核電廠控制區(qū)出入口建筑設(shè)計(jì)

胡 小 潔

(上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200233)

1 控制區(qū)出入口概述

核電廠是特殊的工業(yè)廠房，因?yàn)槠湟揽亢肆炎儺a(chǎn)生能量的發(fā)電原理，核電廠建筑(包括核島建筑和BOP建筑)局部區(qū)域存在著放射性物質(zhì)。根據(jù)EJ/T 316—2001《壓水堆核電廠廠內(nèi)輻射分區(qū)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》的定義，在正常運(yùn)行和預(yù)計(jì)運(yùn)行事件狀態(tài)下，有效劑量率大于0.001 mSv/h或可能受到污染的所有場(chǎng)所均為職業(yè)照射區(qū)域。

對(duì)核電廠廠內(nèi)潛在的放射性區(qū)域進(jìn)行輻射分區(qū)，可分為非限制區(qū)、監(jiān)督區(qū)和控制區(qū)三種。輻射控制區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“控制區(qū)”)的邊界應(yīng)設(shè)置完整的、不可逾越的實(shí)體屏障，并設(shè)控制區(qū)出入口，便于有效控制和記錄各類人員的進(jìn)出。

2 控制區(qū)出入口的設(shè)計(jì)

2.1 控制區(qū)出入口的功能、設(shè)備和流線

一個(gè)功能完整的控制區(qū)出入口主要由淋浴室、冷/熱更衣室、保健值班室、去污室、臟工作服回收室等功能房間組成，并在這些房間內(nèi)布置有門禁設(shè)備、門框式γ污染監(jiān)測(cè)儀(C1門)、全身表面污染β監(jiān)測(cè)儀(C2門)、小物件放射性污染監(jiān)測(cè)儀、人員表面放射性污染監(jiān)測(cè)裝置和電子式個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表讀出裝置等。

建筑平面設(shè)計(jì)需要保證工作人員進(jìn)入較低輻射區(qū)(或較低污染區(qū))時(shí)不必穿過較高輻射區(qū)(或較高污染區(qū))，且行走路線盡可能地短，儀表設(shè)備的布置能夠在各環(huán)節(jié)對(duì)放射性污染的情況作有效監(jiān)測(cè)和控制。由于控制區(qū)出入口的部分設(shè)備是以通道門的形式出現(xiàn)的，需要根據(jù)其常規(guī)的尺寸在平面布置時(shí)一并考慮。

控制區(qū)出入口進(jìn)出流程的設(shè)計(jì)應(yīng)保證未經(jīng)授權(quán)的人員不得越過控制區(qū)邊界，且受到一定程度污染的工作人員不得自行離開控制區(qū)。進(jìn)入控制區(qū)的人員應(yīng)穿戴專門的防護(hù)衣具，佩戴個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表；離開控制區(qū)的人員應(yīng)脫去防護(hù)衣具，并按規(guī)定對(duì)人員全身和欲攜帶出的小物件進(jìn)行放射性污染監(jiān)測(cè)。因此，控制區(qū)出入口的流線應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)如下。

進(jìn)入控制區(qū)的流線：1)在冷更衣室脫下個(gè)人服裝；2)在保健值班室領(lǐng)取電子式個(gè)人劑量計(jì)和熱釋光劑量計(jì)等設(shè)備；3)在冷更衣室通往熱更衣室的入口處登記后，通過門禁(通過設(shè)有人員身份識(shí)別裝置、電子式個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表讀出裝置等)進(jìn)入熱更衣室；4)在熱更衣室穿戴工作服，并佩戴個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀后，進(jìn)入控制區(qū)。

離開控制區(qū)的流線：離開控制區(qū)前，先通過門框式γ污染監(jiān)測(cè)儀(C1門)進(jìn)行污染監(jiān)測(cè)，如果工作服表面的放射性污染超標(biāo)，則需將臟工作服脫下回收，去污后再通過全身表面污染β監(jiān)測(cè)儀(C2門)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)量值低于設(shè)定值時(shí)才能通過。如果通過C1門時(shí)測(cè)量值已經(jīng)低于設(shè)定值，則可進(jìn)入熱更衣室，在熱更衣室脫去工作服后，再通過C2門監(jiān)測(cè)后進(jìn)入冷更衣室。在離開控制區(qū)的通道上還設(shè)有小物件放射性污染監(jiān)測(cè)儀、人員表面放射性污染監(jiān)測(cè)裝置和電子式個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表讀出裝置等，通常都設(shè)在C2門附近。

控制區(qū)出入口嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)和控制流程，決定了控制區(qū)出入口建筑設(shè)計(jì)應(yīng)更加重視功能和流線，平面的布置及相互之間的關(guān)系更加具有邏輯性。因此，將上述兩條流線用建筑主要功能關(guān)系圖來表示，見圖1。

從圖1可以看出，一個(gè)功能完整的控制區(qū)出入口主要是圍繞冷/熱更衣室來布置的。因此，在對(duì)設(shè)計(jì)控制區(qū)出入口進(jìn)行平面設(shè)計(jì)的時(shí)候可以根據(jù)功能關(guān)系先確定更衣室的位置，然后再布置其他相關(guān)的房間，最后根據(jù)流線布置設(shè)備。

2.2 控制區(qū)出入口的平面布置

控制區(qū)出入口的平面設(shè)計(jì)最重要的是解決兩個(gè)矛盾。一個(gè)是“冷”和“熱”的矛盾，另一個(gè)是復(fù)雜流線和控制面積的矛盾。

下面以核島附屬廠房和廢物處理廠房?jī)?nèi)的控制區(qū)出入口為例，分析核電廠控制區(qū)出入口平面布置的一些要點(diǎn)。

2.2.1核島附屬廠房

AP1000堆型的附屬廠房控制區(qū)出入口是男女混用的，CAP1000則根據(jù)中國國情對(duì)此進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，分設(shè)男女通道，各有獨(dú)立的出入口，并且根據(jù)男女員工的通常比例在兩個(gè)通道分別設(shè)有值班、衛(wèi)生間、淋浴室、去污室、冷/熱更衣室、臟工作服回收室等房間，滿足功能且完全分隔。

從建筑設(shè)計(jì)的角度來說，附屬廠房控制區(qū)出入口的設(shè)計(jì)除了男女通道功能完整、流線清晰之外，還從電廠運(yùn)行使用的角度考慮了一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。

1)更衣室面積較大，男冷更衣室中布置276個(gè)更衣柜，女冷更衣室中布置38個(gè)更衣柜，可以滿足停堆維修期間大量工作人員進(jìn)出的需求。

2)從更衣室到工作區(qū)的通道較寬，約2 400 mm，主要是考慮到工作人員穿著氣衣通行時(shí)，需要的通行寬度更寬，確保氣衣不被通道內(nèi)的突出物損壞。

3)進(jìn)、出控制區(qū)的通道實(shí)現(xiàn)了完全隔離，能夠有效防止放射性物質(zhì)的交叉污染。

由于設(shè)計(jì)條件的限制，附屬廠房控制區(qū)出入口的設(shè)計(jì)仍有其不足之處，比如連接冷/熱更衣室的通道太長(zhǎng)，女通道冷/熱更衣室之間行走距離約6 m，女通道則有10余米，布置仍不夠緊湊，這一點(diǎn)在其他項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中可以有改進(jìn)的空間。

2.2.2廢物處理廠房

由于生產(chǎn)工藝對(duì)建筑平面和結(jié)構(gòu)體系的約束，廢物處理廠房的控制區(qū)出入口分為兩層。1層為男通道，2層為女通道，通過樓梯相連。

同樣地，男女通道各自滿足完整的功能要求且完全分隔。以位于1層的男通道為例：當(dāng)人員進(jìn)入控制區(qū)時(shí)，工作人員先進(jìn)入冷更衣室，在值班室內(nèi)領(lǐng)取電子式個(gè)人劑量計(jì)和熱釋光劑量計(jì)，經(jīng)過冷/熱更衣室之間設(shè)置的電子式個(gè)人劑量計(jì)讀出裝置(此裝置聯(lián)動(dòng)門禁設(shè)備)進(jìn)入熱更衣室，然后進(jìn)入控制區(qū)；當(dāng)離開控制區(qū)時(shí)，通過熱更衣室設(shè)置的C1門、臟工作服回收室和冷更衣室之間設(shè)置的C2門以及安裝在C2門內(nèi)的電子式個(gè)人劑量計(jì)讀出裝置和小件物品污染監(jiān)測(cè)儀等一系列監(jiān)測(cè)且低于設(shè)定值后，進(jìn)入冷更衣室并最終離開。

另外，廢物處理廠房的控制區(qū)出入口的建筑設(shè)計(jì)還充分考慮到了日常進(jìn)出電氣控制間、空調(diào)設(shè)備間、設(shè)備間等清潔房間的工作人員的出入問題。因?yàn)檫@些房間里沒有放射性物質(zhì)，屬于非限制區(qū)，因此，在建筑平面布置考慮這部分工作人員可以不經(jīng)過控制區(qū)出入口便直接進(jìn)入或離開房間，但又不能通過這些房間進(jìn)入到控制區(qū)的其他房間內(nèi)，防止出現(xiàn)控制區(qū)邊界失控的狀況以及不必要的沾污。

3 結(jié)語

控制區(qū)出入口的設(shè)計(jì)并沒有一個(gè)嚴(yán)格的建筑形式的標(biāo)準(zhǔn)?？梢允请p通道，也可以是單通道；可以是一層布置，也可以分設(shè)兩層。關(guān)鍵是要抓住設(shè)計(jì)原則和主要功能關(guān)系，根據(jù)所需設(shè)置的監(jiān)測(cè)、控制設(shè)備明確流線，再結(jié)合實(shí)際情況，將核電廠控制區(qū)出入口的建筑設(shè)計(jì)賦予技術(shù)化和人性化的特性。