摘要: 为了控制核电厂的辐射量。本文通过文献法研究世界核电运营者协会(World Association of Nuclear Operators, 简称WANO)性能指标中集体剂量(CRE)指标的影响因素,并从这些因素出发探讨控制核电厂辐射量的具体策略。具体从燃料的可靠性、设备的可靠性、工作过程、辐射区管理、辐射工作许可证管理的角度,提出控制核电厂辐射量的策略。因此,通过控制集体剂量的性能指标水平,可以有效降低核电厂的辐射量。
关键词: WANO性能指标 核电厂 集体剂量 辐射量控制
1. 引言
近年来,核电作为一种清洁能源在我国得到了积极发展,已成为缓解我国全球气候变暖、环境污染等问题的重要替代能源。截至2018年,我国商运的核电机组达到45台,装机容量排名仅次于美国和法国。因此核电资源的发展在我国具有很大的前景。然而核电厂本身具有能量聚集度高,放射性物质包容和堆芯余热排出等性质,那么核安全就是核电行业发展过程的重中之重 [1]。
为了改善核电站的安全可靠性,世界核电运营者协会(World Association of Nuclear Operators, 简称WANO)1989年在莫斯科成立,制订了六个领域的业绩指标 [2]。WANO性能指标包括六大领域共十四项指标,包括机组发电相关六项指标、系统安全相关三项指标、化学控制相关一项指标、燃料可靠性相关一项指标、辐射防护相关一项指标(集体剂量(CRE))、人员安全相关两项指标。通过WANO性能指标可以评价、衡量一个核电站的安全生产业绩,从而促进核电厂的安全生产业绩不断提高,它在提高世界核电厂的安全性、可靠性和经济性发挥了重要的作用。
本文主要是根据文献分析研究WANO性能指标,并得到影响这些性能指标的主要因素。通过对集体剂量指标的主要影响因素包括燃料的可靠性、设备的可靠性、工作过程、辐射区管理、辐射工作许可证管理等进行分析,并从这些因素出发探讨如何控制核电厂辐射量,进而确保核电厂安全稳定运行以及人员安全。
2. 方法
文献研究法:对WANO性能指标以及核电厂的辐射相关的文献进行收集、整理、研究,对国内运行核电厂目前存在问题进行分析,为控制核电厂的辐射量奠定基础。通过对WANO性能指标的分析,确定辐射防护领域的集体剂量的影响因素,包括燃料的可靠性、设备的可靠性、工作过程、辐射区管理、辐射工作许可证管理,并从这些影响因素出发探讨控制核电厂辐射量的策略。
3. 结果
利用WANO性能指标控制核电厂的辐射量,就要了解到WANO指标中的集体辐照剂量指标。集体辐照剂量指标是用于检测电厂人员辐射剂量控制的有效性,反映核电厂在减少人员集体辐照剂量方面的成果,辐射工作中的管理和应对策略。通过文献研究国内某运行的核电站辐射防护领域的性能指标水平,发现集体剂量指标与核电厂的运行时间呈现线性关系,具体来说,运行时间越长,系统积累的放射性物质越多,那么机组的集体剂量也会越高。同时集体剂量与设备可靠性也呈现一定的关系,高放射性区域的设备缺陷越多,集体剂量会明显增加。除此之外,燃料的可靠性也是重要因素,如果燃料包壳发生破损,燃料芯块内的放射性核素,如果泄露到冷却剂系统以及相关的辅助系统,会造成集体剂量呈现显著增加。
(1)燃料的可靠性。
通过文献研究国内某运行核电站燃料可靠性指标情况发现,在2013-2017年,该核电厂由1台机组在1个循环寿期内出现单根燃料棒破损事件。该机组的辐射量水平将明显提高,导致WANO集体剂量指标升高,在换料大修时,如果换掉破损的燃料组件,发现集体剂量指标并没有出现明显的降低。
要提高燃料的可靠性进而降低WANO集体剂量指标可以从以下几个方面展开:加强机组各组件质量的检测、监督和管理;可以在该核电厂建立燃料的可靠性管理政策;检查、评估燃料运行的基本性能等。
(2)设备的可靠性管理
通过文献研究国内某运行核电站设备性能领域指标情况,该核电站在2013-2017年的五年时间共发生了将近9起事件,主要包括4起应急交流电源系统事件,3起辅助给水系统事件,2起高压安注补水事件。为了避免这些故障的再次发生,就要加强设备的可靠性管理。
加强设备的可靠性管理可以从关键设备的筛选和识别、性能评估、预防性维修实施、纠正措施、设备可靠性持续改进、寿命管理六个方面活动协调、统一到一个信息管理流程中,用于电厂人员评价关键设备、开发和实施长期的设备健康规划,检测设备性能和状态。
(3)工作过程
工作过程管理作为核电站生产运行过程中非常重要的过程,为核电站的日常维修活动、大修活动、定期试验等工作的开展提供可靠保证。如果工作过程的疏漏,会造成放射性核素进入到环境中造成系统区域内的辐射剂量升高。
加强工作过程的管理可以通过完善业务流程设计、数据结构设计、人员授权设计,从而规范和提升核电厂生产的精细化和标准化,提高缺陷消除。
(4)辐射区管理
核电厂在运行以及停堆维修过程中存在一定数量的高和超高辐射区,也就是“红区”、“橙区”。这些区域的辐射水平较高,对个人或集体会产生辐射风险。通过严格的辐射区管理可有效降低辐射风险,并且提前做好应对措施。识别辐射区的辐射危险:通过开展辐射水平调查,并跟踪“红、橙区”辐射水平的变化趋势,从而发现潜在的辐射危险并且采取相关的安全防护降低危险;建立合理、完善的规章制度明确进入辐射区进行工作的管理责任:通过工作许可证确定进入辐射区的工作流程,明确关键岗位人员的职责责任,明确安全防护措施等;保持信息交流的畅通:在辐射区工作的全过程包括工作策划、工作进行前以及工作进行期间,工作负责人、辐射防护人员、机组运行人员等都要保持良好的信息沟通,以保证参与人员非常熟悉进去辐射区的作业过程、安全风险、注意事项及紧急情况的处理方法等;辐射防护控制措施:通过控制机组状态、系统设备的隔离,使用附加防护用品,加强辐射监测监护、多人剂量分担控制作业等落实防护措施 [3-4]。
(5)辐射工作许可证管理
为了降低辐射工作风险,使与辐射风险相关的工作可以得到有效的控制减少工作人员受辐射剂量,并且控制集体剂量,实现核电厂辐射控制的有效管理,可以规定辐射工作必须办理辐射工作许可证(RWP)。为了有效管理RWP,可以在RWP流转流程中考虑与个人剂量监测系统进行关联,以实现数据及控制指令的自动传递 [5]。
4. 结论
核电厂辐射防护是保证核安全的重点内容。本文从WANO性能指标中集体剂量(CRE)指标的影响因素出发,从燃料的可靠性、设备的可靠性、工作过程、辐射区管理、辐射工作许可证管理等方面提出对核电厂对辐射量进行有效控制的策略。
参考文献
1.辛涛, 刘晓磊. 海阳核电厂辐射工作控制的初步方案. 科技创新与应用, 2013, 000(002), pp. 114-114.
2.Hong J. Study on WANO chemistry performance indicator of 1st cycle in Ling’ao nuclear power station. Guangdong Electric Power, 2005, 18(5), pp. 4-9.
3.Shen E, Xue D. Assessing and improving the access control system in radiation control area at nuclear power plant. Radiation Protection Communication, 2012, 32(5), pp. 24-27.
4.Shao H. The entry management of high and super-high radiation zone in nuclear power plant. Management & Technology of SME, 2018, 555(10), pp. 34-36.
5.刘晓磊, 辛涛. 海阳核电厂辐射工作控制方法探讨. 中国科技信息, 2013, 000(003), pp. 34.