阿爾及利亞B1B2項目放射性氣體輻射監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試與問題淺析

戴龍文　徐鵬程　周一東　李華　丁麗

摘要：放射性氣體輻射監(jiān)測系統(tǒng)是B1B2項目的重要改造系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)主要用于連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)堆在正常運行期間35個取樣點區(qū)域內(nèi)氣體的放射性活度。本次升級改造，實現(xiàn)了設(shè)備的升級換代和全面的數(shù)字化，通過冷態(tài)和帶核熱態(tài)調(diào)試，驗證了設(shè)計的可行性和設(shè)備的可靠性，并解決了一些調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：放射性氣體 輻射 監(jiān)測 調(diào)試 分析

Debugging and Problem Analysis of Radioactive Gases Radiation Monitoring System in Algeria B1B2 Project

DAI Longwen XU Pengcheng ZHOU Yidong LI Hua DING Li

（China Institute of Atomic Energy， Beijing， 102413 China）

Abstract： Radioactive gas radiation monitoring system is one of the important transformation systems of b1b2 project. The system is mainly used to continuously monitor the radioactivity of gas in 35 sampling points during normal operation of the reactor. Through the cold state and nuclear hot state debugging， the feasibility of the design and the reliability of the equipment are verified， and some problems found in the debugging process are solved.

Key Words： Radioactive gases; Radiation; Monitoring; Debugging; Analysis

1 序言

阿爾及利亞比林堆一座多功能重水反應(yīng)堆，由我國在八十年代援建。經(jīng)過多年的運行已經(jīng)無法適應(yīng)新的運行與應(yīng)用的要求，為此中阿兩國政府簽訂了相關(guān)協(xié)議對比林堆進行全面升級改造（簡稱B1B2項目）。

放射性氣體輻射監(jiān)測系統(tǒng)是B1B2項目的重要改造系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)主要用于連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)堆在正常運行期間35個取樣點區(qū)域內(nèi)氣溶膠的放射性活度，當被測量值超過預(yù)定值時，監(jiān)測儀輸出報警信號至輻射專用計算機進行聲、光報警，提示值班人員該房間氣體放射性活度過高，以便運行人員進行檢查^【1】。

2系統(tǒng)改造

系統(tǒng)改造不同于全新的新建系統(tǒng)，需要兼顧使用需要以及現(xiàn)場現(xiàn)有實際情況合理設(shè)計并改造。

2.1 改造后系統(tǒng)構(gòu)成

該系統(tǒng)主要由取樣回路、探測裝置、控制測量裝置組成^【2】。取樣回路包括電磁閥、過濾盒、抽氣泵等設(shè)備。探測裝置包括探測器及屏蔽室，控制測量裝置包括信號處理箱。探測器輸出信號至就地處理箱，經(jīng)處理后輸出數(shù)字信號送輻射防護專用計算機，輻射防護專用計算機也可以向就地處理箱發(fā)送指令（調(diào)整報警值、源檢等），同時向反應(yīng)堆監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送該監(jiān)測點的測量值。

2.2改造后系統(tǒng)測量原理

改造后新系統(tǒng)采用取樣管路通過抽氣泵抽取各個取樣點的氣溶膠空氣送入帶屏蔽的探測裝置，探測器測量總β放射性活度，探測器為差分電離室，其有效測量范圍：3.7×10³～ 3.7×10⁹Bq/m³，測量后的空氣進入排風系統(tǒng)后經(jīng)煙囪排入環(huán)境大氣^【3】。

由于舊的取樣系統(tǒng)采取的是8臺監(jiān)測儀，分別監(jiān)測8條取樣總管的放射性氣溶膠的放射性水平。每條總管又分別由1-5個房間的氣體支路匯合而來，每條支路均有一個電磁閥控制，8條總管上也有電磁閥控制，從而實現(xiàn)對35個房間的放射性氣體水平監(jiān)測，測量流程圖如圖1所示。

改造后的放射性氣體監(jiān)測系統(tǒng)分為自動巡檢和手動選擇測量兩種工作方式。通過計算機可對每個取樣扣的電磁閥進行自動和手動選擇，自動狀態(tài)下對每個取樣口進行輪巡監(jiān)測;切換到手動狀態(tài)，可手動點擊選擇需要監(jiān)測的取樣口，打開其電磁閥并關(guān)閉通道其它通道電磁閥，以針對某一區(qū)域空氣進行監(jiān)測。

3系統(tǒng)調(diào)試及問題解決

3.1 改造后系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試分為冷態(tài)調(diào)試和帶核熱態(tài)（反應(yīng)堆功率運行期間）調(diào)試。

冷態(tài)調(diào)試主要是驗證系統(tǒng)儀表探頭的探測效率是否有效、報警、通訊、顯示等功能是否正常，驗證電磁閥控制是否正常，冷態(tài)測試結(jié)果如表1所示。冷態(tài)測試使用的放射源為γ放射性源Cs-137，放射源活度為3.7MBq及37.4MBq，通過放射源對探頭進行校準^【4】，探頭的合格探測效率在（3.5～5.3）×10^-19A/Bq之間的說明探頭效率和測量功能正常^【5】。

探測效率Eff由以下公式計算得出：

其中： Press是探頭壓力值，mbar; Act是當前測試源活度值，Bq

Temp是探頭溫度值

反應(yīng)堆功率運行期間調(diào)試就是在真實開堆的環(huán)境中進一步檢驗監(jiān)測系統(tǒng)各項功能的穩(wěn)定性和可靠性。

放射性氣體輻射監(jiān)測系統(tǒng)滿功率72小時放射性水平實時測量趨勢圖如圖2所示，系統(tǒng)設(shè)備能較好的監(jiān)測各房間中的放射性氣體水平，與反應(yīng)堆運行情況。

3.2調(diào)試問題的解決

在放射性氣體輻射監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，通過分析查找原因，順利的解決了相關(guān)問題。

在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)R-003c監(jiān)測儀對放射源無響應(yīng)，后經(jīng)檢查為主板接線端焊錫脫落導(dǎo)致，處理后該監(jiān)測儀功能恢復(fù)正常。

放射性氣體監(jiān)測系統(tǒng)有自動巡檢和手動測量兩種工作方式，在手動測量模式下8個主取樣管路的主電磁閥容易在人工操作工作中容易誤觸鼠標而導(dǎo)致主電磁閥關(guān)閉，而影響設(shè)備的使用及壽命。未解決該問題，在電磁閥開關(guān)設(shè)置中將主管路8個主電磁閥設(shè)置為通電自動常開模式;在支路取樣過程中設(shè)置了聯(lián)鎖功能，每個支路同時只能有一個房間的電磁閥工作，在各支路其它電磁閥工作的同時，系統(tǒng)自動關(guān)閉上一個電磁閥。

4結(jié)論

放射性氣體輻射監(jiān)測系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)堆在正常運行期間35個取樣點區(qū)域內(nèi)氣體的放射性活度，通過對系統(tǒng)的改造升級實現(xiàn)了該系統(tǒng)全部監(jiān)測儀表的更新升級和智能化、數(shù)字化改造。

通過冷態(tài)調(diào)試數(shù)據(jù)和反應(yīng)堆功率運行期間實驗數(shù)據(jù)可以看出，改造后系統(tǒng)各項功能正常，在反應(yīng)堆功率運行期間，放射性氣體輻射監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備劑量水平與實際運行情況相一致，所有數(shù)據(jù)均能真實反映反應(yīng)堆運行期間各測點的劑量率水平，達到了設(shè)計的要求，實現(xiàn)了該系統(tǒng)升級改造的目標。

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