1、1 摘 要 核电站 辐射监测系统是与核电站运行工况直接相关的重要系统， 它 接受来自固定辐射探测仪表的数据，这些探测仪表监测和控制穿过不同屏障的放射性传输，测量向环境的放射性排放，监测核电厂的内部辐射及污染水平。 辐射监测系统是确保核安全的重要设施， 核安全相关监测通道均与放射性物质屏蔽有关，主要是通过测量放射性参数连续监视某道屏障的完整性以保护人员。 大亚湾核电站辐射监测系统采用的 是法国 MGPI 公司在上世纪六、七十年代设计的第一代产品， 于 1991 年投入运行。 大亚湾核电站 辐射监测系统 投入运行以来，各种缺陷和故障便 频繁发生，虽然经过运行人员以及设备厂家的不断努力，部分故障得以
2、消除，但许多故障仍然难以避免地持续发生，无法根除，这些故障和误报警对于电厂的运行造成了很大的干扰。随着数字化时代的到来，法国 MGPI公司 已采用数字化测量技术对其产品进行了全面的升级换代， 第一代设备的部分关键备件 已停止生产 和 供应，其他备件也 有 计划 的逐步地 停止生产 和 供应 。现在大亚湾 核 电站的 辐射监测系统 设备所用的元器件 大 多 数 在市场上已无处购买， 库存 备件 也已 储备不足， 即将 面临备品备件断货的风险。 为了彻底解决辐射监测系统现存的问题，大亚湾核电站开 始辐射监测系统整体改造项目的进程。但是， 运行机组进行 辐射监测系统 的整体 改造， 大亚湾是第一次，
3、国内也是第一次。国内运行电站和在建电站的辐射监测系统的组成基本一致，但是每个电站辐射监测系统的结构各不相同。如何设计一个最符合大亚湾核电站辐射监测系统的改造方案，它在可用性、安全性、经济性这三个方面应该是最优化的。 通过对国内在役核电站和新建辐射监测系统结构的调研，结合大亚湾核电站、岭澳一期核电站辐射监测系统的运行维护经验，本文提出了一个改造方案，能够使辐射监测系统在改造后运行的既稳定又可靠，还能节省运行和维 护经费。 关键字 ： 辐射监测系统、改造、方案 2 Abstract The nuclear power station radioactivity monitoring system
4、is very important system to the nuclear power station running state. It acquisitioned data from the fixed radioactivity monitoring instrument. This monitor instrument monition and control the activity transmit which penetrated different shielding and measure the activity outlet to the environment an
5、d monitor the nuclear power station inner radioactivity and contamination lever. The radioactivity monitor system is important establishment for ensure the nuclear security, the nuclear security related monitor channel is correlatively with the radioactivity shield material, it protect the person wh
6、ich continue measure the radioactivity parameter and monitoring one of the channels shielding integrality by the way. The DAYA Bar nuclear power-station radioactivity monitoring system adopt with product which the France MGPI company designed the 1st in 1960s1970s, and it was running in 1991. There
7、always have many malfunction and deficiency with The DAYA Bar nuclear power-station radioactivity monitoring system. The operator and the manufacture do their best to eliminate many fault, but there still have many malfunction can not eliminate and continue befallen, no way to eradicating. These fau
8、lt and misalarm have a great of disturb to the power station operating along with the digital era coming, the France MGPI company have already adopt the digital measurement technology to upgrade to its all of product, so the first part of product and important spare assemble is ceased product and pr
9、oviding. And the other assemble will cease product and providing as the schedule. The most of component which the DAYA bar nuclear power-station radioactivity monitoring system used can not order in the market and the spare assemble of the warehouse is lack, it will faced the hazard of the assemble
10、can not order. In order to quite dissolve the exist problem, the DAYA Bar nuclear power station already commencing reconstruct the proceeding of the radioactivity monitoring system. But the operating system integrity reconstruction of the radioactivity monitoring system, which is the first time to t
11、he DAYA Bar nuclear power station and the national nuclear power operation station. The national nuclear power station 3 radioactivity monitoring system are same with other building nuclear power stations, but there are different with each power station construction. The optimistical reconstruct sch
12、eme of the DAYA Bar nuclear power station is as low as reasonably achievable with utility and security and economical. Though the investigation of the national operating nuclear power station and the building nuclear power station, and combinative with the operation and maintenance experience of The
13、 DAYA Bar nuclear power station and LINGAO nuclear power station radioactivity monitoring system, there propose the scheme of reconstruction, it can enable ensure the radioactivity monitoring system running stabilization and the reliability after reconstruction ,and it can saving the outlay of the o
14、perating and maintenance. Keywords： the radioactivity monitoring system. Reconstruct. Scheme 4 1 引言 大亚湾核电站 位于深圳市东部大亚湾畔 ， 是我国大陆第一座百万千瓦级大型商用核电站， 按照 “ 高起点起步，引进、消化、吸收、创新 ” 和 “ 借贷建设、售电还钱、合资经营 ” 的方针，主体工程于 1987 年 8 月开工， 1994 年 5 月 6 日全面建成投入商业运行，拥有两台装机容量为 98.4 万千瓦的压水堆核电机组。大亚湾核电站年发电能力近 150 亿千瓦时， 70%输送到香港，占香港
15、用电量的约25，为香港 的繁荣稳定作出了贡献。 通过核能发电，使得广东和香港两地每年减少燃煤消耗 370 万吨，从而大大减少了导致 “ 温室效应 ” 和酸雨的气体年度排放量，包括二氧化碳排放 900 万吨、二氧化硫排放 17 万吨、一氧化氮 3 万吨，以及空气中的尘埃数千吨。 大亚湾核电站投产以来已连续安全运行 14 年，各项经济运行指标达到国际先进水平， 获得了在美国出版的国际电力杂志评选的 “1994 年电厂大奖 ” ，成为全世界 5 个获奖电站之一，也是我国唯一获得这一殊荣的核电站。 经过持续技术改进，与投产初期相比，机组年发电量已由可研报告的 100 亿千瓦时提高到目前的 150 亿千
16、瓦时。 2008 年 7 月，大亚湾核电站完成全部基建贷款本息的还付工作，共累计偿还贷款本息 56.74 亿美元。截止 2008 年 8 月 31 日，大亚湾核电站 1 号机组实现安全运行 2233 天，创造国内核电站单机组安全运行最高纪录。自 2002 年 1 月 12 日以来，该机组连续四个燃料循环无非计划自动停堆，目前该纪录仍在延续。 核电站 辐射监测系统是与核电站运行工况直接相关的重要系统， 辐射监测系统 的 改造 应在 保证原有设计功能 的基础上 ， 采用 稳定、可靠、先进的辐射监测设备和 信息管理系统 ， 提 升 辐射监测系统 的整体 运行 状态 。 研究一 个 改造方案，能够使辐
17、射监测系统运行的既稳定又可靠 ， 还 可 以 节省运行 和 维护 经 费 ，这个改造方案 是 本文所要解决的问题 。 2 辐射监测系统 （ KRT） 概述 2.1 KRT 系统的功能 KRT 系统是与电厂运行工况直接相关的辐射防护监测系统，它执行以下四种5 功能： 防止核电站工作人员受到高剂量照射。 通过 两种 监测手段对控制区有关区域进行 剂量率、中子剂量率的监测，避免工作人员受到高剂量照射： 利用固定式 KRT 通道对风险较大的场所进行连续监测；利用便携式 KRT 仪表对控制区进行定期巡测 防止核电站周围的居民（公众）受照。 除非 发生了严重事故导致安全壳局部破裂，一般放射性流出物只是经过
18、预先设计的少数排放路径，往环境排放。居民受照主要来自流出物排放的放射性，为保护居民免受照射， KRT 系统要监测排放的流出物，确保污染水平不超过管理部门设定的限值。流出物包括：气体流出物、液体流出物。 屏障完整性有效性的监测。 核电厂三大屏障的完整性和有效性并不是永久的或完善的。某种屏障自身会慢慢的或偶然的失效，但也并不意味着立刻会产生严重的危害。因此， KRT 系统对屏障完整性有效性的监测有着重要的意义。 为保护工作人员或公众而启动自动的安全措施。 这些安全措施均以 KRT 系统提供的监测数据为基础，导致隔离系统阀门关闭或改变通风系统的管路（如经碘过滤器后再排放）。 KRT 系统不是安全相关
19、系统。该系统的功能是保证放射性水平符合正常的运行水平。不过某些 KRT 测量通道能够帮助操作人员监测放射性水平并分析事故的缘由。运行经验表明，在包括放射性物质溢出在内的许多意外事故中至少有一个KRT 测量通道会启动第一个报警。 2.2 KRT 系统的特点 连续监测； 快速响应； 能给出综合（全局）的报警信号； 不与实验室的测量混淆，实验室测量属精确测量； 能为辐射 安全分析提供信息。 6 2.3 KRT 系统的分类 根据不同的分类标准， KRT 系统有以下几种分类： 按照监测对象和功能， KRT 系统可分为两个子系统： 工艺和流出物监测系统； 区域和气载放射性监测系统。 按照机组进行分类， K
20、RT 系统可以分为若干组，其中： 34 个单机组测量通道能给出集中信息和就地显示信息； 12 个机组公用测量通道，也能给出集中和就地显示的信息； 2 个可移动的测量通道，无集中处理信息的功能。 按照通道电气特性和不同的布置进行分类，可分为下列一些标准通道： 气溶胶、碘和气体测量； 利用采 样室测量水中放射性活度； 从贮存罐或管道外部测量其中的放射性活度 ； 从管道外面测量 16N 的活度； 高湿度气体中活度的测量； 房间内 照射量率的测量； 主控室空气中放射性活度的测量； 事故后反应堆安全壳内空气中的放射性活度的测量； 通风管道中气体放射性活度的测量； 污水池（地坑） 放射性测量； 测量通风管
21、道中空气放射性的可移动装置； 通风管道中气溶胶、碘取样的可移动装置。 其中一部分测量通道，属于 “ 事故后监测系统 ” （ Post Accidental Monitoring System， PAMS ），满足 事故后 监 测的 某些设计 要求和 功能(KRT002/003/004MA， KRT032/033/034MA， KRT017/021MA， KRT022/023MA)。 大亚湾核电站 KRT 系统监测道 分 布 见图 2-1。 7 堆芯004MA003MA001MA023MA022MA净化单元RCV02BA007MASG1SG301FI010MACVIDVNRCV513MA514M
22、AETY101FI冷凝器016MA021MA017MADVNDVN烟囱033MA032MA034MASG2028MA008MA 009MA002MA501MA502MANB281核辅助厂房污水坑TEU01 BA509MA508MA511MA废物桶510MA512MATES废树脂罐014MA013MA换料机乏燃料水池012MA011MA反应堆水池换料机主控室018MA019MA051MA 052MA 053MA 054MA 055MA008PS 012PS 009PS 013PS 014PSSVA 01 BATEP TEU1STR 2STR505MA026MANA293REN 取样间005MA0
23、06MARRI 系列 A01/03 RFEASRENRRARCVEAS02/04 RFRRI 系列B01FI02FI01DE02DETEP08BA01BA015MA015MAEBAETY041MA036MA003BA001BA002BATER901MA003BA001BA002BASEL902MA图 2 1 大亚湾核电站 KRT 系统监测道布置示意图 8 2.4 KRT 系统回路和通道组件 KRT 系统的测量通道是由一些标准的部件（元件）所组成。根据每个通道的功用不同，有不同的组合。一般由探测子系统、集中处理子系统、信号子系统和继电器柜等组成。 图 2-2 KRT 系统测量示意图 图 2-2
24、是一个典型的集中控制测量通道的回路。其中： 探测器 探测放射性，并将所产生的信号传递给测量盒，对有些通道，还有附带的测试源，用以检查通道的报警动作和其他系统的自动动作。由于测量对象不同，各通道可能采用不同的探测元件，用于 KRT 系统的大致有三种类型：闪烁探测器，计数器，电离室。 测量盒将来自探测器的信号进行处理，然后送到处理模块（ INR），除此以外还给探测器提供高压。根据探测器类型的不同，有不同的测量盒与之配合。 测试源 探头 测量盒 接线盒 就地显示 报警盒 警报处理 单元 继电器 单元 KIT 信息 单元 KRT 监测系统 记录仪 显示器 打印 中央处理单元 二级报警 一级报警 数字率
25、表 集中控制柜 9 连结盒收集从测量盒，源试验和电气盒来的数据，将处理模块送来的 220V电源以变压器去耦。 就地显示盒安装在需要测量值的房间内，就地指示经过处理模块处理 过的信号测量值。 就地报警盒安装在需要测量值和报警信号的房间内，提供与处理模块相同的功能，就地显示信号测量值，并产生可听的声响报警和可视的灯光报警。 电气盒用于带有循环子系统的测量通道，提供对循环子系统的控制和监测，包括供电的通 /断，计时器，复位按钮，压力，流量，故障等信号数据的传送，灯光指示等。 处理模块（数字率表 INR）安装在集中控制柜内，用于启动电气通道，以便测量和处理由探测器提供的信号并产生模拟数字和开 关数据。
26、在处理模块上可以进行测量的数据显示，故障的显示，阈值的更改，内部参数的设置等操作。 集中 控制柜用于安装处理模块，不同通道的处理模块分散安装在不同的集中控制柜内。每个机柜有 220V 50Hz 连续供电电源，非 PAMS 机柜有 48V 连续供电电源。所有的 PAMS 机柜都有将 220V AC 变为 48V DC 的变压整流器，将 48V 供给机柜内部使用，并且还供给继电器电路以及电气盒使用。所有集中控制柜下方均有 2 排按键，蓝色按键用于阻止相应通道的报警输出，白色按键用于控制测试源以检查探测器。 由处理模块送出的信号分别送到 KSA 系统，主控室记录仪，中央计算机，KIT 系统和与具体通
27、道有联动关系的其他系统。 2.5 KRT 相关 系 统 KRT 系统与下列系统相互连接或与下列系统有关 ： APG：蒸汽发生器排污系统； CVI：冷凝器真空系统； DNX：正常照明系统； DVC：主控制室空调系统； DVK：核燃料厂房通风系统； DVN：核辅助厂房通风系统； 10 DVW：安全壳外盘穿件房间通风系统； EBA：安全壳换气通风系统； ETY：安全壳内大气监测系统； KIT：集中数据处理系统； KRG：集中控制模拟量机柜； KSA：报警处理系统； KSC：主控室； LTR：接地系统； RCV：化学容积控制系统； REN：核取样系统； RPE：核岛 排气疏水系统； RRI：设备冷却水系统； SAR：仪用压缩空气分配系统； SED：核岛除盐水分配系统； SEL：常规岛废液排放系统； SEP：饮用水系统； SVA：辅助蒸汽分配系统 TEG：废气处理系统； TER：废液排放系统； TEP：硼处理系统； TES：固体废物处理系统； VVP：主蒸汽系统； LCA：机组 48V 直流电源系统（系列 A/B）； LCC：机组解列用 48V 系统； LCD：公用 48V 直流电源系统； LLC/D：低压交流应急电源（ 380V）系统； LKS：低压交流电源系统； LNE： 220V 交流 电源系统； LNF： 220V 交流公用电源系统；
