1、!#中华人民共和国国家标准$% &() &+轻 水 堆 核 电 厂 放 射 性废 气 处 理 系 统 技 术 规 定,-./.0-12034564.73896/:37.96753;2930/2590.7721:7?7/.A9542:-/=3/.55.30/.5431/7&+B#BC#发布&+B&B实施国 家 环 境 保 护 局发 布 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准轻 水 堆 核 电 厂 放 射 性废 气 处 理 系 统 技 术 规 定!#$#%&%()*+)#,(-.+$/(,#.+,*(0.(%$1#2(,$#3*.%#,&/,4,$#56.*)/$2($#*#(%$#*3)(&
2、$,789:;国家环境保护局:9ABA批准:99: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C以下简称本系统D设计E建造和运行的最低技术要求F本标准适用于轻水堆核电厂放射性废气处理系统的设计E建造和运行G对相似反应堆的放射性废气处理系统也可参照使用F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E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H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E设备和系统的排放点G以及设备排气集气系统的排放点F这些系统的终点均为电厂排风系统的气流引入口FB引用标准IJKLMN核电厂环境辐射防
3、护规定OPQRLRR核电厂设计安全规定;术语;S:覆盖气体在一定压力下G充入液体贮槽空间G以防止漏入空气用的惰性气体F;SB低温吸咐系统于低温下G利用一种吸附剂分离C吸附D并滞留衰变放射性气体的处理装置F;S;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F;ST高效微粒空气过滤器C简称高效过滤器D一种可处置的干式过滤器G对RSUVW粒径的微粒G其最低过滤效率为NNSNXY C用磷苯二甲酸二辛酯法作效率试验DF;SA复合器一种通过催化加热方法G进行氢和氧的可控催化复合反应的设备F;S?):?.废气来源放射性活度/.惰性气体 碘/0/预期量 设计基准量A.预期量 设计基准量废气处理系统B.
4、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/%9/C/D/A)0%6DC/D9.4%BAC/D/2)B%ADC/DA./%/6C/D/2)0%BDC/D0.BFGH&IJ &HKK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-.
5、/01!2!0&0/2)0.231!2!0&,/)!.231!2!0&0-)!.221!2-&2.203) -./01!2!2&0./)排污扩容器排气5)不 进 行 凝 结 水 净水 的 全 蒸 发 处 理 的6型管蒸汽发生器进 行 凝 结 水 净 化的全蒸发处理的6型管蒸汽发生器/./1!2-&2.!7)+.!,1!2-&2.27,)/.0-1!2!&!3)+.221!2!&7.!)注8!)所有数据均以单堆功率+5229: &热)为依据;0)预期活度是依据美国核学会标准!7.!$=0+3?轻水堆正常运行情况下的放射性源项计算的;+)一回路至二回路的冷却剂泄漏率的预期值为5,AB$CD设计基准
6、值为,2AB$C;5)不适用于一次通过型蒸汽发生器;,)惰性气体设计基准量是按照!E燃料元件破损率和额定反应堆热功率为依据的;表0压水堆放射性废气处理系统设计基准进气量废气来源 组成数 量正常范围 年排量F+$G H$I F+$%容积控制箱连续吹扫除气间隙吹扫除气J!)0J0K=0或混合气!.!-L0.+70)2L/.722.+L2./2L07,22+)7,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)J0J02.5+L0.072.,!L!.+/2.!L2./2.!+L2.+/!225022+MNOPQR POSS续表!废气来源 组成数 量正常范围 年排量#$% &
7、$ #$(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-!-!./012./012./30310./!./!./!.!3#).3.注45*在停堆除气期间6改为5.7氮气8!*由流入复合器的最大气量!.&$9压缩机能力*和复合器排气中的最大氢浓度)7决定8#*根据一次启动和停堆操作8)*对于某些核电厂6没有此项8表#沸水堆放射性废气处理前的碘5#5,惰性气的预期量和设计基准量;$(*废 气 来 源放射性活度5*惰性气体!*碘5#5预期量!*设计基准量 预期量 设计基准量主冷凝器排气2122?5.539512?5.3*不采用)*5
8、102?5.55921.* 1!2?5.559!2*压盖密封排气用一回路蒸汽时用洁净蒸汽时2122?5.5#9512?5.#*B1)?5.09.1.!*机械真空泵排气CD5#51#.?5.5#9#2.* 5155?5.9.1.#*注45*以单堆功率#).EF 9热*为依据8!*放射性惰性气体同位素的混合物8#*预期量是经#.G衰变后的8)*采用5155?5.53;$*9连续#.I*作为设计基准量8表)沸水堆放射性废气处理系统设计基准进气量废气来源 组成正常流量#$% &$主冷凝器排气系统+!JK!漏入空气初始空气水蒸气.15.$EF 9热*255*)!2!*.1.#EF 9热*5)5!.系统设
9、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J+!JK!流量按泵额定能力6总量按冷凝器容积6正常运行每年).%考虑注45*空气漏入量6按每套冷凝器为5B#$%考虑8!*按空气喷射器技术规定考虑8)LMNOPQ ONRR!#压水堆放射性废气的来源压水堆放射性废气处理系统的废气来源有几个$其中有的是间断的$有的是连续的%表&和表示出各废气源的设计基准值和预期值%!#容积控制箱反应堆冷却剂系统中的氢浓度是由容积控制箱中添加氢气来控制的%反应堆冷却剂中有放射性气体$容积控制箱的气体空间也会积存不同浓度的放射性气体%
10、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$都应送至放射性废
11、气处理系统%!#/空气喷射器排气主冷凝器空气喷射器排气是由空气和水蒸气组成的%蒸汽发生器管子泄漏时$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%!#0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$通常要返回二回路系统%!#1设备排气集气系统贮有放射性液体的设备的排气$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2和表3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
12、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$则密封蒸汽量约为主蒸汽流的4&5$因此$设计基准条件下放射性物质的进料量亦为主蒸汽的4&5%压盖密封排气的放射性物料量示于表中%如果采用洁净蒸汽作为密封$蒸汽用量如前述$但放射性物质的含量仅为蒸汽冷凝液中所含的氚量%冷
13、凝液中的其他放射性物质可以忽略%6781#). #100!#$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,0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1或衰变箱的贮存
14、容积2%也可增加贮存衰变时间&反应堆冷却剂的除气方法有两种3一种是利用氢气连续吹扫%除去容积控制箱中的裂变产物气4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 贮存处理系统6789+$* +9;图!用于化容控制系统除气的压水堆废气减容 贮存处理系统#$%$%加压贮存处理系统图&是一个未设复合器的贮存箱式处理放射性废气的示意流程贮存系统先将含有氢和氮的放射性废气收集在缓冲罐内(然后(将它压缩贮存在衰变箱内废气经一段时间衰变并取样分析后(返回循环或经监测排放#$%$%$%工艺过程要求加压贮存处理系统必须具有下列工艺特
15、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0和图!就是其中的两种#$%$/$%用于容积控制箱除气的减容 贮存处理系统图0示出
16、供容积控制箱连续吹扫操作的1带有复合器装置的示意流程在堆正常运行期间(用氢吹扫(将容积控制箱内的废气带入密闭回路的废气处理系统在停堆期间(继续用氢吹扫(以降低一回路冷却剂中的放射性浓度但在停堆前(则用氮吹扫(以排除冷却剂中的氢气本流程系属氮气循环的闭合回路(它可以保证氢与加入氧的混合浓度稀释至低于氢氧燃爆范围(也可以通过氢 氧复合法除氢(以减少爆炸危险和废气体积(最后(进行废气贮存衰变以降低其放射性#$%$/$/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
17、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2345%6# %588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
18、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$0&可由多个贮存箱提供衰变所需的贮存量$1&能使废气由一个衰变箱转移到另一个衰变箱$2&可使衰变箱内的气体在取样后经监测排放口排放$3&能用一种惰性气吹扫整个系统$4&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$5&放射性废气在向环境排放之前!须经高效过滤器过滤$6&废气在排放之前能受到监测$%&(&7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*+&
19、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$0&吹扫气通过闭合的管路系统被送往监测排放口排放$1&在不引起燃烧的条件下排放气体$图8压水堆废气吸附处理系统%&)吸附处理系统图8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$9:;!#
20、$#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(!#$/可采用的工艺设计方法&利用冷却0干燥剂干燥或低温析出等方法控制废气湿度()活性炭吸附可作为滞留衰变的主要方法(-采用高效过滤器过滤放射性微粒(.通过闭合管路系统将吹扫气送往监测排放口排放(1在正常运行期间干燥器再生时不向大气排气(!#$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
21、%2345678式中%2平均滞留时间:;45动态吸附系数7?;6吸附剂重量?;8气体流量7:(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0相对湿度0温度0压力以及其他影响因素有关所以在设计吸附床时必须选定所用炭的类型0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ABCD#$! #DEE为达到第!章目标#的工艺流程有多种$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$()(*主冷凝器排气系统主冷凝器排气系统处理主冷凝器的排出气+用以降低由燃料元件泄漏的气体裂变产物的放射性+
22、同时也衰变掉一些短寿命的放射性气体$活性炭吸附床是一种常用的处理装置+它可以在室温到-./0或以下1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23(在所有运行工况下+系统各处的氢浓度都必须保持在!4 0体积1以下$5(保证不会在催化剂床内有水蒸气凝结水产生$6(能使氢和氧复合以减少燃爆危险性$7(在正常运行和瞬态工况0即恢复失去或降低的主冷凝器真空度1期间+借助干燥法或冷却法0或两者结合1除去水蒸气+以符合吸附剂所需的运行条件和达到设计选定的吸附系数0见8(-(9(91$:(滞留衰变放射性气体$;(吸附废气经过滤除去放射性微粒$?-.?/时1+则应在喷射器与预
23、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$如果采用洁净蒸汽作为密封蒸汽+则无须进行滞留衰变$()(A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$泵还须与主蒸汽管线上辐射监测器连
24、锁+一旦发生高辐射报警时可以及时停止运行$(A系统设计和建造(A(*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$对于通常运行在大于?(-%BCD0-(%绝对大气压1下的系统+所有隔?-EFG*A *GII离阀!设备!连接管道以及位于前!后隔离阀之间的各个部件#例如压水堆系统中的废气贮存箱$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$的场所才需要按照抗震设计的要求设计%&()材料工艺系统各受压和低温部件的材料必须按照*钢制石油化工压
25、力容器设计规定+,$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/,$由石油化工总公司!化学工业部!机械工业部联合发布%化学工业出版社,012年出版%&(焊接放射性废气处理系统的受压部件和管道都必须尽量采用焊接结构所有焊接都必须按照3456,*钢制焊接压力容器技术条件+和743892*工业管道工程施工及验收规范+要求进行%焊接人员必须取得合格证后方可进行焊接%所有工艺管道的连接均须采用对接焊和套接焊但下列情况除外/:采用法兰连接和快速拆卸接头比焊接更利于维修和运行时%;仪表管采用螺纹连接比焊
26、接更利于维修时%对所有放射性设备与管道的焊缝根据其重要性和所在位置应提出透视检查的不同要求%&(&9? &$!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$目标%要求&系统和设备的设计就位和布置必须限制工作人员进入辐射区(和更高辐射区&!)*屏蔽和布置准则屏蔽计算应按表+和表,列出的设计基准进行&放射性气体处理设备与部件的屏蔽和布置必须由工作人员在运行检查试验和维修时所需靠近的程度来决定&在维修检查或试验期间需要接近的设备和部件应布置在相应的辐射区内不允许布置在更高的辐射区内&为此应利用距离或屏蔽-或两者并用.+.隔离设备&注/+.附
27、录0为可供选用的设备布置和屏蔽准则&!)1操作对布置的要求为了指导布置和屏蔽的设计提出下列要求和建议/2)一切操作均应在3或4区内进行&5)对放射性物料的管道设备和部件的屏蔽必须使辐射剂量率降低到通常可接近的3 -或4.区水平&6)除装在设备上的部件-例如热电偶.外所有的仪表均须安装在设备室外的34或(区内&7)非放射性阀门和设备例如冷却吸附床用的乙二醇 水致冷系统设备仪表用气和维修用气以及其他有关辅助设施均应布置在3或4区内&就地控制盘也必须布置在3或4区内&9)工艺监测仪和采样设备必须用屏蔽与人行通道隔开必要时也可设置就地屏蔽以减少对取样人员的照射&工艺监测仪的电讯号部分在布置上应该与屏蔽
28、部分隔开或置于远处以便工作人员在非直接照射下进行监护&:)所有手动阀门和阀门操作件均须布置在便于操作和维修的地方&;) )在所有屏蔽区的入口处均应设置迷宫屏蔽&?)穿墙管线不得布置在与放射性设备成一条直线的位置上应位于辐射源的上方下方或一侧以减少射线的射出&)当为每个区域划分辐射范围和分隔设备小室时应该考虑到通过该区的管道内的放射性物料量&A)一回路冷却剂洗提-除去.气或其他高放射性气的管道必须加以管理按其表面剂量率将它置于与它通过的辐射区相一致的屏蔽内&B)应该对系统中各部件包括带放射性物料的架空管位置予以认真考虑因为这些部件的位置决定着所在设备区的辐射场&C)为了维修沸水堆废气处理系统中停
29、运的干燥器再生设备-除干燥器外.应该将干燥器和所有运行的放射性设备按要求用屏蔽隔开&D)为了减少可能出现的积液各排水管应保持一定的坡度&回路排气必须送至监测排气系统&设备排水也必须是封闭式排放的-即不通过敞口漏斗排放.&!)E维修对布置的要求为了保证人员在维修期间受到的照射保持在可合理达到尽量低的水平厂房和设备的布置应满足下列要求/2)在设备-或部件.布置时要留有合适的间距以保证进行维修&管道导管和电缆套管的走向应布置得便于接近和维修&有的地方还须配梯子和平台以便接近&5)为了维修或更换某一设备或部件在可能需要拆卸更换它们的地方管道导管导线管以F+GH!*EI *!KK及!或形管道等必须布置得
30、不会妨碍这种拆换#也不应将它们附在或装在待拆换的设备或部件上#妨碍维修或更换工作$%&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/0&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$1&移动式屏蔽法这是一些使相邻放射源进行屏蔽或使直接维修人员所受的照射减至最少的方法$在确定屏
31、蔽要求时#应当把在安装临时屏蔽时所受照射剂量增量也考虑在内$%&就地去污就地去污就是利用水冲洗或化学去污的方法$&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$2&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$3&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$4&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$56系统的处理能力和备用56&5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78表
32、9和表+8表:$56&;设备的备用设备的备用应该依据提供备用设备所耗的成本与由于无备用设备而造成系统停车.误工#两者的经济比较来确定$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/0&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$1&故障的类型设备出现的故障可能有两类/一类是事先不可预见的?(5A 5(CC!其他费用其他费用包括由于某一设备的停运而造成系统停工#工厂停工#维修人员受照等一切损失费用$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$在考虑&(因素时%还应该考虑到由于设备故障而引起系统不定期停车的总时间$但对于通过预先维修可以避免的一些
33、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
34、人员免遭伤害和射线照射的内容$为了降低射线照射%应当采取缩短在高辐射区的工作时间和减少射线强度的办法$+,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$+-维修技术培训维修人员在工作之前应该了解系统中各个可能污染设备的布置和结构设计%然后%按照维修规程接
35、受维修技术培训%以便在最少受照射情况下以尽可能短的时间完成维修工作$+.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$+/设备标志所有阀门#管道#容器#压缩机#泵和其他相关的设备均须有清楚的标志%以便每个运行和维修人员均能易于识别%以减少人为故障的可能性$+0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$在图中%应示出系统操作中所有常用的重要阀门#管道#容器#泵和仪表1仅操作的2等$流程应是及时反映任何变更后的最新流程$此外%在图上还应标出各设备的布
36、置位置及上述各项所处的辐射区域$+,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$管道系统压力试验必须按照3456789工业管道工程施工及验收规定:进行$试验压力不得低于;8?ABC62并停压至少7;CDE$最大泄漏率必须低于表F中列出的限值$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$GHIJK+-0 +KMM!#建造期间的清洁度控制系统建造期间$必须对安装的管道和设备进行吹扫或清理$使之保证内部清洁%清洁度控制应按&()*+中的管道吹扫要求控制%!#,可运行性和功能性检验安装
37、后的系统均须尽可能按实际工况进行预试验$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0)1 -体积. -/. / -/.2)1 -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
38、 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3表内符号3/表示要求$-/.表示建议%45678!,9 !8;表!沸水堆冷凝器排
39、气系统仪表及控制设备或部件 测量参数功 能记录 指示 高限报警 低限报警 自动控制空气喷射器最后级排放 排气压力 稀释蒸汽管线 蒸汽流量#$ 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
40、排放管线放射性 温度#$ 注(表内符号(表示要求)#$表示建议*+,-./012 0/44表!放射性厂房的剂量分区辐射区域最大设计剂量率#$%& (%&)*+,-./01.203./03./114/11./015/12.2035/12./035/1/./014/01表7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/89:%;8单个设备 区域总值压水堆废气处理系统受压容器/1所有工艺阀门/1空气喷射器末级至复合器/1/12复合器入口至气体干燥器或冷却器出口/1=/1气体干燥器或冷却器的以后部分/1=/12注?/8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A12BCDE
41、FG EDII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
42、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+0类为都用字母表示的相关设备12类为用字母和)混合表示的相关设备为简化起见+只示出一个字母#13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&0类设备需要外
43、加屏蔽墙&2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&4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
44、最小+它的布置和屏蔽要求也必须由这一点来确定&%56789:; 98=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址气象条件有关但系统只要设计得具有足够的贮存容量就可不受影响$在设计箱式贮存系统时可以考虑进一步的处理方法例如采用氢 氧复合器可以减少总的贮存气体积)也可将放射性液体贮槽中的覆盖气经贮存衰变处理后复用以减少其排放量$!%&%&%&*活性炭吸附系统
45、惰性气体在活性炭上比起氢+氧和氮等一些较轻气体更易被吸附并在通过活性炭时截留下来$通常提供的活性炭量可以有足够的滞留时间让惰性气体衰变到期望的放射性水平$增加滞留时间可以采用降低温度+湿度和增加处理气压力等方法达到$但是吸附系统对于滞留长寿命同位素,-./并不有效$!%&%&*惰性气体分离惰性气体分离法有低温蒸馏+选择性吸收和低温间隙吸附等$!%&%&*&%低温间隙吸附本方法采用几个可以平行操作的吸附床$吸附床在达到饱和吸附后停止运行并升温再生$解吸气被送往贮存$如果首先将原料气中的二氧化碳和水汽除去若吸附剂为活性炭还须除氧#吸附床还可以在冷冻温度下运行$但是随着吸附剂吸附惰性气体的浓度不断增
46、加吸附床的滞留能力也下降$!%&%&*&*低温蒸馏低温蒸馏法需先进行预处理以去除废气中的少量二氧化碳+水汽+臭氧和碳氢化物$经预处理的废气在压缩+冷却成液态除氢和氦外#后通入低温蒸馏柱中分离惰性气体同位素$!%&%&*&0选择性吸收选择性吸收就是在低温加压下利用液态碳氟化物或二氧化碳作溶剂选择性地吸收除去惰性气体$吸收后的惰性气体由解吸柱从溶剂中解吸出来$!%&*去除碘除碘通常采用具有高效去除率的某种活化浸渍过的活性炭或金属沸石银沸石#吸附法$在废气处理系统中除碘往往会受到处理惰性气体的一些相同机理的影响例如滞留惰性气体的活性炭床或加压贮存箱也会对放射性碘有滞留作用只要提供足够的贮存衰变时间反
47、应堆冷却剂去除气或其他小体积废气中的碘是很容易除去的$一个典型的除碘过滤系统一般由预过滤器+高效过滤器+除碘过滤器+高效过滤器以及排风机组成按次序#$为了降低相对湿度和增加除碘效率在预过滤器之前也可以设置除湿器+加热器或冷凝器$!%&0去除微粒微粒去除装置通常是高效过滤器$为了去除一些污染物延长高效过滤器使用寿命在高效过滤器之前可设置预过滤器$112!3%04 %366!推荐几个现行使用的方法!#$惰性气体处理压水堆排气系统中一般应采用加压贮存法或活性炭吸附法%而在沸水堆主冷凝器排气系统中一般应采用活性炭吸附法&如果需要长期现场贮存惰性气体%则可采用低温间断吸附法低温蒸馏法和选择性吸收法%但一般认为采用这些方法可能成本较高&!#去除碘在需要除碘而隋性气体处理设备又不能胜任的系统中%应采用浸渍活性炭或金属沸石吸附除碘&!#(去除微粒在需要去除微粒的系统中%应采用预过滤器和高效过滤器&附加说明)本标准由国家环境保护局和核工业部提出&本标准由北京核工程研究设计院负责起草&本标准主要起草人)张耀华谈德清&本标准由国家环境保护局负责解释&*+,!-$(. $-00
