測的準(zhǔn)確性，在放射性異常時(shí)，KRT018/019MA不能及時(shí)產(chǎn)生二級報(bào)警，主控通風(fēng)系統(tǒng)不能及時(shí)切換到碘通風(fēng)。

3 存在的問題

堅(jiān)持問題導(dǎo)向是解決實(shí)際問題的邏輯起點(diǎn)，現(xiàn)階段導(dǎo)致核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)定期試驗(yàn)的執(zhí)行、管理以及導(dǎo)致相關(guān)的運(yùn)行事件發(fā)生等方面存在的主要問題有以下幾方面：

3.1 運(yùn)行人員對核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)原理及作用認(rèn)識不到位

參考目前國內(nèi)核電廠人員培訓(xùn)大綱，尤其是運(yùn)行崗位，主要針對的都是主冷卻劑回路和蒸汽給水回路中的主要系統(tǒng)設(shè)備，而對于輻射監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)相對來說比較有限，而核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)則是與工作人員及公眾的輻射安全息息相關(guān)系統(tǒng)，當(dāng)電廠運(yùn)行人員內(nèi)部的培訓(xùn)與學(xué)習(xí)傾向于核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)的學(xué)時(shí)有限時(shí)，就會導(dǎo)致工作人員對核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)原理及作用認(rèn)識不到位，導(dǎo)致相關(guān)運(yùn)行事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增大。

3.2 核電廠定期試驗(yàn)管理存在缺陷

核電廠定期試驗(yàn)管理方面的不足有以下幾點(diǎn)：

（1）定期試驗(yàn)計(jì)劃安排方面。定期試驗(yàn)的時(shí)間在試驗(yàn)大綱中有明確的裕度要求，但由于某些核電廠工作計(jì)劃安排不當(dāng)，可能會將定期試驗(yàn)延期或者提前，或試驗(yàn)結(jié)果不符合試驗(yàn)大綱要求而需要處理缺陷重新試驗(yàn)，就可能造成試驗(yàn)超過技術(shù)規(guī)格書要求的25%的裕度限值。

（2）定期試驗(yàn)規(guī)程執(zhí)行方面。定期試驗(yàn)規(guī)程的編制在試驗(yàn)性質(zhì)發(fā)生變動時(shí)可能會缺乏驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)依據(jù)，使得試驗(yàn)執(zhí)行不規(guī)范。

（3）定期試驗(yàn)結(jié)果評價(jià)方面。定期試驗(yàn)出現(xiàn)部分試驗(yàn)準(zhǔn)則不滿意時(shí)，核電廠需實(shí)時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)論評價(jià)。定期試驗(yàn)出現(xiàn)試驗(yàn)準(zhǔn)則不滿意時(shí)，需及時(shí)對相關(guān)安全設(shè)備的可用性進(jìn)行評價(jià)分析，以遵守運(yùn)行技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求。但在相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行可用性評價(jià)過程可能缺少足夠的支持文件，而對安全重要性較高的設(shè)備可用性評價(jià)失誤會給機(jī)組帶來較嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論與建議

實(shí)現(xiàn)核電廠定期試驗(yàn)的規(guī)范執(zhí)行與管理是確保以安全為前提發(fā)展核電的一項(xiàng)重要保證措施，規(guī)范和完善核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)定期試驗(yàn)的執(zhí)行和管理，需要核電廠從管理層面和培訓(xùn)體系層面認(rèn)真梳理相關(guān)文件，從技術(shù)文件著手進(jìn)行系統(tǒng)化培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，從管理文件著手合理修訂管理制度，安排工作計(jì)劃。

4.1 管理層面

（1）核電廠日常工作管理中要建立系統(tǒng)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，包含定期試驗(yàn)結(jié)果比較基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，歷次定期試驗(yàn)時(shí)間、數(shù)據(jù)等相關(guān)信息；

（2）核電廠對于有缺陷的定期試驗(yàn)程序，要及時(shí)升版相應(yīng)的程序，并在升版后的程序中，規(guī)范數(shù)據(jù)庫維護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行管理規(guī)定；

（3）核電廠定期試驗(yàn)執(zhí)行過程中，嚴(yán)格執(zhí)行程序。定期試驗(yàn)結(jié)果要進(jìn)行嚴(yán)格的評價(jià)，增強(qiáng)核安全意識，若沒有按大綱的規(guī)定完成定期試驗(yàn)，則必須向核安全局報(bào)運(yùn)行事件。

4.2 培訓(xùn)體系層面

（1）加強(qiáng)核電廠輻射防護(hù)與輻射監(jiān)測相關(guān)法律法規(guī)的學(xué)習(xí)；

（2）加強(qiáng)對核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)等方面的學(xué)習(xí)，尤其是運(yùn)行人員，應(yīng)在培訓(xùn)大綱中增加相關(guān)學(xué)時(shí)；

（3）加強(qiáng)定期試驗(yàn)以及技術(shù)規(guī)范中對核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容的培訓(xùn)，盡可能減少人員失誤導(dǎo)致的運(yùn)行事件；

（4）加強(qiáng)對核電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)案例分析、經(jīng)驗(yàn)反饋方面的培訓(xùn)。

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