福清核電廠核島輻射控制區(qū)出入口改造與優(yōu)化

楊威

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

為防止放射性污染擴(kuò)散，便于輻射防護(hù)管理和職業(yè)照射控制，減少核電廠工作人員的受照劑量，核電廠通常將廠區(qū)工作場(chǎng)所劃分為輻射控制區(qū)與非控制區(qū)[1]，核島輻射控制區(qū)（以下簡(jiǎn)稱RCA）出入口是RCA與非RCA的重要邊界區(qū)域，也是輻射防護(hù)人員開展現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)輻射防護(hù)工作和活動(dòng)的支點(diǎn)，主要承擔(dān)人員進(jìn)出控制、輻射污染控制、個(gè)人劑量控制、便攜式監(jiān)測(cè)儀表及防護(hù)物資發(fā)放等重要工作。另外，對(duì)于進(jìn)入RCA的工作人員來說，出入口的管理和服務(wù)也是影響工作人員心理和工作狀態(tài)的重要因素。一個(gè)合理的RCV出入口設(shè)計(jì)必須在滿足控制管理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)提供服務(wù)、支持的功能。

綜合國內(nèi)其他核電廠的運(yùn)行和管理經(jīng)驗(yàn)，為了使RCA出入口空間布局更合理、功能設(shè)置更完善，達(dá)到人員進(jìn)出方便、快捷，利于輻射防護(hù)控制和管理的目的，福清核電廠對(duì)機(jī)組RCA出入口進(jìn)行了設(shè)計(jì)變更和優(yōu)化改造。同時(shí)受M310堆型成熟和固化的廠房結(jié)構(gòu)限制，一些更優(yōu)化的設(shè)計(jì)理念在改造過程中未能充分實(shí)施，在此一并提出，為今后先進(jìn)壓水堆核電站RCA出入口設(shè)計(jì)提供參考。

1 RCA出入口的組成和功能

國內(nèi)核電廠堆型較多，總體布置結(jié)構(gòu)不一，因此，RCA出入口房間布局相差甚遠(yuǎn)，無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求和國內(nèi)運(yùn)行核電廠的實(shí)際情況，RCA出入口設(shè)計(jì)需滿足以下組成及功能要求。

1.1 RCA出入口的組成

控制區(qū)出入口主要由冷更衣室、熱更衣室、防護(hù)物資存放室和輻射防護(hù)值班室等組成。冷更衣室是進(jìn)入控制區(qū)前用于脫去個(gè)人便裝、存放個(gè)人衣物等物品的區(qū)域，該區(qū)域一般根據(jù)需要設(shè)有衛(wèi)生間、淋浴間等設(shè)施。熱更衣室是控制區(qū)內(nèi)穿戴或脫下基本防護(hù)衣具以及人員去污的區(qū)域。防護(hù)物資存放室是用于存放防護(hù)物資、便攜式監(jiān)測(cè)儀表、應(yīng)急物資等的場(chǎng)所。輻射防護(hù)值班室為輻射防護(hù)工作人員提供辦公場(chǎng)所，以控制和管理人員進(jìn)出RCA，并對(duì)RCA內(nèi)的活動(dòng)進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)督，以避免和減少輻射照射可能對(duì)核電廠人員帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 RCA出入口的功能

在核電廠中設(shè)置的RCA出入口必須滿足如下基本功能要求[2]：（1）控制和管理進(jìn)出RCA的人員，防止未經(jīng)輻射工作授權(quán)的人員進(jìn)入RCA，并能夠?qū)崟r(shí)提供RCA內(nèi)的人員信息；（2）為人員提供場(chǎng)所和物品，以完成人員進(jìn)入RCA作業(yè)前的必要準(zhǔn)備；（3）監(jiān)測(cè)離開RCA人員和隨身攜帶物品（如工作文件、個(gè)人劑量計(jì)和小工具等）的放射性污染狀況；（4）通過個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表讀出裝置獲取離開RCA人員的單次受照劑量信息；（5）對(duì)被污染的人員和小物品進(jìn)行處理，從而防止RCA內(nèi)的放射性物質(zhì)擴(kuò)散到RCA以外的區(qū)域，保障人員與環(huán)境的安全。

2 RCA出入口的基本設(shè)備

2.1 用于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)和管理的設(shè)備

RCA出入口中用于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)和管理的設(shè)備主要有讀卡器、門禁設(shè)備、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表、劑量讀出器等，其主要功能為[3]：（1）識(shí)別進(jìn)入RCA的人員身份，只有被授權(quán)的人員才能獲準(zhǔn)進(jìn)入RCA；（2）向進(jìn)入RCA的人員發(fā)放個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表（如直讀式電子個(gè)人劑量計(jì)和熱釋光劑量計(jì)）；（3）記錄進(jìn)入RCA的人員姓名、單位、進(jìn)出時(shí)間、單次累計(jì)劑量及其他指定數(shù)據(jù)，并為工作人員建立個(gè)人劑量數(shù)據(jù)庫[4]。

2.2 門框式γ污染監(jiān)測(cè)儀

該監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)通過該門人員的γ輻射，也稱為C1門。通常，C1門布置在RCA與熱更衣室之間，離開RCA的人員首先要通過C1門。當(dāng)基本防護(hù)衣具的表面污染超過控制水平時(shí)，工作人員需脫下污染的防護(hù)衣具再進(jìn)入C1監(jiān)測(cè)。當(dāng)測(cè)量值低于設(shè)定控制水平時(shí)，出口門會(huì)自動(dòng)打開，準(zhǔn)許人員進(jìn)入熱更衣室。

2.3 全身表面污染β監(jiān)測(cè)儀

該監(jiān)測(cè)儀用于監(jiān)測(cè)通過該門人員的身體表面β輻射，也稱為C2。通常，C2門布置在RCA出入口的熱更衣室與冷更衣室之間。離開RCA的人員需在熱更衣室脫去防護(hù)衣具后，進(jìn)入C2門監(jiān)測(cè)。當(dāng)人員的身體表面污染超過控制水平時(shí)，需退回到熱更衣室的去污間進(jìn)行去污。當(dāng)測(cè)量值低于控制水平時(shí)，出口門會(huì)自動(dòng)打開，準(zhǔn)許人員進(jìn)入冷更衣室穿上便裝，離開RCA。

2.4 小物品污染檢測(cè)儀

該設(shè)備用于監(jiān)測(cè)離開RCA人員隨身攜帶的小物品（如工作文件、個(gè)人劑量計(jì)和小工具等）的放射性污染狀況，防止小物品將放射性污染帶出RCA。

2.5 其他設(shè)備和器材

熱更衣室內(nèi)配置去污裝置；冷、熱更衣室內(nèi)配置更衣柜；輻射防護(hù)人員值班室配備相應(yīng)的辦公用品等。

3 RCA出入口改造原因

圖1 改造前RCA出入口設(shè)計(jì)及控制流程圖

福清核電廠1、2號(hào)機(jī)組RCA出入口的原設(shè)計(jì)是以嶺澳1期核電廠為參考，進(jìn)出RCA的人員都需經(jīng)過RCA出入口，其設(shè)計(jì)及控制流程見圖1所示。

人員進(jìn)入RCA的流程見圖1中黑色實(shí)線所示，首先進(jìn)入冷更衣室，到達(dá)劑量計(jì)、鑰匙發(fā)放臺(tái)處領(lǐng)取更衣柜鑰匙，脫下便裝；重新返回發(fā)放臺(tái)處領(lǐng)取個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表，并到門禁設(shè)備處進(jìn)行身份識(shí)別，關(guān)聯(lián)劑量監(jiān)測(cè)儀表和個(gè)人身份信息；通過門禁設(shè)備后，進(jìn)入熱更衣室，穿著基本輻射防護(hù)衣具；通過走廊進(jìn)入輻射工作場(chǎng)所，如需特殊防護(hù)器具（如鉛衣、呼吸面罩等）需進(jìn)入輻射防護(hù)值班室進(jìn)行領(lǐng)取。

人員離開RCA的流程見圖1中黑色虛線所示，首先從工作場(chǎng)所返回至C1門處進(jìn)行γ污染監(jiān)測(cè)，如無污染則通過C1門到達(dá)熱更衣室，脫去基本輻射防護(hù)衣具，對(duì)欲帶出控制區(qū)的小物件進(jìn)行放射性污染監(jiān)測(cè)；在C2門處進(jìn)行身體表面污染監(jiān)測(cè)，如污染水平高于控制值，需利用設(shè)置在熱更衣室的去污間進(jìn)行去污操作，如污染水平低于控制值可直接通過C2門；通過C2門后歸還個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀表，進(jìn)入冷更衣室，穿上便裝離開RCA出入口。

根據(jù)運(yùn)行核電廠的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)反饋，原設(shè)計(jì)還存在一些不足和可完善之處，主要表現(xiàn)在：

（1）房間面積分配不合理。冷更衣室內(nèi)功能區(qū)房間面積分配不合理：冷更衣室面積約為260m2，其中冷更衣室內(nèi)淋浴間和衛(wèi)生間占用約100m2，冷更衣室更衣區(qū)按照200人使用量進(jìn)行設(shè)計(jì)，不滿足雙堆機(jī)組一臺(tái)機(jī)組大修單次最大進(jìn)出人員數(shù)量的需求，參考電站、同類型機(jī)組電站按照單次最大進(jìn)出500人需求進(jìn)行設(shè)計(jì)；輻射防護(hù)值班室面積約為40m2，其內(nèi)部的兩個(gè)隔間面積均約為2m2，過于狹小無使用價(jià)值。

參觀通道設(shè)置不合理：面積約為10m2，占用了熱更衣室房間面積；女通道面積約為30m2，按照10人使用量進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于放射性洗衣房設(shè)置在核島廠房?jī)?nèi)，工作人員多數(shù)為女性，不能滿足機(jī)組正常及大修時(shí)進(jìn)出人數(shù)最大20人的需求。

（2）房間布局不合理。污染衣物間布置在C1門里側(cè)并距離較遠(yuǎn)，如衣物監(jiān)測(cè)出現(xiàn)污染，不便于收集處置；辦公室、去污淋浴間布置在人員退出通道上，易造成人員退出時(shí)擁堵。

（3）功能房間缺失。缺少防護(hù)物資存放室，防護(hù)物資、便攜式監(jiān)測(cè)儀表等無存放地點(diǎn)；女通道缺少衛(wèi)生間及去污淋浴間。

（4）交叉污染。熱更衣室內(nèi)，穿戴和脫掉基本輻射防護(hù)衣具位于同一區(qū)域，無法有效地阻止進(jìn)出人員之間流動(dòng)，可能帶來潛在的交叉污染風(fēng)險(xiǎn)；去污間與去污淋浴間存在人員流動(dòng)，易造成二者之間區(qū)域交叉污染。

4 RCA出入口改造實(shí)施

圖2 改造后RCA出入口布局及控制流程圖

為使人員進(jìn)出RCA出入口方便、快捷，同時(shí)利于輻射防護(hù)人員控制和管理，對(duì)RCA出入口的有限空間需要進(jìn)行合理細(xì)化?；赗CA出入口的合理使用、便于嚴(yán)格控制和實(shí)現(xiàn)安全功能的原則，針對(duì)原設(shè)計(jì)不足之處，提出了較為合理、經(jīng)濟(jì)、可行的改造方案，改造后的RCA出入口布局及控制流程見圖2所示。改造主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

4.1 布局改造

（1）調(diào)整房間面積。對(duì)冷更衣室內(nèi)的淋浴間和衛(wèi)生間進(jìn)行合并，減少淋浴隔間數(shù)量，由于淋浴間污水排放到電站污水系統(tǒng)（非放射性系統(tǒng)），人員在淋浴后會(huì)造成冷更衣間地面濕滑，不提倡人員在RCA與非RCA過渡區(qū)域淋浴；取消輻射防護(hù)值班室內(nèi)的兩個(gè)隔間，同時(shí)將值班室通往輻射控制區(qū)的門洞更改為窗口，利于污染控制和防護(hù)物資的發(fā)放；取消參觀通道，嚴(yán)格按照RCA進(jìn)出流程進(jìn)出RCA，避免RCA邊界失控，放射性物質(zhì)擴(kuò)散到非RCA；對(duì)女通道進(jìn)行擴(kuò)大，防止人員進(jìn)出時(shí)擁堵。

（2）調(diào)整房間布局。更改污染衣物間位置，布置在C1門旁邊；取消辦公室，將去污間與去污淋浴間進(jìn)行合并，保證人員退出通道開闊，避免人員在退出時(shí)出現(xiàn)擁堵等問題。

（3）增設(shè)功能房間。增設(shè)防護(hù)物資存放室，布置在輻射防護(hù)值班室旁，方便值班人員取用發(fā)放；女通道增設(shè)衛(wèi)生間及去污淋浴間；將劑量計(jì)、鑰匙發(fā)放臺(tái)分開，在冷更衣間增設(shè)鑰匙發(fā)放臺(tái)，便于對(duì)鑰匙發(fā)放與回收的管理，同時(shí)保證人員財(cái)產(chǎn)安全。

（4）隔離交叉污染區(qū)域。在熱更衣室穿戴與脫掉基本輻射防護(hù)衣具之間區(qū)域設(shè)置安全帽架進(jìn)行隔離，避免存在交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)；去污間與去污淋浴間合并后也避免了交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 辦公環(huán)境美觀優(yōu)化

RCA出入口原設(shè)計(jì)中，未對(duì)內(nèi)部房間進(jìn)行精裝修，墻面、地面采用油漆涂刷，頂棚未作處理。由于RCA出入口內(nèi)房間墻面、頂棚存在電纜、管道等設(shè)備設(shè)施，房間內(nèi)部整體環(huán)境較差，且考慮人員辦公及進(jìn)出過程中的舒適感，對(duì)RCA出入口進(jìn)行了美觀優(yōu)化。主要對(duì)地面、墻面、頂棚進(jìn)行精裝修，在裝修過程中需注意：

（1）頂棚裝修時(shí)，吊頂高度需充分考慮管道等高度，將吊頂標(biāo)高設(shè)置同一高度；

（2）墻面、地面裝修材料要充分考慮房間功能性，如去污間采用油漆便于污染去污、衛(wèi)生間采用防滑地磚防止人員滑倒等；

（3）在裝修時(shí)，如存在地漏、墻面管線等，需將地漏口位置做好美化處理，將墻面管線包裹在墻面裝修材料內(nèi)。

5 進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)建議

RCA出入口改造旨在依靠更加合理的布局，達(dá)到RCA出入口的有效控制（進(jìn)出、邊界、污染、劑量控制等），在現(xiàn)有條件下最大程度的優(yōu)化生產(chǎn)人員的工作環(huán)境，保障人員工作安全。如何更好地為現(xiàn)場(chǎng)工作人員提供便捷、優(yōu)質(zhì)、安全的服務(wù)是我們?cè)赗CA出入口設(shè)計(jì)時(shí)的側(cè)重點(diǎn)，更是我們輻射防護(hù)人員日常工作的重心。因此基于以上設(shè)計(jì)理念，同時(shí)綜合考慮改造實(shí)施的可行性及經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)一步提出以下兩點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)建議：

（1）值班室開放式設(shè)計(jì)。為緩解人員在封閉辦公場(chǎng)所的壓抑感，RCA出入口空間布局應(yīng)在區(qū)分功能區(qū)的前提下，增強(qiáng)空間的整體感，達(dá)到空間視覺的開闊性。本著合理利用出入口有限空間的原則，使RCA出入口具有足夠的空間視覺感，同時(shí)使人員在辦公場(chǎng)所具有足夠的舒適感與歸屬感，對(duì)人員辦公場(chǎng)所采用開放式設(shè)計(jì)。如RCA出入口內(nèi)的輻射防護(hù)值班室等人員辦公場(chǎng)所，采用半高墻體或圍欄等方式進(jìn)行規(guī)劃，達(dá)到空間視覺的開闊性，同時(shí)確保了對(duì)進(jìn)出RCA出入口人員的全程監(jiān)督。

（2）進(jìn)出分流。為使人員進(jìn)出RCA出入口方便、快捷，避免出現(xiàn)擁堵、混亂的局面，對(duì)人員進(jìn)出通道進(jìn)行分開規(guī)劃，既人員進(jìn)入和退出路線不交叉，又達(dá)到人員分流的目的。通過進(jìn)出分流，能夠有效地防止了人員在進(jìn)出過程中交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)，使人員在進(jìn)出控制、污染控制等方面得到較好地保證。

6 結(jié)語

通過RCA出入口的改造，達(dá)到了對(duì)RCA出入口有限空間的合理布局，較好地滿足最終使用和管理要求。在理論和實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，充分考慮人員的工作感受，提出先進(jìn)的開放式設(shè)計(jì)理念，努力實(shí)現(xiàn)RCA出入口空間布置、人流組織、設(shè)備配置和管理需求等各方面的最優(yōu)化，為今后先進(jìn)壓水堆核電站RCA出入口設(shè)計(jì)提供參考。