WWER1000堆型臥式蒸汽發(fā)生器解體檢修輻射防護(hù)實(shí)踐

溫小鋒

[摘要]田灣核電站1、2號(hào)機(jī)組蒸汽發(fā)生器為WWER1000堆型臥式蒸汽發(fā)生器，它由容器、傳熱面、一回路冷卻劑集流管、主給水分配裝置、應(yīng)急給水分配裝置、蒸汽分離孔板和水下均汽板等部件組成。文章重點(diǎn)對(duì)WWER1000堆型蒸汽發(fā)生器解體檢修的輻射防護(hù)實(shí)踐進(jìn)行介紹，對(duì)田灣核電站歷次大修現(xiàn)場(chǎng)輻射水平及集體劑量情況進(jìn)行分析，并提出后續(xù)的優(yōu)化方向。

[關(guān)鍵詞]臥式蒸汽發(fā)生器；解體檢修；輻射防護(hù)；最優(yōu)化

0前言

在田灣核電站（TNPS）歷次大修中，需對(duì)臥式蒸汽發(fā)生器（以下簡(jiǎn)稱：蒸汽發(fā)生器）進(jìn)行解體檢修，對(duì)蒸汽發(fā)生器解體檢修的輻射防護(hù)，可分為準(zhǔn)備階段、檢修階段、總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)反饋階段。其中準(zhǔn)備階段主要基于蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)、檢修步驟、歷次大修經(jīng)驗(yàn)等做好風(fēng)險(xiǎn)分析并制定防護(hù)措施，準(zhǔn)備相應(yīng)的文件、監(jiān)測(cè)設(shè)備，以及人員培訓(xùn)；檢修階段主要監(jiān)督具體防護(hù)措施的實(shí)施；總結(jié)、反饋階段主要針對(duì)大修執(zhí)行過程存在的不足或良好的實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，以進(jìn)一步優(yōu)化輻射防護(hù)措施。

1蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)及檢修步驟簡(jiǎn)介

1.1蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)

蒸汽發(fā)生器由本體、蒸汽母管、支承裝置、液壓阻尼器等，其中本體由殼體、傳熱管、一回路冷卻劑集流管、蒸汽孔板、水下均汽板等組成，其具體結(jié)構(gòu)見圖1。

1.2蒸汽發(fā)生器檢修步驟

主要的檢修步驟見表1。

2防護(hù)實(shí)踐

蒸汽發(fā)生器解體檢修的輻射防護(hù)包括前期準(zhǔn)備、具體檢修過程、總結(jié)及經(jīng)驗(yàn)反饋三個(gè)階段。

2.1前期準(zhǔn)備

根據(jù)蒸汽發(fā)生器解體檢修過程中存在的輻射風(fēng)險(xiǎn)及田灣核電站的實(shí)際情況，前期準(zhǔn)備工作包括以下幾個(gè)方面。

1）開展風(fēng)險(xiǎn)分析，編制《ALARA行動(dòng)單》及《輻射防護(hù)控制點(diǎn)檢查單》，明確各檢修步驟過程中人員具體防護(hù)要求；

2）工作組組織召開技術(shù)交流討論會(huì)，明確相關(guān)檢修方案和防護(hù)措施；開展進(jìn)出污染隔離區(qū)穿脫附加防護(hù)用品等輻射防護(hù)技能培訓(xùn)。

3）開工前，作業(yè)前組織召開工前會(huì)，對(duì)工作任務(wù)、分工和職責(zé)、存在的風(fēng)險(xiǎn)和注意事項(xiàng)進(jìn)行認(rèn)真的安排和部署：輻射防護(hù)人員根據(jù)以往檢修的輻射防護(hù)經(jīng)驗(yàn)反饋，強(qiáng)調(diào)具體防護(hù)要求及注意事項(xiàng)。

2.2具體檢修過程的輻射防護(hù)

2.2.1拆除集流管保溫層、開啟集流管二次側(cè)頂蓋

蒸汽發(fā)生器集流管一次側(cè)人孔開啟前，蒸汽發(fā)生器外照射和表面污染風(fēng)險(xiǎn)均較低，一般不需要采取任何附加防護(hù)措施。

2.2.2拆卸集流管一次側(cè)頂蓋

蒸汽發(fā)生器集流管內(nèi)具有較高的外照射、表面污染風(fēng)險(xiǎn)和潛在的空氣污染風(fēng)險(xiǎn)，且不排除存在輻射“熱粒子”的可能，因此拆卸一次側(cè)頂蓋過程中需做好輻射水平變化的監(jiān)測(cè)以及人員污染的防護(hù)（場(chǎng)所劑量率水平0.02-0.025mSv/h。表面污染水平最高大于儀表測(cè)量上限9999Bq/cm²）。

1）集流管一次側(cè)頂蓋拆卸前需建立污染隔離區(qū)并投入使用，田灣核電站蒸汽發(fā)生器檢修平臺(tái)位于反應(yīng)堆廠房29米標(biāo)高，為柵格板結(jié)構(gòu)，因此污染隔離區(qū)的布置需考慮作業(yè)過程中塑料布破損而導(dǎo)致污染擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。

2）拆卸一次側(cè)頂蓋前，進(jìn)入污染隔離區(qū)的人員均需按照要求穿好紙衣、塑料手套、塑料鞋套、氣面罩等附加防護(hù)用品。

3）一次側(cè)頂蓋拆卸過程中輻射防護(hù)人員應(yīng)實(shí)時(shí)關(guān)注場(chǎng)所劑量率的變化，拆卸后需使用便攜式空氣取樣器對(duì)集流管口的空氣污染水平進(jìn)行取樣測(cè)量，使用遠(yuǎn)距離劑量率測(cè)量?jī)x表對(duì)集流管內(nèi)輻射水平進(jìn)行測(cè)量。

4）一次側(cè)頂蓋主體具有較高的劑量率水平，拆卸完成后需存放在不增加周圍人員受照劑量的區(qū)域并采取屏蔽措施。

2.2.3集流管裝，拆堵板

為便于進(jìn)行蒸汽發(fā)生器傳熱管吹掃以及渦流檢查，需對(duì)集流管底部進(jìn)行堵板；堵板采用遠(yuǎn)距離長(zhǎng)桿操作的方式，但由于操作時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)集體劑量有一定的貢獻(xiàn)，需在作業(yè)前做好人員、工具的準(zhǔn)備，避免由于人員技能和工具等因素導(dǎo)致返工。

渦流檢查結(jié)束后，需將堵板拆除，拆除過程中需關(guān)注周圍場(chǎng)所劑量率的變化，避免堵板上附著輻射“熱粒子”，并做好污染防護(hù)措施以避免污染擴(kuò)散：拆卸后的堵板具有較高的污染并具有一定的外照射風(fēng)險(xiǎn)，需存放在不增加周圍人員受照劑量的區(qū)域并使用塑料布進(jìn)行包裹（裝拆堵板平均集體劑量約1.5-2man·mSv）。

2.2.4傳熱管吹掃

臥式蒸汽發(fā)生器由于無(wú)法通過降低水位的方式完全排出傳熱管內(nèi)的介質(zhì)，需對(duì)傳熱管實(shí)施吹掃以干燥傳熱管，以便于實(shí)施傳熱管的渦流檢查：歷次大修傳熱管吹掃采用2臺(tái)蒸汽發(fā)生器同時(shí)吹掃，每臺(tái)蒸汽發(fā)生器設(shè)置一臺(tái)9000m³的送風(fēng)機(jī)，通過軟布袋分多次吹掃，排風(fēng)接人反應(yīng)堆廠房維修應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)。

1）吹掃前，需實(shí)施人員清場(chǎng)，封閉反應(yīng)堆廠房。

2）吹掃過程中輻射防護(hù)人員測(cè)量檢修平臺(tái)和周圍的空氣污染水平、場(chǎng)所劑量率水平，觀察在線放射性監(jiān)測(cè)通道的數(shù)值變化，確定輻射狀態(tài)無(wú)異常后才允許對(duì)反應(yīng)堆廠房實(shí)施解控允許人員進(jìn)入作業(yè)。

3）吹掃作業(yè)結(jié)束后，吹掃使用的臨時(shí)風(fēng)管、布袋均存在較高的松散放射性污染，需做好污染防護(hù)措施。

2.2.5傳熱管渦流檢查及堵管

蒸汽發(fā)生器傳熱管渦流檢查是檢查傳熱管的狀態(tài)，為是否進(jìn)行傳熱管堵管提供判斷依據(jù)：傳熱管的堵管采取機(jī)械堵管的方式，作業(yè)人員在檢修平臺(tái)進(jìn)行操作，不需要進(jìn)入集流管內(nèi)部。

1）傳熱管渦流檢查或堵管人員需穿戴紙衣、氣面罩、塑料手套、塑料鞋套等附加防護(hù)用品。

2）渦流檢查設(shè)備的輻射水平隨工作時(shí)間逐步上升，為降低人員受照劑量要求工作人員定期清潔渦流設(shè)備：渦流探傷過程中，存在探頭損壞現(xiàn)象，對(duì)損壞的探頭需及時(shí)轉(zhuǎn)移，以降低人員受照劑量。

3）渦流檢查或堵管設(shè)備吊出集流管時(shí)需密切關(guān)注場(chǎng)所劑量率的變化，同時(shí)采取污染防護(hù)措施避免污染擴(kuò)散。吊出設(shè)備時(shí)使用遠(yuǎn)距離儀表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)將探頭用塑料布進(jìn)行包裹，防止污染工作人員和地面。

4）渦流檢查作業(yè)人員受照劑量歷次大修占集體劑量的33%-50%，因此需重點(diǎn)做好渦流檢查人員集體劑量的控制。

2.2.6二次側(cè)相關(guān)作業(yè)

蒸汽發(fā)生器二次側(cè)屬于二回路，受傳熱管影響具有較高的外照射風(fēng)險(xiǎn)，集流管周圍場(chǎng)所劑量率可達(dá)1-2mSv/h：為降低進(jìn)入人員受照劑量，需做好作業(yè)前的工作準(zhǔn)備、提高作業(yè)人員的技能、優(yōu)化作業(yè)流程以減少滯留時(shí)間，同時(shí)對(duì)單人單次進(jìn)入時(shí)間實(shí)施控制。

為避免造成二次側(cè)污染，要求進(jìn)入二次側(cè)的工作人員穿戴干凈的附加防護(hù)用品，并做好附加防護(hù)用品和工具的污染監(jiān)測(cè)，確認(rèn)無(wú)污染后才允許進(jìn)入。

2.2.7集流管內(nèi)作業(yè)的輻射防護(hù)

為對(duì)集流管進(jìn)行在役檢查及處理，需要進(jìn)入集流管內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。集流管內(nèi)具有較高的輻射水平，接觸劑量率最高可達(dá)6-7mSv/h，作業(yè)位置空間狹窄，存在內(nèi)照射和表面污染風(fēng)險(xiǎn)：歷次大修根據(jù)集流管內(nèi)濕度的大小分別采取氣衣（高濕度時(shí)）或防水紙衣、氣面罩、高邦塑料鞋套、塑料手套的防護(hù)方式，并控制單人單次作業(yè)時(shí)間，取得了較好的效果，人員受照劑量處于可控狀態(tài)，未出現(xiàn)人員污染現(xiàn)象。

2.2.8場(chǎng)地清理

場(chǎng)地清理過程中主要的輻射風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自于污染的塑料布拆除過程中的松散放射性污染風(fēng)險(xiǎn)以及塑料布抖動(dòng)產(chǎn)生放射性粉塵的吸入（污染的塑料布約150-200Bq/cm²），對(duì)人員的防護(hù)，一般采取佩戴過濾式面罩、紙衣、塑料手套和鞋套等措施。

2.3總結(jié)及經(jīng)驗(yàn)反饋

總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)反饋為降低集體劑量、防止人員污染、減少放射性廢物有重要的意義：作業(yè)結(jié)束后，需及時(shí)進(jìn)行總結(jié)和反饋，尤其是檢修過程中的良好實(shí)踐和存在的不足，為進(jìn)一步優(yōu)化流程、降低集體、避免人員污染等提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

3現(xiàn)場(chǎng)輻射水平及歷次大修集體劑量分析

3.1現(xiàn)場(chǎng)輻射水平分析

3.1.1場(chǎng)所劑量率水平

田灣核電站1、2號(hào)機(jī)組歷次大修1-4號(hào)蒸汽發(fā)生器集流管內(nèi)平均場(chǎng)所劑量率、接觸劑量率以及二次側(cè)場(chǎng)所劑量率平均值見圖2、3、4；通過圖2、3、4，可看出1號(hào)機(jī)組蒸汽發(fā)生器集流管內(nèi)場(chǎng)所劑量率、接觸劑量率，以及二次側(cè)內(nèi)場(chǎng)所劑量率平均水平略高于2號(hào)機(jī)組：根據(jù)集流管內(nèi)場(chǎng)所劑量率水平可以發(fā)現(xiàn)，整體輻射水平隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加逐步呈上升趨勢(shì)：集流管內(nèi)接觸劑量率以及二次側(cè)內(nèi)場(chǎng)所劑量率水平除個(gè)別大修偏高外，整體呈逐年上升趨勢(shì)：此外，可以發(fā)現(xiàn)輻射水平的上升速率隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加在逐步降低，說(shuō)明蒸汽發(fā)生器的輻射水平隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加將逐步趨于平衡。

蒸汽發(fā)生器的主要檢修位置位于集流管內(nèi)部、周邊和二次側(cè)內(nèi)部集流管周圍，所以集流管的劑量率水平直接影響集體劑量的貢獻(xiàn)和對(duì)工作人員的輻射影響，輻射防護(hù)的重點(diǎn)針對(duì)集流管輻射水平針對(duì)性的采取相對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施，以最優(yōu)化的方式降低對(duì)人員的輻射影響，歷次大修集流管內(nèi)的作業(yè)的集體劑量貢獻(xiàn)占該設(shè)備檢修總值的85%以上。

3.1.2表面污染水平

集流管內(nèi)具有較高的松散污染，約500-9999Bq/cm²，正常情況下作業(yè)人員不需要進(jìn)入集流管內(nèi)部，可不考慮對(duì)表面污染的防護(hù)：但是在對(duì)傳熱管進(jìn)行渦流檢查期間，渦流檢查探頭將傳熱管內(nèi)的高污染帶至檢修平臺(tái)，需做好人員的污染防護(hù)。

3.1.3空氣污染水平

歷次大修蒸汽發(fā)生器一次側(cè)解密封后，都對(duì)集流管口進(jìn)行空氣取樣，測(cè)量結(jié)果均低于儀表探測(cè)下限（<1Bq/m³）；因此，在傳熱管渦流檢查前一般不需要采取空氣污染防護(hù)措施。

歷次大修蒸汽發(fā)生器傳熱管吹掃期間，定期對(duì)檢修平臺(tái)和周圍區(qū)域進(jìn)行空氣污染進(jìn)行取樣測(cè)量，T207大修期間因燃料氣密性喪失，空氣污染水平略有上升，吹掃過程采取過濾排放模式，防止檢修大廳空氣污染，其他大修期間污染水平均低于儀表探測(cè)下限。

渦流檢查過程中渦流設(shè)備將產(chǎn)生一定的放射性粉塵（氣溶膠），且其濃度較高（粉塵接觸劑量率最高可達(dá)1-2mSv/h），結(jié)合表面污染的防護(hù)，要求渦流探傷人員佩戴氣面罩進(jìn)行作業(yè)，并要求定期對(duì)沉積的粉塵進(jìn)行清理，避免由于通風(fēng)的波動(dòng)導(dǎo)致?lián)P起。

3.2歷次大修集體劑量情況

田灣核電站1、2號(hào)機(jī)組歷次大修蒸汽發(fā)生器檢修集體劑量總體控制情況良好，集體劑量及最大個(gè)人受照劑量值均低于管理目標(biāo)值，未出現(xiàn)人員超劑量照射，

T101大修集體劑量明顯高于其他大修，因?yàn)楸敬未笮迣?duì)4臺(tái)蒸汽發(fā)生器解除一次側(cè)和二次測(cè)密封后進(jìn)行100%渦流檢查，而其他大修都是對(duì)兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器整體進(jìn)行解體檢修。

集體劑量逐步處于整體下降的態(tài)勢(shì)，主要是從：檢修工作技術(shù)改進(jìn)，檢修設(shè)備自動(dòng)化程度提高，檢修方案的不斷優(yōu)化，檢修隊(duì)伍的綜合能力不斷提高，輻射防護(hù)人員監(jiān)督有效等方面不斷進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)反饋和改進(jìn)。歷次大修集體劑量見圖5。

4后續(xù)優(yōu)化方向

田灣核電站1、2號(hào)機(jī)組歷次大修蒸汽發(fā)生器解體檢修在集體劑量控制上取得了明顯的效果，但仍然有較大的優(yōu)化空間，需要后續(xù)進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)；例如：進(jìn)一步優(yōu)化二次側(cè)內(nèi)作業(yè)流程、檢修工藝，逐步采取自動(dòng)化工藝代替人為現(xiàn)場(chǎng)操作，減少人員滯留時(shí)間；進(jìn)一步提高作業(yè)人員集體劑量控制意識(shí)，提高人員技能，優(yōu)化作業(yè)班組人員組成，減少人員受照劑量：采用源項(xiàng)控制技術(shù)，降低設(shè)備輻射水平等。

5結(jié)束語(yǔ)

WWER1000堆型臥式蒸汽發(fā)生器屬于核電站一回路重要設(shè)備，其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜且存在一定的輻射風(fēng)險(xiǎn)，其解體檢修作業(yè)前需進(jìn)行充分的風(fēng)險(xiǎn)分析，制定相應(yīng)的防護(hù)措施，作業(yè)過程中嚴(yán)格執(zhí)行控制點(diǎn)文件要求，作業(yè)結(jié)束后需進(jìn)行總結(jié)并做好經(jīng)驗(yàn)反饋工作。

歷次大修蒸汽發(fā)生器各輻射防護(hù)指標(biāo)和輻射參數(shù)均處于預(yù)期水平，并在不斷總結(jié)、優(yōu)化的基礎(chǔ)取得較好的成績(jī)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)唯一臥式蒸汽發(fā)生器解體檢修輻射防護(hù)經(jīng)驗(yàn)的空白：但仍存在一定的提升空間，需通過總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)反饋，在以后的工作中不斷改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)蒸汽發(fā)生器解體檢修輻射防護(hù)的最優(yōu)化。

[責(zé)任編輯：王偉平]