核電廠輻射監測系統調試探討

楊康，齊宇虹，王欣

（中國核電工程有限公司，北京100840）

1 引言

電廠輻射監測系統（IRM）由場所輻射監測、流出物監測、工藝輻射監測組成，主要有如下功能：防止電廠工作人員受高劑量輻射照射、防止廣大居民受輻射照射、屏障監測、自動啟動隔離設備或其他系統。IRM 系統的長期可靠運行對電廠安全運行和公眾健康維護至關重要，系統調試則在其中扮演重要角色。

2 調試的文件體系及先決條件

電廠輻射監測系統調試由系統調試大綱、系統安全準則、調試規程組成。調試規程在調試大綱的基礎上制訂，包括監測道預運行試驗規程、安全殼卸壓排氣活度監測道試驗規程、IRM 信息管理系統試驗規程、反應堆功率運行階段系統功能試驗規程[1]。

調試試驗的先決條件包括：儀表完成安裝、儀表完成端接、具備上游電源、完成取樣管氣密性試驗、具備吹掃氣源/沖洗水源、工作場所照明正常。

3 試驗目的及主要試驗步驟

3.1 試驗目的

預運行試驗規程的目的是分別在不同階段將下列設備投入運行。堆芯首次裝料之前，需要投運中放射性液體活度監測道、N-16 監測道、N-13 監測道、氣溶膠/碘及惰性氣體監測道、II 型區域γ 監測道、III 型區域γ 監測道。預臨界試驗之前需要投運離線低放液體活度監測道、低β 氣體活度監測道、掃描式風管中氣體活度監測道、I 型區域γ 監測道、主要區域γ 輻射監測道。首次臨界之前需要投運高濕度氣體活度監測道、高放液體活度監測道、反應堆廠房事故后γ 劑量率監測道。

安全殼卸壓排氣活度監測道試驗規程目的是投運該監測道；IRM 信息管理系統試驗規程目的是投運該系統；反應堆功率運行階段系統功能試驗規程目的是核查反應堆功率處于80%及以上時，監測道是否滿足運行條件。

3.2 試驗步驟

監測道調試步驟一般包括：安裝接線檢查、上電前檢查（軟件、電氣安全）、參數配置、性能試驗（環境本地、環境溫濕度、流量、取樣容器本底、沖洗回路、核測性能）、儀表通信。

4 調試重要概念解讀及注意事項

4.1 概念解讀

由于設計人員、設備供貨商、現場調試人員對部分概念理解不一致，導致輻射監測系統（IRM）調試過程中出現較多問題。為了解決這一問題，從設計角度出發，對如下易混淆的概念進行解讀：（1）一級報警：當儀表測量值高于一級報警閾值時，觸發開關量報警；（2）二級報警：當儀表測量值高于二級報警閾值時，觸發開關量報警；（3）故障報警：輻射監測就地儀表故障報警包含就地儀表軟硬件失效和儀表失電工況引發的儀表失能；（4）過載報警：當儀表測量值超過儀表量程上限時，就地儀表觸發過載提示；（5）報警響應時間：測量值從初始值增加到報警值與初始值之差的90%所用的時間。

4.2 報警狀態要求

電廠輻射監測系統在就地儀表側、信息管理系統側、DCS側對報警狀態的要求如表1 所示。

表1 報警狀態功能要求

4.3 DCS 一層DELT 值的要求

一般熱工儀表DELT 值設定為量程上限的0.5%，由于輻射監測儀表量程跨度大，上限一般在106～109 量級，這就導致輻射監測儀表DELT 值在5E3-5E6 范圍，將導致DCS 一層、二層之間的通訊時間過長，不能及時響應儀表測量數據的變化。

輻射監測儀表報警響應時間一般在1～5min，為保證輻射監測數據能及時在DCS 二層顯示，調試人員可以DCS 二層側1min 刷新頻率為依據，來設定DCS 一層側DELT 值。

4.4 報警響應時間要求及試驗方法

4.4.1 報警響應時間要求

報警響應時間根據儀表類型的不同而不同：

1）安全級監測道或具有聯鎖功能的非安監測道報警時間要求如下：（1）惰性氣體活度監測道：≤5mim；（2）I 型、II 型區域監測道、離線低放水活度監測道、N-16 監測道：≤60s；（3）事故后安全殼內γ劑量率監測道：沒有具體響應時間要求。

2）非安全級監測道報警時間要求如下：（1）III 型區域監測道：二級報警閾值低于60μGy/h：60s；二級報警閾值高于1 000μGy/h：10s；二級報警閾值在60～1 000μGy/h，按照公式計算：[60-（劑量率-60μGy/h）/940μGy/h×50]s[2]；（2）在線中放液體活度監測道、高放液體活度監測道：≤5mim；（3）ZGT 衰變箱排放氣體活度監測道、煙囪氣溶膠/碘監測道：≤5mim；（4）安全殼卸壓排放活度監測道：沒有具體響應時間要求；（5）反應堆廠房N-13 冷卻劑泄漏率監測道：小于240s（泄漏率為20L/min 時）。

4.4.2 試驗方法

不同類型儀表報警響應時間試驗方法如表2 所示。

表2 報警響應時間試驗方法匯總

5 結語

本文基于現場反饋，從設計角度給出了調試過程中重要概念的解讀，明確了報警狀態、DCS 一層DELT 值設定的要求，并對輻射監測儀表報警響應時間和試驗方法給出了明確的指標及參考標準，具有指導意義。

此外，不同廠家的儀表在調試的過程中，調試項目和操作步驟會略有不同，后續工程必須注意加以區分。