核电厂辐射监测系统的定期试验浅析

张振华 张波 陈方强 王青松 王承智

【摘 要】核电厂辐射监测系统的定期试验以验证其运行状态是正常的，这对于核电厂的安全至关重要。根据CPR1000型压水堆核电厂辐射监测系统定期试验的管理现状，分析核电厂辐射监测系统定期试验相关运行事件及其对核安全的影响。文章从核电厂运行人员层面、核电厂管理层面及培训层面给出相关建议。

【关键词】核电厂；辐射监测系统；定期试验；运行事件

中图分类号： TM623 文献标识码： A 文章编号： 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

核电作为清洁、高效的能源日益受到人们的关注，然而，2011年日本福岛核事故中，极端外部自然事件（里氏9.0级地震、海啸）导致环境检测设备和设施遭到损坏，使辐射监测系统失效，由此引发了我们对如何保证核电厂辐射监测系统有效运行的思考。

环境保护部和国家能源局联合颁布的《核电厂辐射环境现场监督性监测系统建设规范（试行）》以及国家核安全局颁布的《核电厂辐射环境现场监督性监测系统建设具体技术要求（试行）》为核电厂辐射环境现场监督性监测系统规划、设计、评估、审批、建设和验收提供了的重要依据。同时，正常运行工况下的核电厂辐射监测系统的可靠性能也成为人们极为关注的问题，根据《核电厂安全相关系统和设备定期试验监督要求》中的相关规定，核电厂设置了辐射监测系统的定期试验，以验证辐射监测系统的运行状态。

1 核电厂辐射监测系统

核电厂辐射监测系统（KRT）用于连续地校核核电站设计和运行整定点所构成的预防措施，监视放射性水平是否符合正常的运行水平，以保护核电站人员免于受到过高的辐射，保护公众免受辐射照射及启动人员保护的自动动作。这一特性实现了对核电厂各道安全防护屏障完整性的连续监测，达到了间接保护的目的，同时可以及早发现事故隱患并发出报警信号，启动人员保护的自动动作。核电厂辐射监测系统测量方法的特点是连续测量，这与在实验室样品上进行的精确测量不同，可获得快速响应并给出全面的预警信息，由于其精度，使得核电厂辐射监测系统可以执行核电厂安全相关分析，但不作为安全相关系统。核电厂辐射监测系统具有独立的、专有的测量通道，至少可以完成上述功能中的一种。根据通道的主要功能可分成三个子系统：过程辐射监测系统、流出物辐射监测系统以及区域辐射监测系统。

核电厂辐射监测系统的主要功能是为了确保辐射水平与正常运行水平相一致，但其中某些测量通道能够帮助操纵员在事故初期发现事故，监测事故并分析事故进展，这些通道属于1E级仪表通道，并且它们中的部分属于事故后监测系统（PAMS仪表）（PAMS用于监测电厂参数和系统，并开启维持核电厂安全停堆条件所要求的功能）。

典型CPR1000核电厂辐射监测系统测量仪表的位置分布，如图1所示。

2 核电厂辐射监测系统定期试验管理现状

2.1 定期试验管理

按照《核电厂质量保证安全规定》（HAF003）的要求，对于为证明构筑物、系统和部件能满意地工作所需的所有试验，必须制定试验监督大纲，以确定试验工作，保证其执行并形成文件，因此，核电厂编制了定期试验监督大纲。定期试验监督大纲明确规定了定期试验的频度、目的和验收标准等，确保所有故障或低于标准的性能不致长期隐匿，以此保持所要求系统的可靠性。《安全相关系统和设备定期试验监督大纲》是核电站用于保证安全设备处于设计要求的具有足够可信度的可用状态的纲领性文件，以确保核电站的反应堆在正常运行、故障瞬态或事故工况下都处于安全状态。从纵深防御的角度来说，定期试验大纲是构成运行安全重要的一环，也是核运营单位担负监督责任的重要一环。

根据定期试验监督大纲确定的技术条款及原则要求，定期试验执行部门编制定期试验规程。定期试验规程中明确了试验目的、验收准则、试验周期、对核电厂运行方式的要求、可能出现的风险以及人员资格要求。根据试验执行的结果，对定期试验规程进行持续修订。

核电厂根据定期试验监督大纲确定试验频度后，在定期试验数据库系统中维护、触发定期试验计划。考虑到电厂总体工作量的平衡以及人力分配等特殊情况，在不违反定期试验监督大纲原则的前提下，允许在原试验计划的基础上进行适当调整，但不能超过25%的裕度。定期试验结束后，试验人员需要按照定期试验规程中的验收准则对试验结果从试验方法、试验设备和试验结果三方面进行评价，给出判定结果。

2.2 核电厂辐射监测系统的定期试验管理

核电厂辐射监测系统的定期试验用以确定核电厂相关区域的辐射水平，是核电厂运行状态评价的重要依据之一，这对于核电厂的安全至关重要。

核电厂辐射监测系统定期试验的方式主要有四种（以典型CPR1000核电厂KRT系统定期试验为例）：

（1）核电厂辐射监测系统通道日巡检

由倒班值每日早班，对核电厂辐射监测系统集中控制柜各通道进行检查，记录测量显示值，跟踪通道的运行状态，把结果录人辐射防护咨询系统。

（2）阈值检查

检查集中控制柜或就地信号箱，确认各核电厂辐射监测系统通道运行正常。记录各核电厂辐射监测系统通道阈值设置，以验证是否与标准值一致。在检查1/2KRT007MA阈值的同时，停泵更换滤纸，通道记不可用；其它通道阈值检查不影响设备的可用性。

（3）阈值触发试验

检查当测量值高于阈值时能否发出正常的报警（控制柜和主控室），并且超过二级阈值时，能否启动相应的安全措施（相关阀们的自动动作）。

（4）通道刻度（通道计数评价）

用通道试验源或外源测试，以检查核电厂辐射监测系统通道测量的准确性。核电厂辐射监测系统所有通道定期试验的阈值检查周期为每四周做一次，由于KRT011MA、KRT012MA、KRT041MA在机组运行期间不投运，可不予考虑。

阈值触发试验和通道刻度每年一次或一个换料周期，两者可同时进行。

2.3 KRT系统定期试验相关运行事件

近年国内多个核电厂发生定期试验未有效执行的运行事件，下面对典型CPR1000核电厂KRT仪表计数评价定期试验未有效执行违反定期试验监督要求的运行事件进行分析。

事件概述：2016年9月19日，在审查5月26日界定的内部事件报告《某CPR1000堆型核电厂1号机1KRT018/019MA计数评价不合格》时，确认2014年和2015年两次1KRT018/019MA计数评价试验，工作人员未按照程序要求的定期试验基准进行评价，判定试验结果满意，但按照定期试验程序要求的判定基准应为不满意，认定两次试验无效，1KRT018/019MA不可用未被及时发现，未能得到及时维修处理。2014年和2015年两次1KRT018/019MA计数评价试验未有效执行，违反该核电厂一、二号机安全相关系统和设备试验监督要求。2016年5月22日，该核电厂已完成1KRT018/019MA的预防性检查和维修，设备可用，事件结束。

KRT018/019MA是H2GRM03型主控室空气活度测量仪表，KRT018/019MA用于DVC主控室空气γ剂量率监测，其功能是监测由DVC系统吹到控制室的空气活度，安全动作是触发DVC主控制室通风在规定时间内切换到碘过滤运行，该仪表的测量类型是测量控制室空气的活度测量，其测量相对误差为20%。

技术规范中对KRT018/019MA仪表在不同模式下的要求，见表1。定期试验监督大纲对核电厂辐射监测系统有相应的监督要求，运行事件中的核电厂主控室辐射监测仪表KRT018MA/019MA（DVC）的规定见表2。2014年和2015年两次KRT018/019MA计数评价结果误判导致KRT018/019MA不可用未被及时发现，未能到及時维修处理，违反该核电厂一、二号机安全相关系统和设备定期试验监督要求。同时，KRT018/019MA 定期试验未有效执行，导致后续KRT018/019MA不可用的概率极具增大，潜在后果是影响主控通风系统（DVC）空气γ剂量率监测的准确性，在放射性异常时，KRT018/019MA不能及时产生二级报警，主控通风系统不能及时切换到碘通风。

3 存在的问题

坚持问题导向是解决实际问题的逻辑起点，现阶段导致核电厂辐射监测系统定期试验的执行、管理以及导致相关的运行事件发生等方面存在的主要问题有以下几方面：

3.1 运行人员对核电厂辐射监测系统原理及作用认识不到位

参考目前国内核电厂人员培训大纲，尤其是运行岗位，主要针对的都是主冷却剂回路和蒸汽给水回路中的主要系统设备，而对于辐射监测系统的相关学习和培训相对来说比较有限，而核电厂辐射监测系统实则是与工作人员及公众的辐射安全息息相关系统，当电厂运行人员内部的培训与学习倾向于核电厂辐射监测系统相关的学时有限时，就会导致工作人员对核电厂辐射监测系统原理及作用认识不到位，导致相关运行事件发生的风险增大。

3.2 核电厂定期试验管理存在缺陷

核电厂定期试验管理方面的不足有以下几点：

（1）定期试验计划安排方面。定期试验的时间在试验大纲中有明确的裕度要求，但由于某些核电厂工作计划安排不当，可能会将定期试验延期或者提前，或试验结果不符合试验大纲要求而需要处理缺陷重新试验，就可能造成试验超过技术规格书要求的25%的裕度限值。

（2）定期试验规程执行方面。定期试验规程的编制在试验性质发生变动时可能会缺乏验收标准等相关依据，使得试验执行不规范。

（3）定期试验结果评价方面。定期试验出现部分试验准则不满意时，核电厂需实时进行试验结论评价。定期试验出现试验准则不满意时，需及时对相关安全设备的可用性进行评价分析，以遵守运行技术规范的相关要求。但在相关系统进行可用性评价过程可能缺少足够的支持文件，而对安全重要性较高的设备可用性评价失误会给机组带来较严重的安全风险。

4 结论与建议

实现核电厂定期试验的规范执行与管理是确保以安全为前提发展核电的一项重要保证措施，规范和完善核电厂辐射监测系统定期试验的执行和管理，需要核电厂从管理层面和培训体系层面认真梳理相关文件，从技术文件着手进行系统化培训和学习，从管理文件着手合理修订管理制度，安排工作计划。

4.1 管理层面

（1）核电厂日常工作管理中要建立系统基准数据库，包含定期试验结果比较基准数据，历次定期试验时间、数据等相关信息；

（2）核电厂对于有缺陷的定期试验程序，要及时升版相应的程序，并在升版后的程序中，规范数据库维护，严格执行管理规定；

（3）核電厂定期试验执行过程中，严格执行程序。定期试验结果要进行严格的评价，增强核安全意识，若没有按大纲的规定完成定期试验，则必须向核安全局报运行事件。

4.2 培训体系层面

（1）加强核电厂辐射防护与辐射监测相关法律法规的学习；

（2）加强对核电厂辐射监测系统专业技术等方面的学习，尤其是运行人员，应在培训大纲中增加相关学时；

（3）加强定期试验以及技术规范中对核电厂辐射监测系统的相关内容的培训，尽可能减少人员失误导致的运行事件；

（4）加强对核电厂辐射监测系统相关案例分析、经验反馈方面的培训。

【参考文献】

[1]国家核安全局.HAD103/09 核电厂安全重要物项监督[S].1993.

[2]国家核安全局.HAF003 核电厂质量保证安全规定[S].1991.

[3]某核电厂1、2号机组安全相关系统和设备定期试验监督大纲.

[4]凌球，郭兰英，李冬馀.核电站辐射测量技术[M].北京：原子能出版社，2001.

[5]郑秀华，陈荣添，李华，姜强.核电厂定期试验管理系统功能设计[J].科技视界，2016：309-310.

[6]朱玉隆，李文峰，任忠.核电厂定期试验管理[J].科技视界，2014：289.

[7]罗文博.核电厂定期试验监督要求分级管理探讨[J].企业技术开发，2016：169-171.

[8]杨铭，李若鲲，王静，文丽娟.核电厂定期试验管理体系的建立[J].科技视界，2016：252，280.

[9]陈妍.核电厂定期试验监督管理改进[J].科技视界，2017：306-307.