1、中华人民共和国国家标准轻水堆核电厂放射性废气处理系统技术规定发布实施国家环境保护局发布中华人民共和国国家标准轻水堆核电厂放射性废气处理系统技术规定国家环境保护局批准实施主题内容与适用范围本标准规定了轻水堆核电厂放射性废气处理系统以下简称本系统设计建造和运行的最低技术要求本标准适用于轻水堆核电厂放射性废气处理系统的设计建造和运行对相似反应堆的放射性废气处理系统也可参照使用本标准中沸水堆放射性废气处理系统的起点是主冷凝器除气设备主冷凝器机械真空泵和汽轮机蒸汽压盖密封排气装置的排放点压水堆放射性废气处理系统的起点是为除去反应堆冷却剂中放射性气体而设置的有关部件设备和系统的排放点以及设备排气集气系统的
2、排放点这些系统的终点均为电厂排风系统的气流引入口引用标准核电厂环境辐射防护规定核电厂设计安全规定术语覆盖气体在一定压力下充入液体贮槽空间以防止漏入空气用的惰性气体低温吸咐系统于低温下利用一种吸附剂分离吸附并滞留衰变放射性气体的处理装置低温蒸馏装置利用低温蒸馏法从废气中分离稀有气体的设备高效微粒空气过滤器简称高效过滤器一种可处置的干式过滤器对粒径的微粒其最低过滤效率为用磷苯二甲酸二辛酯法作效率试验复合器一种通过催化加热方法进行氢和氧的可控催化复合反应的设备必须应该和可以必须表示必要条件是强制性的要求应该表示推荐或建议可以表示允许既不是要求也不是建议放射性废气处理系统必须按照本标准规定的要求进行设
3、计建造和运行而不一定采用其中的建议目标本标准规定的一系列要求是为了使放射性废气处理系统达到本章中的安全目标设计目标和运行目标安全目标本系统的设计建造和运行在向环境释放放射性物质时核电厂职业工作人员和公众所受到的辐射照射必须保持在可合理达到尽量低的水平应该确保在所有运行工况下核电厂职业工作人员和公众所接受的剂量当量不超过国家规定的相应限值设计目标和运行目标本系统应能安全地处理贮存和排放核电厂的各种放射性废气经本系统处理后的排出气中的放射性物质浓度及年排放量必须不超过主管部门规定的管理目标值放射性废气的来源放射性废气的来源和数量与动力堆堆型及其运行状况有关无论是堆燃料元件破损或是堆芯区活化产生的放
4、射性气体都要部分地溶解在堆回路冷却水中并随冷却水或蒸汽的泄漏而排出在这些气体中都可能含有惰性气体和的同位素活化气体和放射性碘单质有机和无机碘微粒和氚氚的释放量与水蒸气排出量有关由于放射性废气系统中排出的水蒸气量很少所以随系统释放的氚量对环境的影响也很小表和表列出放射性气体在处理前的预期量和设计基准量可用于估算放射性气体的年排放量放射性废气处理系统的事故释放量确定屏蔽要求以及制定设备或部件的环境要求表压水堆放射性废气处理前的碘惰性气的预期量和设计基准量废气来源放射性活度惰性气体碘预期量设计基准量预期量设计基准量废气处理系统不带化容控制系统除气的贮存系统用于容积控制箱除气的吸附或减容系统用于化容控
5、制系统除气的吸附或减容系统续表废气来源放射性活度惰性气体碘预期量设计基准量预期量设计基准量空气喷射器排气不带化容控制系统除气的贮存系统用于容积控制箱除气的吸附或减容系统用于化容控制系统除气的吸附或减容系统排污扩容器排气不进行凝结水净水的全蒸发处理的型管蒸汽发生器进行凝结水净化的全蒸发处理的型管蒸汽发生器注所有数据均以单堆功率热为依据预期活度是依据美国核学会标准轻水堆正常运行情况下的放射性源项计算的一回路至二回路的冷却剂泄漏率的预期值为设计基准值为不适用于一次通过型蒸汽发生器惰性气体设计基准量是按照燃料元件破损率和额定反应堆热功率为依据的表压水堆放射性废气处理系统设计基准进气量废气来源组成数量正
6、常范围年排量容积控制箱连续吹扫除气间隙吹扫除气或混合气脱气塔除气器硼回收脱气塔间隙排气化容控制系统下泄除气器连续排气续表废气来源组成数量正常范围年排量反应堆冷却剂疏水箱随控制液位间断排气随变液位排气稳压器卸压箱燃料检验或混合气或混合气注在停堆除气期间改为氮气由流入复合器的最大气量压缩机能力和复合器排气中的最大氢浓度决定根据一次启动和停堆操作对于某些核电厂没有此项表沸水堆放射性废气处理前的碘惰性气的预期量和设计基准量废气来源放射性活度惰性气体碘预期量设计基准量预期量设计基准量主冷凝器排气不采用压盖密封排气用一回路蒸汽时用洁净蒸汽时机械真空泵排气注以单堆功率热为依据放射性惰性气体同位素的混合物预期
7、量是经衰变后的采用连续作为设计基准量表沸水堆放射性废气处理系统设计基准进气量废气来源组成正常流量主冷凝器排气系统漏入空气初始空气水蒸气热热系统设计条件下的饱和值压盖密封排气系统蒸汽和空气按汽轮机缝隙的两倍条件机械真空泵排气系统初始抽真空排气时运行期间再起动或使用时空气空气流量按泵额定能力总量按冷凝器容积正常运行每年考虑注空气漏入量按每套冷凝器为考虑按空气喷射器技术规定考虑压水堆放射性废气的来源压水堆放射性废气处理系统的废气来源有几个其中有的是间断的有的是连续的表和表示出各废气源的设计基准值和预期值容积控制箱反应堆冷却剂系统中的氢浓度是由容积控制箱中添加氢气来控制的反应堆冷却剂中有放射性气体容积
8、控制箱的气体空间也会积存不同浓度的放射性气体这些气体可以被连续吹扫或定期排至废气处理系统反应堆冷却剂疏水箱反应堆冷却剂疏水箱用于收集一回路冷却剂受控引漏系统的流出液气体在反应堆冷却剂疏水箱中不断积累并由排气口排至放射性废气处理系统该气源中的放射性浓度变化很大脱气塔脱气塔或除气器用于除去液体中的溶解气并将其排至放射性废气处理系统气源的流量和放射性浓度与系统设计有关覆盖气覆盖气用于充入贮槽例如容积控制箱疏水箱等上部空间以防止漏入空气限制水中的氧浓度或防止其与氢生成爆炸气体稳压器卸压箱由稳压器卸压阀排出的放射性气体经稳压器卸压箱排至废气处理系统其他燃料检验等排气都应送至放射性废气处理系统空气喷射器排
9、气主冷凝器空气喷射器排气是由空气和水蒸气组成的蒸汽发生器管子泄漏时水蒸气可能含有放射性物质本气源一般不属放射性废气处理系统处理蒸汽发生器排污扩容器排气核电厂运行期间由蒸汽发生器排污扩容器排出的闪蒸蒸汽可能含有放射性气体放射性碘和呈微粒状的放射性物质通常要返回二回路系统设备排气集气系统贮有放射性液体的设备的排气可以用管道输送到一个单独的集气系统这种排气都可能含有放射性惰性气放射性核素以及放射性微粒沸水堆放射性废气来源表和表示出各个气源的设计基准值和预期值主冷凝器排气主冷凝器排气的组成为堆水辐解产生的氢和氧漏入主凝器的空气水蒸气放射性气体裂变产物和活化产物压盖密封排气压盖密封排气包括吸入汽轮机密封
10、的空气和密封蒸汽中的不凝气如果采用主蒸汽作为密封则密封排气会带有惰性气气体活化产物以及放射性碘和微粒如果采用洁净蒸汽作为密封则密封排气中的放射性量可以忽略不计压盖密封系统中的蒸汽和空气的进入量可按汽轮机说明书给出的密封间隙的两倍空气内漏量来考虑如果采用主蒸汽作为密封蒸汽则密封蒸汽量约为主蒸汽流的因此设计基准条件下放射性物质的进料量亦为主蒸汽的压盖密封排气的放射性物料量示于表中如果采用洁净蒸汽作为密封蒸汽用量如前述但放射性物质的含量仅为蒸汽冷凝液中所含的氚量冷凝液中的其他放射性物质可以忽略机械真空泵系统排气用于主冷凝器排空的机械真空泵也会使少量放射性物质排入环境排出的放射性核素组成及数量与停堆后
11、的衰变时间有关空气的排出量及排气率取决于冷凝器容积机械真空泵能力以及与时间温度有关的真空度设计基准值示于表和表中系统要求压水堆废气处理系统工艺设计压水堆废气来源及数量见表和表通常这些废气是合并处理的达到运行目标的工艺过程可以有多种图图示出四个典型的流程其中三个采用箱式贮存法一个采用活性炭吸附法图和图中使用复合器它可使废气中氢与外加氧化合成水这样既可减少废气量或衰变箱的贮存容积也可增加贮存衰变时间反应堆冷却剂的除气方法有两种一种是利用氢气连续吹扫除去容积控制箱中的裂变产物气另一种是利用安装在冷却剂净化回路上的脱气塔连续地将裂变气除去图压水堆废气贮存处理系统图用于容积控制箱除气的压水堆废气减容贮存
12、处理系统图用于化容控制系统除气的压水堆废气减容贮存处理系统加压贮存处理系统图是一个未设复合器的贮存箱式处理放射性废气的示意流程贮存系统先将含有氢和氮的放射性废气收集在缓冲罐内然后将它压缩贮存在衰变箱内废气经一段时间衰变并取样分析后返回循环或经监测排放工艺过程要求加压贮存处理系统必须具有下列工艺特点能将废气由一个贮存箱转移到另一个贮存箱能检测潜在的氢氧爆炸性混合物的形成和积累并能发生报警信号能对贮存箱内气体取样能用一种惰性气体吹扫每个贮存箱能在排放前对废气进行分析及在排放期间监测可采用的工艺设计方法设计加压贮存处理系统可以采取如下措施放射性废气在排放前应经高效过滤器过滤吹扫气在通过一个闭合管路系
13、统后送往监测排放口系统应至少备有三个气体衰变箱在保证不引起燃烧的条件下排放气体复合减容系统利用一台复合器使废气中的氢与外加氧反应的工艺过程有数种图和图就是其中的两种用于容积控制箱除气的减容贮存处理系统图示出供容积控制箱连续吹扫操作的带有复合器装置的示意流程在堆正常运行期间用氢吹扫将容积控制箱内的废气带入密闭回路的废气处理系统在停堆期间继续用氢吹扫以降低一回路冷却剂中的放射性浓度但在停堆前则用氮吹扫以排除冷却剂中的氢气本流程系属氮气循环的闭合回路它可以保证氢与加入氧的混合浓度稀释至低于氢氧燃爆范围也可以通过氢氧复合法除氢以减少爆炸危险和废气体积最后进行废气贮存衰变以降低其放射性用于化容控制系统除
14、气的减容贮存处理系统图示出一个间歇操作的用于反应堆化容控制系统除气的复合减容处理流程在衰变箱逐个注满后箱内气体依次送往氮气内循环的复合系统排出气返回缓冲罐为了减少气体贮存体积和爆炸危险本系统设置压缩机和复合器操作时首先分析衰变箱内气体中的氢和氧含量然后将废气送往复合器加以处理进入复合器的气体要用内循环氮气稀释使氢处于低浓度混合气在预热和按化学计量加入氧后借助催化剂床进行氢氧复合通过冷凝器分离水蒸气后剩余气主要为氮和惰性气返回缓冲罐这一操作一直进行到供气衰变箱中的压力降至预定低值时为止复合器的排出气注入另一个气体衰变箱复合器可设置在衰变箱之前或后另一台压缩机不用于废气压缩只供循环氮气和供给稀释气
15、用衰变箱内气体在取样分析后在有利气象条件下监测排放工艺过程要求复合减容处理系统必须具有下列工艺特点能充分处理在停堆启动及正常运行期间排出的废气在所有运行工况下整个系统中的氢和氧浓度都应保持在燃爆范围之外保证不会在催化剂床内有凝结水产生能使氢和氧复合以减少燃爆危险性可由多个贮存箱提供衰变所需的贮存量能使废气由一个衰变箱转移到另一个衰变箱可使衰变箱内的气体在取样后经监测排放口排放能用一种惰性气吹扫整个系统对未设计成抗爆的贮存系统必须能探测其中的潜在爆炸性混合气的形成并能发出报警信号放射性废气在向环境排放之前须经高效过滤器过滤废气在排放之前能受到监测可采用的工艺设计方法设计复合减容系统可采用如下措施
16、借助合适的稀释剂控制氧浓度或除氢以保持氢的低浓度用具有抗爆能力的可靠设备进行氢氧催化复合反应借助冷却和分离水分来控制气体的湿度用蒸汽加热法预热若在系统的后段加氧而电气故障引起着火的可能性又很小时也可采用电加热法预热吹扫气通过闭合的管路系统被送往监测排放口排放在不引起燃烧的条件下排放气体图压水堆废气吸附处理系统吸附处理系统图示出一个吸附处理流程它可以处理化容控制系统的脱气塔排气容积控制箱吹扫气和无氧槽排气这些含氢为主的废气首先经除湿再经活性炭吸附床滞留衰变然后向环境排放或返回循环使用如废气返回容积控制箱则还须将其压缩工艺过程要求吸附处理系统必须具有下列工艺特点能除去废气中的水分以达到吸附剂的湿度
17、要求炭吸附床能提供符合第章目标的足够的滞留时间对未设计成抗爆的吸附系统必须能探测其中的潜在爆炸性混合气的形成和积累并能发出报警信号能用一种惰性气吹扫整个系统可采用的工艺设计方法利用冷却干燥剂干燥或低温析出等方法控制废气湿度活性炭吸附可作为滞留衰变的主要方法采用高效过滤器过滤放射性微粒通过闭合管路系统将吹扫气送往监测排放口排放在正常运行期间干燥器再生时不向大气排气活性炭吸附床滞留时间炭吸附滞留时间必须按第章目标要求的去污系数确定吸附过程关系见下式式中平均滞留时间动态吸附系数吸附剂重量气体流量上述参数均为运行条件值氪和氙的动态吸附系数值与活性炭类型相对湿度温度压力以及其他影响因素有关所以在设计吸附
18、床时必须选定所用炭的类型数量及系统运行条件以达到设计基准要求的滞留时间沸水堆废气处理系统工艺设计图沸水堆废气处理系统为达到第章目标的工艺流程有多种图示出一个由主冷凝器排气系统压盖密封排气系统和机械真空泵排气系统三部分组成的沸水堆废气处理系统主冷凝器排气系统主冷凝器排气系统处理主冷凝器的排出气用以降低由燃料元件泄漏的气体裂变产物的放射性同时也衰变掉一些短寿命的放射性气体活性炭吸附床是一种常用的处理装置它可以在室温到或以下的范围内运行工艺过程的要求主冷凝器排气系统必须具有下列工艺特点在所有运行工况下系统各处的氢浓度都必须保持在体积以下保证不会在催化剂床内有水蒸气凝结水产生能使氢和氧复合以减少燃爆危
19、险性在正常运行和瞬态工况即恢复失去或降低的主冷凝器真空度期间借助干燥法或冷却法或两者结合除去水蒸气以符合吸附剂所需的运行条件和达到设计选定的吸附系数见滞留衰变放射性气体吸附废气经过滤除去放射性微粒为备用复合器设有干燥空气吹扫的设施在任何时间包括零功率时加入复合器的蒸汽都是过热的因此要求稀释蒸汽和空气喷射器排气始终也是过热的可采用的工艺设计方法设计主冷凝器排气系统可采取如下措施采用合适的稀释气或除氢法保持氢的低浓度用蒸汽加热法预热若用电加热法预热时则设计电加热器时必须考虑无潜在的着火源凝结水被送至主冷凝器热阱或放射性废液处理系统加以处理采用延迟管线或中间活性炭床进行中间滞留以衰变短寿命的氪和氙的
20、同位素对炭床排出的气体可采用高效过滤器或中间炭床过滤以除去短寿命惰性气衰变产生的子体微粒炭床排气中的湿度可以采用冷却干燥剂干燥或两者结合的方法加以控制如果空气喷射器喷射夹带出大量小水滴当复合器的入口操作温度低于时则应在喷射器与预热器之间设置汽水分离器压盖密封排气系统如果采用一回路蒸汽作为密封蒸汽则压盖密封排气的不凝气中就可能含有微量的放射性排气管必须能使放射性气体滞留衰变到第章目标要求如果采用洁净蒸汽作为密封蒸汽则无须进行滞留衰变机械真空泵排气系统由于机械真空泵运行的次数较少排气的活性浓度和排气量也很低所以一般不要求处理但是排气必须进行监测后排放如果机械真空泵排气通过压盖密封排气管排放则排气管
21、的设计必须使压盖密封的排气和机械真空泵的排气畅通两者不会相互影响本系统的设计要考虑当反应堆功率高到能使真空泵处产生可爆性混合气时必须保证及时停泵泵还须与主蒸汽管线上辐射监测器连锁一旦发生高辐射报警时可以及时停止运行系统设计和建造抗震设计贮存衰变放射性废气设备的支承结构和安装这种设备的厂房结构都必须设计成在系统运行期间能够承受运行基准地震的影响对于通常运行在大于绝对大气压下的系统所有隔离阀设备连接管道以及位于前后隔离阀之间的各个部件例如压水堆系统中的废气贮存箱都要符合运行基准地震的设计要求对于基本上在常压下运行并须滞留气体在炭吸附床上的系统只有某些设备支承构件和安装某些设备例如炭滞留床的场所才需
22、要按照抗震设计的要求设计材料工艺系统各受压和低温部件的材料必须按照钢制石油化工压力容器设计规定选择不得采用可锻熟铁或铸铁受压部件必须符合有关制造检验维修和出厂合格证等所有必须遵循的要求在以下使用的钢材必须进行低温冲击韧性试验注由石油化工总公司化学工业部机械工业部联合发布化学工业出版社年出版焊接放射性废气处理系统的受压部件和管道都必须尽量采用焊接结构所有焊接都必须按照钢制焊接压力容器技术条件和工业管道工程施工及验收规范要求进行焊接人员必须取得合格证后方可进行焊接所有工艺管道的连接均须采用对接焊和套接焊但下列情况除外采用法兰连接和快速拆卸接头比焊接更利于维修和运行时仪表管采用螺纹连接比焊接更利于维
23、修时对所有放射性设备与管道的焊缝根据其重要性和所在位置应提出透视检查的不同要求取样在放射性废气排放期间必须定时取样和分析在系统的某些部位为了确定某个设备或部件性能还应能对工艺过程中的气体进行取样根据待取样的气体的放射性浓度和成分微粒和卤素取样时可采用过滤或吸附取样盒或者两者结合分析后的样品气应返回放射性废气系统但吸附尾气可以直接排至监测排风系统加压贮存系统高放射性部分的定时取样连接件必须全是焊接的并须配备双阀门另加外罩以减少泄漏的可能性每个取样阀必须与邻近设备屏蔽隔开防爆设计系统中如可能存在爆炸性的氢氧混合气则应设置具有自动控制功能的双重气体分析仪既能探测爆炸混合气的形成和积累也能就地或在主控
24、室报警或者将整个处理系统设计成抗爆的减少爆炸可能性的要点保持混合气为排爆炸性的减少潜在的着火源系统和设备在检修前一定要吹扫干净以保证混合气为非爆炸性的通过行政管理和操作规程的执行来保证上述三点的实施注双重系指连续操作的两个独立的气体分析仪提供两种独立测量以确定氢和或氧达到可能爆炸的浓度仪表校准及试验放射性废气处理系统必须设计成能对仪表进行定期校准以评价仪表的所有主动部件的可运行性和功能特性质量保证设计和订购设计文件和订购文件的管理设计文件和订购文件必须由同一个设计部门中的非起草人员审校对这些文件的修改也应审核订购材料设备和供货的管理必须规定一些措施以保证设备材料的供应部门和制造部门按照订购文件
25、中所规定的质量要求供货这一点可以通过对供应产品的测试或鉴定来做到装卸贮存和运输的管理必须对设备和材料的装卸贮存运输和保管加以说明以防损伤变质或降低清洁度制造检查必须由检查执行部门制定并执行一项质量检查工作大纲以评定是否符合设计文件说明书规程和图纸中规定的全部质量要求这个工作大纲必须包括各部件在装配前后以及在其修整钝化之后的外观检查检验试验和状态的显示必须制定措施对已经满意地通过检验与试验要求的项目予以鉴定对不合格项目的鉴定与补救措施必须制定措施按订购文件或现行规范要求审核项目并对不合格项目规定出相应的补救措施设备要求加压贮存箱仅用于压水堆安全阀排气加压贮存箱安全阀的排出气必须用管道送至厂房排风
26、系统或送至能够容纳所排气量并有监测的其他系统吹扫系统加压贮存箱的设计必须保证能用氮气吹扫或清扫死角以便除去残留气中的放射性或可燃性气体吹扫气和排气应该用管道送至邻近厂房的通风排气系统或有监测的其他排气口如果吹扫气和排出气返回放射性废气处理系统则在连接管上应该安装双阀门以减少泄漏排水加压贮存箱的设计必须保证能排水排水管应位于箱底部以便将水排尽活性炭吸附器吸附床的安装应使气流垂直向上其设计必须采用法兰连接床体容器的设计应使活性炭的装卸尽可能简便通过活性炭的气流表面线速度大于但不宜太大以免产生流化现象氢复合器催化剂的更换复合器设计必须使操作人员能够在受照射最少的情况下移出和更换催化剂例如采用气动输送
27、法移出催化剂粉末和颗粒必须采取措施防止部分催化剂粉末和颗粒转移到复合系统内可能存在爆炸性混合气的区域例如沸水堆空气稀释循环系统最小稀释空气量对于沸水堆排气系统复合器为了保证在漏入少量空气时能使废气流得到充分稀释必须提供足够的稀释空气量催化剂支承结构催化剂支承结构必须能承受湿催化剂的重量荷载和启动气流瞬变现象引起的压降压缩机密封压缩机必须采用优质可靠的密封垫以减少泄漏并在不受油污染的条件下压缩气体如果使用膜式压缩机则应能检漏高效过滤器过滤芯的移出过滤器框架和内部的结构必须便于过滤器芯移出和更换过滤器框架应该能使芯子定位在框架内的导向机构上过滤器芯应该直立安装并使气流向上过滤器应该设计得能从上部移
28、出芯子框架必须设计成能排尽水相关管道的布置必须便于过滤器的解体以便移出滤芯过滤器芯子过滤器的过滤介质必须符合高效耐火的要求过滤器试验过滤器必须备有一些连接件以供检验过滤单元密封性和进行效率试验对已安装好的过滤系统必须进行现场检漏试验但对活性炭过滤器和催化复合器之前的前置过滤器不必进行效率试验气体干燥器吸附型真空设计干燥器的外部压力边界应能承受高真空干燥剂再生再生循环必须是一个闭合回路再生气排入邻近装置例如沸水堆冷凝器或通过监测排放系统排放吸附介质的移出干燥器必须设计成能使操作人员在移出吸附介质可以采用气动输送法时不会受到强放射性的照射对再生用风机的要求每台风机必须采用可靠的高质量密封垫以减少泄
29、漏和保持在不受油污染的情况下输送气体封装在密封壳内的风机必须有较高的可靠性为使马达充分散热还须设有冷却措施热交换器列管与管板的连接热交换器的泄漏将会导致放射性物质进入环境因此列管与管板的连接必须是焊接密封的堵管为了使操作人员移开人孔盖接近管板在设计热交换器壳体时必须考虑到将人孔盖移开后能堵住任何一根出现泄漏的列管排气和排水必须保证在每个热交换器启动和维修时能排尽管侧和壳侧的水和气在每个蒸汽加热的预热器中必须保证在运行期间不会有不凝性气体积累阀门为了减少泄漏必须采用波纹管阀隔膜阀或具有相同密封性能的阀门如果采用填料阀它必须备有双层阀杆填料密封的引漏管引漏管必须与一个封闭的收集系统相连或配备一个高
30、于系统压力的外部无油洁净气源仪表和控制装置仪表和控制装置系指所有的敏感元件操作设备与阀门的手动开关设备与阀门运行状态指示灯工艺测试仪表以及保证安全和可靠运行的所有自控设备仪表必须能显示或记录监测或控制工艺系统及设备所需的各参数仪表还必须能对不利于系统排放或系统或设备运行的反常现象或不良状态按表和表予以显示或报警或既显示又报警仪表及控制装置应该集中布置以便于对系统进行管理和观察为了减少潜在的着火源即系统外的可燃性气体在可能因泄漏产生爆炸条件的区域或工艺系统中的所有仪表电气控制设备应该是防爆的接触工艺气流的仪表必须设计成使可能存在爆炸性混合气的可能性减至最小气体分析仪或相应的其他分析仪器必须具有自
31、动报警和控制的功能以监测系统的非蒸汽稀释段中可能存在的爆炸性混合气在所有经常操作的阀门和设备上必须安装带有状态指示灯的自控手控开关压水堆仪表和控制装置放射性废气处理系统必须备有足够的仪表和控制装置以便在或类辐射区内见表启动运行监测和停车要求操作员必须操作无误以实现向环境的可控排放表列出对仪表和控制装置的一些最低要求和建议以便在系统启动运行和停车期间提供控制方法和下列数据氢浓度或氧浓度或两者数据系统或设备的压力数据为防止超压和保持原定的流量加压贮存箱内的积液量数据以便必要时进行排放冷却水油空气和其他辅助系统的运行数据为保证各设备的准确运行并能判断是否出现故障热交换器进出口气体温度气体冷凝器液位气
32、体调节设备出口气含湿量以及吸附床温度以评定这些设备性能并及时调节复合器运行数据排放气流量数据为使排放气达到足够扩散并确定放射性的排放率放射性浓度数据以确定向大气的排放率滞留时间和设备性能并在必要时能自动截止排放用于自动截止排放的阀门必须设计成在万一停电时仍能自动关闭沸水堆仪表和控制装置沸水堆主冷凝器排气系统必须备有足够的仪表和控制装置以便在主控室进行启动运行监测及停车此外还必须将或类辐射区按表内的就地仪表板加以集中布置以便于维修或操作表列出对仪表和控制装置的一些最低要求和建议以便在系统启动运行和停车期间提供控制方法和下列数据氢气浓度数据系统或设备的压力数据以供在启动和正常运行期间防止超压和性能
33、评定冷却水油空气和其他辅助系统的运行数据以保证各设备出口气含湿量以及吸附床温度等以评定这些设备性能并及时调节复合器运行数据排放气流量数据以确定漏入主冷凝器空气量和放射性排放率放射性浓度数据以确定燃料泄漏率活性炭吸附器性能以及向大气的排放率并在必要时能自动截止排放用于自动截止排放的阀门必须设计成在万一停电时仍能自动关闭工艺过程和排放气的辐射监测排放气辐射监测装置必须设计成能连续监测和记录由沸水堆主冷凝器排气系统和压水堆放射性废气处理系统通过正常排放途径排向大气的全部气体的放射性在高于预定值排放时这两个系统中的排放辐射监测仪必须能自动截止气体的排放在主控室里必须设置监测读数显示装置为了便于系统控制
34、在集中控制区可设置另一台显示装置必须备有定期校验辐射监测仪的仪表和测量设备它们必须对于在规定值范围内排放气体放射性的测量具有足够的灵敏度工艺过程辐射监测仪可以安装在沸水堆主冷凝器排放系统或压水堆放射性废气处理系统中以便监控选定的工艺运行条件为了评定放射性废气处理系统设备是否处于完好状态还必须备有固定式或携带式的辐射监测设备系统布置放射性废气处理系统各个设备或部件的定位和布置都必须保证工作人员在运行和维修期间所受照射符合第章目标要求系统和设备的设计就位和布置必须限制工作人员进入辐射区和更高辐射区屏蔽和布置准则屏蔽计算应按表和表列出的设计基准进行放射性气体处理设备与部件的屏蔽和布置必须由工作人员在
35、运行检查试验和维修时所需靠近的程度来决定在维修检查或试验期间需要接近的设备和部件应布置在相应的辐射区内不允许布置在更高的辐射区内为此应利用距离或屏蔽或两者并用隔离设备注附录为可供选用的设备布置和屏蔽准则操作对布置的要求为了指导布置和屏蔽的设计提出下列要求和建议一切操作均应在或区内进行对放射性物料的管道设备和部件的屏蔽必须使辐射剂量率降低到通常可接近的或区水平除装在设备上的部件例如热电偶外所有的仪表均须安装在设备室外的或区内非放射性阀门和设备例如冷却吸附床用的乙二醇水致冷系统设备仪表用气和维修用气以及其他有关辅助设施均应布置在或区内就地控制盘也必须布置在或区内工艺监测仪和采样设备必须用屏蔽与人行
36、通道隔开必要时也可设置就地屏蔽以减少对取样人员的照射工艺监测仪的电讯号部分在布置上应该与屏蔽部分隔开或置于远处以便工作人员在非直接照射下进行监护所有手动阀门和阀门操作件均须布置在便于操作和维修的地方区在布置设计上必须与其他区隔离以免操作人员误入在所有屏蔽区的入口处均应设置迷宫屏蔽穿墙管线不得布置在与放射性设备成一条直线的位置上应位于辐射源的上方下方或一侧以减少射线的射出当为每个区域划分辐射范围和分隔设备小室时应该考虑到通过该区的管道内的放射性物料量一回路冷却剂洗提除去气或其他高放射性气的管道必须加以管理按其表面剂量率将它置于与它通过的辐射区相一致的屏蔽内应该对系统中各部件包括带放射性物料的架空
37、管位置予以认真考虑因为这些部件的位置决定着所在设备区的辐射场为了维修沸水堆废气处理系统中停运的干燥器再生设备除干燥器外应该将干燥器和所有运行的放射性设备按要求用屏蔽隔开为了减少可能出现的积液各排水管应保持一定的坡度回路排气必须送至监测排气系统设备排水也必须是封闭式排放的即不通过敞口漏斗排放维修对布置的要求为了保证人员在维修期间受到的照射保持在可合理达到尽量低的水平厂房和设备的布置应满足下列要求在设备或部件布置时要留有合适的间距以保证进行维修管道导管和电缆套管的走向应布置得便于接近和维修有的地方还须配梯子和平台以便接近为了维修或更换某一设备或部件在可能需要拆卸更换它们的地方管道导管导线管以及或形
38、管道等必须布置得不会妨碍这种拆换也不应将它们附在或装在待拆换的设备或部件上妨碍维修或更换工作在设置局部屏蔽时防护屏不应依附在被屏蔽的设备或部件上并要布置得便于设备或部件的拆卸或更换为迁移重型设备或部件应配备起吊环和提升装置在所有的设备区还须设有足够的照明带放射性积累设备的维修对于拆卸带放射性积累的设备除条要求外还须有几种可以实现或方便这种维修包括拆换如催化剂干燥剂或活性炭之类的填充物的方法隔离操作法这是一种利用加长柄工具和一些屏蔽设备的方法以便减少对人体的照射移动式屏蔽法这是一些使相邻放射源进行屏蔽或使直接维修人员所受的照射减至最少的方法在确定屏蔽要求时应当把在安装临时屏蔽时所受照射剂量增量也
39、考虑在内就地去污就地去污就是利用水冲洗或化学去污的方法拆除带放射性填充物如果填充物为放射性和可拆卸的则应将其移出后进行维修转移维修部件如果维修部件的邻近有放射源设备则维修应在其移到低辐射区后方可进行以减少对维修人员的照射屏蔽维修部件先将维修部件本身屏蔽然后对其可接近部分进行维修隔离衰变如果大部分放射性核素为短寿命的则在维修前的一种有效方法就是将维修部件隔离起来直到放射性降低到许可进行维修的水平系统的处理能力和备用系统的处理能力压水堆和沸水堆放射性废气处理系统的设计基准量可分别参见表表和表表设备的备用设备的备用应该依据提供备用设备所耗的成本与由于无备用设备而造成系统停车误工两者的经济比较来确定在
40、确定放射性废气处理系统设备的最低备用要求时应考虑下列因素设备的可靠性应估计每个设备在核电厂运行期间停机的可能性故障的类型设备出现的故障可能有两类一类是事先不可预见的另一类是事先有足够估计的逐渐形成的后一类故障的设备在计划停车期间可以予以更换或维修故障的影响带故障的设备是不能继续运行的维修问题维修或更换关键设备的难易程度和所需时间备用设备投资备用设备的总投资中应包括基建和维修两部分费用其他费用其他费用包括由于某一设备的停运而造成系统停工工厂停工维修人员受照等一切损失费用若备用可增加系统可靠性而产生的收益能弥补所耗的费用则应采取备用在考虑因素时还应该考虑到由于设备故障而引起系统不定期停车的总时间但
41、对于通过预先维修可以避免的一些故障可以不予考虑系统不定期停车的经济损失费用与因素备用费的比较应当是在同等经济基础上进行的一个设备若由于备用而增加了系统的有效运行时间其价值可与备用相当则应采取备用在沸水堆系统中备用的设备应该至少有预热器复合器氢分析仪乙二醇泵乙二醇系统的致冷设备和干燥剂再生回路活性炭吸附器可以无备用在压水堆系统中应该至少备用气体压缩机运行和维修维修计划为了保证设备的运行减少不定期维修的次数应该研究并制定一个预防性的维修计划所有维修工作均应仔细列出以减少对电厂运行的干扰并使维修人员所受照射最少在维修时维修人员应遵循操作规程在规程中应制定旨在保护维修人员免遭伤害和射线照射的内容为了降
42、低射线照射应当采取缩短在高辐射区的工作时间和减少射线强度的办法人员培训放射性废气处理系统一旦出现误操作就会导致非正常运行减少这种误操作的最有效办法就是针对每个主要设备的功能及操作特点对每个参加运行和从事放射化学工作的人员进行专门培训让他们知道主要设备故障或误操作的后果在一旦出现系统故障时也能使他们熟练地采取改正措施另外必须及时让操作人员了解修改后的工艺系统和设备操作规程和要求以及前几班系统运行遇到的故障和系统中各类气体的特性等内容维修技术培训维修人员在工作之前应该了解系统中各个可能污染设备的布置和结构设计然后按照维修规程接受维修技术培训以便在最少受照射情况下以尽可能短的时间完成维修工作操作规程
43、编制的操作规程应包括每个主要设备及操作所有预定的操作程序和正确调整阀门等方面的说明还应有简明的供复杂或不常见类型操作时使用的一览表设备标志所有阀门管道容器压缩机泵和其他相关的设备均须有清楚的标志以便每个运行和维修人员均能易于识别以减少人为故障的可能性工艺流程及设备布置图在紧靠控制盘的地方应配备一幅清晰的工艺流程图以供运行和维修人员使用在图中应示出系统操作中所有常用的重要阀门管道容器泵和仪表仅操作的等流程应是及时反映任何变更后的最新流程此外在图上还应标出各设备的布置位置及上述各项所处的辐射区域运行前的试验与清洗系统完整性试验工艺系统或各个部分的设备在安装后必须经受压力试验以检验其承压后的完整性管
44、道系统压力试验必须按照工业管道工程施工及验收规定进行试验压力不得低于表压并停压至少最大泄漏率必须低于表中列出的限值如对活性炭容器和复合器容器进行水压试验则应在装入活性炭或催化剂之前严格除净容器中的残留水分建造期间的清洁度控制系统建造期间必须对安装的管道和设备进行吹扫或清理使之保证内部清洁清洁度控制应按中的管道吹扫要求控制可运行性和功能性检验安装后的系统均须尽可能按实际工况进行预试验以验证其可运行性和功能特性表压水堆放射性废气处理系统仪表和控制设备或部件测量参数功能记录指示高限报警低限报警自动控制膜式压缩机油驱动膜片冷却水流量停运压缩机排气压力油液位停运压缩机膜片泄漏停运压缩机排气温度停运压缩机
45、加压贮存箱压力液位压差转移气流过滤器系统气体分析仪体积体积活性炭吸附床气体温度进气湿度系统排气温度系统排放管线气体流量放射性活度停止排放催化复合器进气流量预热器出口温度或加氧端温度停止加氧催化床出口温度停止加氧催化床温度分布预热器进口流量停止加氧水分离器冷却器入口温度停止加氧水分离器冷凝器液位控制排水阀水分离器出口氢气的浓度控制加氧量水分离器出口氧气的浓度循环风机出口压力水分离器冷凝器出口压力控制复合器操作压力气体干燥或除湿设备排气含湿量干燥剂再生设备冷排气温度热排气温度加热器输入功率加热器温度注表内符号表示要求表示建议表沸水堆冷凝器排气系统仪表及控制设备或部件测量参数功能记录指示高限报警低限
46、报警自动控制空气喷射器最后级排放排气压力稀释蒸汽管线蒸汽流量隔离喷射器复合器预热器加热蒸汽压力调节压力预热器出口气温度催化床温度分布冷凝器排气温度冷凝器排水温度冷凝器液位液位控制器复合器压差冷却冷凝器排气温度排气放射性气体干燥或除湿设备排气含湿量冷排气温度热排气温度加热器输入功率加热器温度气体冷却器排气温度压差活性炭吸附系统炭床温度压差过滤器压差系统气体分析仪体积复合器排放管线不凝气流量乙二醇冷却系统乙二醇贮槽液位冷乙二醇温度乙二醇泵出口压力系统排放管线放射性温度注表内符号表示要求表示建议表放射性厂房的剂量分区辐射区域最大设计剂量率表运行工况下工艺气体向大气的最大泄漏率设备名称最大泄漏率单个设
47、备区域总值压水堆废气处理系统受压容器工艺阀门压缩机低温分离装置活性炭吸附容器氢复合器乙二醇冷却器气体分析仪热交换器沸水堆废气处理系统主冷凝器排气系统阀门仪表控制盘所有工艺阀门空气喷射器末级至复合器复合器入口至气体干燥器或冷却器出口气体干燥器或冷却器的以后部分注最大泄漏率是指在标准大气压标准温度条件单位时间内的最大泄漏量附录设备的屏蔽和布置参考件图是一个在运行和维修期间用于确定屏蔽要求的示意布置图屏蔽可分为带放射性积累设备的屏蔽和不带放射性积累设备的屏蔽两种图设备的屏蔽和布置示意图图中示出三类情况用字母代表一组具有相互关系的不同可靠性的设备或部件包括阀门由于它们均用于处理放射性气体所以在操作时假
48、设均需要屏蔽此外所有设备或部件都会因功能下降维修校准检验或运行周期例如干燥剂再生而要经受长短不等时间的停运图中符号代表具有高度可靠性的设备总停机率小于次年例如热交换器或活性炭吸附器代表总停机率大于次年小于次半年的设备通常这种设备应有备用可以运行到换料停堆时维修代表总停机率大于次半年的设备维修应当在备用设备投入运行后的合适时间内进行因此这种设备在电厂运行期间均要求可接近的例如气体干燥剂的再生设备带撇字母代表带放射性物质积累的设备例如干燥器活性炭吸附器或因沉积而可能积累放射性的设备即使在其停运后还会对邻近设备或部件的维修人员造成很大的照射图中示出三类情况类为都用字母表示的相关设备类为用字母和混合表
49、示的相关设备为简化起见只示出一个字母类为用字母和混合表示的相关设备也可以用字母混合表示凡带放射性积累带的设备应利用屏蔽或距离与邻近设备隔离类设备需要外加屏蔽墙类设备也需要外加屏蔽墙也许还要有一道隔离几个平行设备的中间屏蔽墙类设备必须要有一道中间屏蔽墙以便在一个设备运行时能对另一个设备进行维修图中明显表明所有带放射性物质积累的设备集中置于整个屏蔽的一端可能是最节省屏蔽布置和屏蔽方案的最终确定应该从维修角度来考虑但是在确定屏蔽和配管包括设备位置之间关系时也需要考虑如配管要求等其他因素为了直观说明在此只介绍了四种不同可靠性的单体设备和部件但是提出的示意图可以推广应用于更多组相关的单体设备和部件由滑动底板组装的组合装置很可能有一些可靠性不同的设备和部件混在一起也可用一个通用字母代表这种组合装置的可靠性为最小它的布置和屏蔽要求也必须由这一点来确定附录可供选用的工艺方法及推荐参考件本附录介绍几种从废气中减少或去除放射性物质的工艺方法可供选用的工艺方法惰性气体处理贮存衰变箱式贮存系统箱式贮存系统通常由压缩机和几个供废气向环境排放前贮存衰变用的加压贮存箱组成系统所要求的贮存容量与厂
