机组燃料破损情况下的辐射防护控制

袁伟

摘要：介绍了大亚湾核电基地压水堆核电机组燃料破损情况下的辐射防护控制。机组出现燃料破损将对参与检修活动的人员带来较大的辐射风险（α污染，惰性气体/碘污染），为加强对现场辐射风险的控制和人员的防护，对燃料破损引入的辐射风险进行识别和评价，并针对大修维修策略制定辐射防护控制方案，在大修中贯彻实施，确保工作人员的辐射安全。

关键词：机组燃料破损；辐射防护；α污染；KRT

0引言

压水堆核电机组燃料破损情况下存在较高的空气（惰性气体，碘）污染以及α污染风险，而机组停堆维修时大量的维修活动将在放射性回路系统（如：RCP/RRA/RCV）上进行，那么对维修人员辐射安全的防护和控制成为了运营核电厂大修工作的重中之重。电厂辐射防护、运行、化学、维修、计划等多部门针对上述风险，在大修不同阶段，通过运行控制、化学控制、辐射监测和防护、现场区域管理等方法来最终确保维修人员的辐射安全。本文介绍在不同大修窗口下具体的辐射防护控制措施。

1α污染测量和控制

机组发现燃料破损事件后，化学部门开始对一回路中碘-134的放射性水平进行跟踪。如果一回路中碘-134的放射性大于2GBq/t以上，表明一回路系统已具有潜在?辐射风险。在停堆检修过程中，大盖打开后需对大盖上表面及内表面进行?污染测量。如果大盖表面?污染测量平均值大于8Bq/cm2，表明机组已具有?辐射风险。这种情况下，凡是一回路流体接触的设备开口检修，都要进行?污染的取样测量。如果取样测量结果大于8Bq/cm2，这表明场地及设备表面已存在?污染风险，后续需安排去污。经过测量确认具有?污染风险的场地，需采取以下补充防护措施：搭制负压或静止的防污染SAS；SAS内工作人员佩戴气面罩或全面罩等呼吸保护装置，以及纸衣、塑料手套、塑料鞋套等附加防护用品；场地出口增加防污染扩散的标识，布置?污染测量仪表；场地进出人员、工具、设备等都需经过?污染测量；具有?污染的放射性废物专门收集处理；SAS内工作人员在工作完成后安排WBC测量及体表?污染测量。?污染测量流程如图1所示。

2碘和惰性气体的防护和控制

2.1机组运行期间

辐射防护人员在KRT抄表时需要开始关注KRT001/009/028/017/036MA的读数，如发现通道数据异常，需要及时通报电厂。同时辐射防护人员开始清点和准备足够数量的碘面罩和碘滤盒，碘面罩在燃料破损情况下成为主要的内污染个体防护措施之一。在现场区域管理方面，机组日常运行期间增加NX相关房间的管理措施，见表1，并将要求通过TEF通报电厂并实施。

化学部门与电厂源项小组制定降低一回路放射性气态裂变产物方案。计划部门确认需要进入大修主线计划跟踪的行动已纳入主线计划。停堆前一周至卸料结束，辐射防护人员增加对KRT001/009/028/017/036MA抄表频率，每天三次，辐射防护运行值每值一次。停堆前至少提前一天投运EVF对RX进行净化，EVF至少一直投运到低低水位结束。停堆前运行/化学部门制定避免触发KRT017MA报警方案。进入热停堆两小时前运行部门完成对RPE003BA和RPE011PS的排水，以减少后续检修人员进入RX，尤其是该地坑附近的内污染风险。NX厂房相关房间保持停堆前的控制措施。

2.3热停堆状态

EBA投运前工作人员进入RX除了携带气瓶，还需佩戴碘面罩进行个体防护。RPE011PS地坑边上放置碘测量仪表，设定报警阈值（70Bq/m3），一旦仪表发生报警，工作人员撤离RX-3.4m工作区域。机组进入热停后，辐射防护人员开始启动碘监测仪定期更换碘盒，原则要求每三天更换一次。辐射防护仓库管理人员启动碘面罩定期更换碘滤盒，碘滤盒开封后每隔8小时更换1次。以上对碘盒的维护，是为了保证碘防护的有效性。

2.4EBA投运

根据KRT028MA读数以及地坑边碘监测仪读数评价，辐射防护人员确定EBA投运后进入RX人员是否佩戴碘呼吸面罩。KRT028MA或碘监测仪读数超过30Bq/m3，要求佩戴：KRT028MA或碘监测仪读数小于10Bq/m3，取消佩戴。维修部门在稳压器房间安装2台大功率（高效＋碘）风机，其中一台在稳压器SAS搭完后投运，保持该房间负压。另外一台在稳压器人孔打开后投运（对准稳压器人孔），保持一回路负压。

2.5主泵停运

燃料破损情况下对主泵停运不做特殊要求，既满足停运条件正常停主泵即可。

2.6打开稳压器人孔

开稳压器人孔前需要确认EVF投运，一回路放射性指标符合开稳压器人孔的限值要求。开稳压器人孔现场需布置防空气污染SAS，开人孔工作人员佩戴气面罩。RX20米布置碘监测仪表和气体监测仪表，辐射防护人员在开人孔整个过程进行跟踪评价。整个过程监视KRT008/009/028MA/041MA的数据，如有报警及时响应。除了开稳压器人孔的相关工作人员外，其他人员暂时撤出RX20米及以上区域。稳压器人孔门打开后，辐射防护人员评价现场辐射水平正常后解除RX20米的进入限制。

2.7开大盖

开盖前拆大盖排气管（需要时）、拆热电偶密封前，辐射防护人员投运碘监测仪表进行测量。确认一回路放射性指标符合直接开大盖的限值要求。开大盖期间辐射防护人员投运碘监测仪表进行测量。开大盖期间需要要保证EVF处在投运状态。一回路水位下降到10.5米时，TSDRCP04连接打开排气阀。放、提螺栓拉伸机前拆除排气软管（先关闭RCP640VP，再拆除软管），放、提螺栓拉伸机后立即恢复并开启RCP640VP。起吊大盖前，最后拆除排气软管（先关闭RCP640VP，再拆除软管）。大盖起吊前除了开盖的相关工作人员以外，其他人员暂时撤出RX厂房。开大盖期间监视KRT009/028/041/017MA读数变化情况，辐射防护根据吊大盖期间的辐射测量结果给出人员进入RX20米建议。正常情况下大盖吊离RX20米后解除人员进入RX限制（大盖经过时需临时关闭现场辐射监测仪表，避免报警）。开大盖期间，RX20m人员和环吊司机佩戴碘面罩，进入水池底部人员戴气面罩。这里需要特别提醒一点：吊大盖过程中如果KRT041MA出现一级报警，在大盖到接近RX20m时，短暂停留，确认KRT041MA读数稳定（小于1/2一级报警阈值）再继续按正常方式吊走。

2.8装卸料期间、KX厂房倒料、破损燃料离线啜漏试验期间

装卸料期间辐射防护人员在RX20米和KX20米进行放射性气体和碘的连续监测，布置足够数量的气瓶。倒料、KX20米进行破损燃料离线啜漏工作期间辐射防护人员在KX20米进行放射性气体和碘的连续监测，布置足够数量的气瓶。在进行装卸料、倒料、KX20米进行破损燃料离线啜漏工作时，燃料操作人员在工作点附近准备好碘面罩，在碘监测仪表报警或KRT通道报警情况下佩戴碘面罩临时撤离并通知辐射防护人员进行确认。当KRT通道和碘监测仪报警同时消除时，工作人员可以佩戴碘面罩恢复工作。当碘监测仪显示小于10Bq/m3，可取消使用碘面罩。

2.9卸料后排水到低低水位

排水前，RX5米内环廊需布置一台碘监测仪，一台气溶胶监测仪。堆水池开始排水时，RX开始限制工作人员进入，由8米气闸门守卫控制RX工作人员数量，运行人员、关键路径工作人员进入RX需佩戴碘面罩。排水期间RX20米进行放射性气体和碘的连续监测。

2.10RCD模式检修工作

优化EBA停运检修窗口，安排在低低水位后期。DVW隔离检修安排在RCV、RCP全部隔离排空后进行。一回路阀门检修人员的防护措施：大阀门开口时（口径大于80mm）工作人员穿戴气面罩＋动态封闭，小阀门开口时（口径小于80mm）直接操作人员戴碘呼吸面罩，辐射防护人员根据检修工作列出需采取呼吸保护的阀门检修清单。打开蒸发器一次侧人孔后，进入蒸发器SAS工作人员必须穿戴气面罩或气衣。SAS连接（高效＋碘）风机，检修部门安排专人巡检，保证风机投运、SAS负压。主泵拆轴封以及主泵落座时，直接操作人员需佩戴气面罩。在一回路相关设备开口时，辐射防护增加?污染取样测量。低低水位期间容器开口需要采取空气污染防护措施。KRT041/08/09/028MA的停电应该安排在低低水位后期。

2.11低低水位结束后

如同一电厂的另一机组无燃料破损情况，可以解除N281房间及其他NX相关房间的管理措施（表1）。整理KRT/空气污染监测仪读数记录，对数据进行存档。根据现场投运位置，回收现场空气污染监测仪表。

3异常情况处理

3.1碘监测仪表、KRT抄表读数的响应原则

辐射防护运行值抄表期间，如发现碘监测仪读数或者KRT028MA读数>30Bq/m3，进入RX佩戴碘面罩。

辐射防护运行值抄表期间，如发现碘监测仪读数或者KRT028MA读数>70Bq/m3，RX人员撤离。

3.2碘监测仪报警响应

RX厂房发生空气污染时（碘监测仪>70Bq/m3），RP通知主控室广播RX全部人员撤离，气闸门守卫核实RX20米以下工作人员已经全部撤出。由于工作需要无法立即撤离的开大盖人员、环吊人员等应佩戴碘面罩。

RX厂房发生空气污染后通过EBA排气和EVF净化，人员再进入的标准：碘监测仪<10Bq/m3时所有工作人员进入RX不需佩戴碘面罩，10Bq/m3<碘监测仪<30Bq/m3时关键路径工作人员佩戴碘面罩进入RX厂房。

3.3可能导致KRT041MA和KRT017MA报警的操作

影响KRT017MA的操作：氧化净化后RCV002BA扫气、TEP除气；在主回路压力从25bar下降到1.2bar的过程中。

影响KRT041MA的操作：开稳压器人孔；第一次通过RCP644/640VP软管连接到EBA；开大盖；开SG一次侧人孔；一回路排水；SG烘干。

由于在设计上，如果KRT041MA二级报警将引起EBA停运，KRT041MA二级报警的气体放射性浓度经过稀释后在烟囱排放后达不到KRT017MA的一级报警，因此第2种情况可不考虑导致KRT017MA一级报警。

3.4KRT041MA/09MA/惰性气体监测仪报警响应流程

KRT041MA/09MA/惰性气体监测仪三者任何一个报警出现→→确认报警真实性（通过KRT通道读数和现场惰性气体监测仪读数互相验证真实性）→→RX厂房清场→→RX厂房禁止进入→→关闭RX0、8M气闸门→→持续监视KRT041/09/017MA（根据趋势判断是否停运EBA，防止KRT017MA报警）

如果后续监测到一回路中存在固体裂变产物，则机组的辐射水平、辐射热点等将出现较大异常，需根据一回路的放射性水平重新制定相应的防护措施。

4结束语

针对压水堆核电机组燃料破损引入的辐射风险，大亚湾运营公司从安全角度出发，由安全防护部门牵头相关专业，经过系统源项分析并结合现场防护实践经验，最终形成压水堆核电机组燃料破损辐射防护控制方案。本文中的控制方案已在大亚湾基地成功实施，有效预防了燃料破损对人员/机组/设备带来的辐射风险。其中关键的控制措施已固化并进入电厂程序，并在大亚湾核电基地推广使用。本文提到的防护措施不但适应于大亚湾核电基地6台压水堆机组，同时对中广核其他基地压水堆机组同样有借鉴意义。

本文非常详细的阐述了机组在运行期间、大修停堆前一周、热停堆状态、EBA投运、主泵停运、打开稳压器人孔等状态下的辐射防护控制措施，明确了燃料破损情况下相关KRT通道的跟踪监测、NX相关房间的管理措施、污染测量流程、现场空气污染测量仪布置状态、检修人员职业防护要求、机组运行/化学控制，异常判断和响应等，为燃料破损情况下的辐射安全控制提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1]辐射防护技术管理标准和限值[内部文件]．大亚湾核电运营管理有限责任公司，2014.

[2]便携式仪表操作单集[内部使用]．大亚湾核电运营管理有限责任公司，2015.