引言
核电厂的事故监测功能为运行和事故管理人员的事故操作决策提供重要依据,是核电厂安全可靠运行的重要保障。作为指导核电厂应急监测的纲领性文件,核电厂应急监测计划应对应急监测的内容、响应程序、能力保持等进行规定,确保核电厂发生核事故时能够有效地实施应急监测。
1应急监测的内容与相关要求
1.1事故早期应急监测
(1)监测目的和任务。事故早期应急监测的主要任务是尽可能多地获得烟羽特性、外照射剂量率和空气放射性及其主要放射性核素组成,用于对公众吸入放射性物质的影响进行评估,并对评价计算模式的估算结果进行检验和校正。核事故早期监测是核电厂应急监测需要重点考虑的内容。(2)监测范围在事故早期,释放源项还未确认得到控制,主要污染区域和关心区域主要位于烟羽应急计划区内。因此,监测范围主要在烟羽应急计划区内。
1.2事故中期应急监测
(1)监测目的和任务。事故中期应急监测能够有效地对计算模式进行检验,对事故后果评估提供数据支持,并根据监测结果来评价早期防护决策,为确定和改进防护措施提供依据。事故进入中期以后,烟羽已经消失和沉降,应关注:a)对于早期可能已经开始的地面剂量率以及污染水平巡测,应给出地面沉积数据,以便为地面沉积操作干预水平(OIL4)、地面沉积131I浓度操作干预水平(OIL6)、地面沉积137Cs浓度操作干预水平(OIL7)的再计算提供数据支持;b)开展食物链的取样和监测,主要是确定奶、水和农作物中的污染。进入事故中期后,场外应急监测力量应介入进来。此时,核电厂应急监测的周期、分析内容需要根据事故发展评估、核电厂事故应急监测能力配置、场内外应急监测分工情况进行适当的调整。(2)监测范围。事故中期的监测范围应至少扩展到食入应急计划区内。(3)推荐方案。中期监测方案应至少包括监测项目、监测方法、监测周期和监测点位。在核电厂监测能力维持的情况下应持续开展相应的监测,直至与场外的应急监测重新协调。
1.3事故后期应急监测
(1)监测目的和任务。事故后期应急监测的主要目的和任务是:为恢复行动的决策提供支持,为残存污染物的长期照射预测提供依据。(2)监测范围。事故后期的监测范围应至少扩展到食入应急计划区内,必要时应在可能受到影响的食入应急计划区外开展监测。事故后期,可能以场外应急监测为主,需要协调场内、场外及其他监测力量,合理约定核电厂的监测范围。核电厂的监测范围应主要关注厂区及边界,并依托现有环境监测设施配置及相应的监测能力和水平开展监测。(3)推荐方案。进入事故后期,为满足可能的场地修复等需求,应急监测可能作为一项类似常规监测的任务长期执行下去。在核电厂仍有条件开展应急监测时,其后期监测方案应与中期相衔接。
2国内技术实践情况
国内核电厂的主流堆型包括M310、华龙一号、VVER、AP1000、小堆、快堆等。对于国内AP1000电厂项目,以三门1#、2#机组为例,其事故监测参数的设计与国外AP1000电厂相同。该核电厂的事故监测仪表的设计满足RG1.97的要求。由于国标GB/T13627参照了RG1.97中的相关规定,因此,其设计上也是能够满足国标要求的。对于国内VVER电厂项目,其事故监测仪表的设计同样参照了RG1.97的要求。如果一个参数可分属于不同类型,那么仪表必须能够满足最严格类型的要求。这一设置符合RG1.97及GB/T13627中的规定。但对于设计扩展工况变量,由于其为国际标准IEE-4972016版的新增内容,是基于多年电站运行经验和一些电站事故后发展起来的。国内M310电站与法国电站设计的理念相似,在事故监测仪表的选择和设计上主要依据的是安全分析结果。在安全分析的基础上,规定了各测量通道的安全分级,并据此进行了事故监测仪表及其测量通道的设计。测量通道的安全分级、冗余、供电、及显示等要求同样可满足安全分析的要求。在参数的选择及测量通道的设置上,参考执行了GB/T13627中的设计要求。对于国内华龙一号电站进行分析。分析其事故监测参数可发现,该堆型虽未针对每个事故监测参数依据GB/T13627进行严格变量分类,但在变量的选取与设计上基本是可以满足该电站参考执行的国标要求的。此外,该堆型也同时兼顾考虑了严重事故监测仪表,相关设计可基本满足国际标准IEE-4972016的技术要求。对于国内小堆、快堆等四代堆型,这些堆型电站目前还在设计阶段,后续仍需结合堆型设计上的差异,进一步分析其在事故监测参数的选取与设计上与GB/T13627的符合程度。此部分分析将随着设计推进进行验证。
3准化需求分析
目前,国际、国内涉及事故监测准则的相关法规和标准中,除IEEEStd497和GB/T13627之外,其他法规标准涉及到事故监测仪表要求的很少。即使提及了事故监测要求,也是直接引用相关标准;而在引用中,也仅仅说明了事故监测仪表设计应参考GB/T13627,并没有对事故监测仪表的设计基准、设计要求、设计方法等进行阐述,或说明对于这些仪表应如何满足事故监测要求。因此,GB/T13627构成了其他核安全设计相关法规和标准的基础,对贯彻和落实事故监测仪表设计这一重要的核安全功能是不可或缺的。另外,我国仪控核电安全系统设计类国家标准主要转化自IEEE体系,如GB/T13284.1《核电厂安全系统第1部分:设计准则》、GB/T13626《单一故障准则应用于核电厂安全系统》等。因此,基于IEEEStd4972016版,对GB/T13627《核电厂事故监测仪表准则》进行升版修订也较为急迫。这有利于保证国内核电安全系统设计相关标准体系的整体性和一致性。综上所述,GB/T13627需根据目前的国际及国内形势进行修改、完善和升版,以便能够更好地指导国内核电厂的事故监测参数设置、仪表选择等,也有助于自主设计核电厂安全性能与国际竞争力的提升。
结束语
研发的事故后应急环境监测谱仪可在恶劣环境下可靠工作,测量数据可以通过加密的无线射频(RF)传输,不依赖公网,安全可靠。该标准的后续升版修订可以更好地适应国际国内最新的核安全要求,对实现核电出海具有重要的支撑作用。
参考文献
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