WWER1000堆型卧式蒸汽发生器解体检修辐射防护实践

温小锋

[摘要]田湾核电站1、2号机组蒸汽发生器为WWER1000堆型卧式蒸汽发生器，它由容器、传热面、一回路冷却剂集流管、主给水分配装置、应急给水分配装置、蒸汽分离孔板和水下均汽板等部件组成。文章重点对WWER1000堆型蒸汽发生器解体检修的辐射防护实践进行介绍，对田湾核电站历次大修现场辐射水平及集体剂量情况进行分析，并提出后续的优化方向。

[关键词]卧式蒸汽发生器；解体检修；辐射防护；最优化

0前言

在田湾核电站（TNPS）历次大修中，需对卧式蒸汽发生器（以下简称：蒸汽发生器）进行解体检修，对蒸汽发生器解体检修的辐射防护，可分为准备阶段、检修阶段、总结和经验反馈阶段。其中准备阶段主要基于蒸汽发生器的结构、检修步骤、历次大修经验等做好风险分析并制定防护措施，准备相应的文件、监测设备，以及人员培训；检修阶段主要监督具体防护措施的实施；总结、反馈阶段主要针对大修执行过程存在的不足或良好的实践进行总结，以进一步优化辐射防护措施。

1蒸汽发生器结构及检修步骤简介

1.1蒸汽發生器的结构

蒸汽发生器由本体、蒸汽母管、支承装置、液压阻尼器等，其中本体由壳体、传热管、一回路冷却剂集流管、蒸汽孔板、水下均汽板等组成，其具体结构见图1。

1.2蒸汽发生器检修步骤

主要的检修步骤见表1。

2防护实践

蒸汽发生器解体检修的辐射防护包括前期准备、具体检修过程、总结及经验反馈三个阶段。

2.1前期准备

根据蒸汽发生器解体检修过程中存在的辐射风险及田湾核电站的实际情况，前期准备工作包括以下几个方面。

1）开展风险分析，编制《ALARA行动单》及《辐射防护控制点检查单》，明确各检修步骤过程中人员具体防护要求；

2）工作组组织召开技术交流讨论会，明确相关检修方案和防护措施；开展进出污染隔离区穿脱附加防护用品等辐射防护技能培训。

3）开工前，作业前组织召开工前会，对工作任务、分工和职责、存在的风险和注意事项进行认真的安排和部署：辐射防护人员根据以往检修的辐射防护经验反馈，强调具体防护要求及注意事项。

2.2具体检修过程的辐射防护

2.2.1拆除集流管保温层、开启集流管二次侧顶盖

蒸汽发生器集流管一次侧人孔开启前，蒸汽发生器外照射和表面污染风险均较低，一般不需要采取任何附加防护措施。

2.2.2拆卸集流管一次侧顶盖

蒸汽发生器集流管内具有较高的外照射、表面污染风险和潜在的空气污染风险，且不排除存在辐射“热粒子”的可能，因此拆卸一次侧顶盖过程中需做好辐射水平变化的监测以及人员污染的防护（场所剂量率水平0.02-0.025mSv/h。表面污染水平最高大于仪表测量上限9999Bq/cm²）。

1）集流管一次侧顶盖拆卸前需建立污染隔离区并投入使用，田湾核电站蒸汽发生器检修平台位于反应堆厂房29米标高，为栅格板结构，因此污染隔离区的布置需考虑作业过程中塑料布破损而导致污染扩散的风险。

2）拆卸一次侧顶盖前，进入污染隔离区的人员均需按照要求穿好纸衣、塑料手套、塑料鞋套、气面罩等附加防护用品。

3）一次侧顶盖拆卸过程中辐射防护人员应实时关注场所剂量率的变化，拆卸后需使用便携式空气取样器对集流管口的空气污染水平进行取样测量，使用远距离剂量率测量仪表对集流管内辐射水平进行测量。

4）一次侧顶盖主体具有较高的剂量率水平，拆卸完成后需存放在不增加周围人员受照剂量的区域并采取屏蔽措施。

2.2.3集流管装，拆堵板

为便于进行蒸汽发生器传热管吹扫以及涡流检查，需对集流管底部进行堵板；堵板采用远距离长杆操作的方式，但由于操作时间较长，对集体剂量有一定的贡献，需在作业前做好人员、工具的准备，避免由于人员技能和工具等因素导致返工。

涡流检查结束后，需将堵板拆除，拆除过程中需关注周围场所剂量率的变化，避免堵板上附着辐射“热粒子”，并做好污染防护措施以避免污染扩散：拆卸后的堵板具有较高的污染并具有一定的外照射风险，需存放在不增加周围人员受照剂量的区域并使用塑料布进行包裹（装拆堵板平均集体剂量约1.5-2man·mSv）。

2.2.4传热管吹扫

卧式蒸汽发生器由于无法通过降低水位的方式完全排出传热管内的介质，需对传热管实施吹扫以干燥传热管，以便于实施传热管的涡流检查：历次大修传热管吹扫采用2台蒸汽发生器同时吹扫，每台蒸汽发生器设置一台9000m³的送风机，通过软布袋分多次吹扫，排风接人反应堆厂房维修应急通风系统。

1）吹扫前，需实施人员清场，封闭反应堆厂房。

2）吹扫过程中辐射防护人员测量检修平台和周围的空气污染水平、场所剂量率水平，观察在线放射性监测通道的数值变化，确定辐射状态无异常后才允许对反应堆厂房实施解控允许人员进入作业。

3）吹扫作业结束后，吹扫使用的临时风管、布袋均存在较高的松散放射性污染，需做好污染防护措施。

2.2.5传热管涡流检查及堵管

蒸汽发生器传热管涡流检查是检查传热管的状态，为是否进行传热管堵管提供判断依据：传热管的堵管采取机械堵管的方式，作业人员在检修平台进行操作，不需要进入集流管内部。

1）传热管涡流检查或堵管人员需穿戴纸衣、气面罩、塑料手套、塑料鞋套等附加防护用品。

2）涡流检查设备的辐射水平随工作时间逐步上升，为降低人员受照剂量要求工作人员定期清洁涡流设备：涡流探伤过程中，存在探头损坏现象，对损坏的探头需及时转移，以降低人员受照剂量。

3）涡流检查或堵管设备吊出集流管时需密切关注场所剂量率的变化，同时采取污染防护措施避免污染扩散。吊出设备时使用远距离仪表实时监测并及时将探头用塑料布进行包裹，防止污染工作人员和地面。

4）涡流检查作业人员受照剂量历次大修占集体剂量的33%-50%，因此需重点做好涡流检查人员集体剂量的控制。

2.2.6二次侧相关作业

蒸汽发生器二次侧属于二回路，受传热管影响具有较高的外照射风险，集流管周围场所剂量率可达1-2mSv/h：为降低进入人员受照剂量，需做好作业前的工作准备、提高作业人员的技能、优化作业流程以减少滞留时间，同时对单人单次进入时间实施控制。

为避免造成二次侧污染，要求进入二次侧的工作人员穿戴干净的附加防护用品，并做好附加防护用品和工具的污染监测，确认无污染后才允许进入。

2.2.7集流管内作业的辐射防护

为对集流管进行在役检查及处理，需要进入集流管内进行作业。集流管内具有较高的辐射水平，接触剂量率最高可达6-7mSv/h，作业位置空间狭窄，存在内照射和表面污染风险：历次大修根据集流管内湿度的大小分别采取气衣（高湿度時）或防水纸衣、气面罩、高邦塑料鞋套、塑料手套的防护方式，并控制单人单次作业时间，取得了较好的效果，人员受照剂量处于可控状态，未出现人员污染现象。

2.2.8场地清理

场地清理过程中主要的辐射风险来自于污染的塑料布拆除过程中的松散放射性污染风险以及塑料布抖动产生放射性粉尘的吸入（污染的塑料布约150-200Bq/cm²），对人员的防护，一般采取佩戴过滤式面罩、纸衣、塑料手套和鞋套等措施。

2.3总结及经验反馈

总结和经验反馈为降低集体剂量、防止人员污染、减少放射性废物有重要的意义：作业结束后，需及时进行总结和反馈，尤其是检修过程中的良好实践和存在的不足，为进一步优化流程、降低集体、避免人员污染等提供宝贵经验。

3现场辐射水平及历次大修集体剂量分析

3.1现场辐射水平分析

3.1.1场所剂量率水平

田湾核电站1、2号机组历次大修1-4号蒸汽发生器集流管内平均场所剂量率、接触剂量率以及二次侧场所剂量率平均值见图2、3、4；通过图2、3、4，可看出1号机组蒸汽发生器集流管内场所剂量率、接触剂量率，以及二次侧内场所剂量率平均水平略高于2号机组：根据集流管内场所剂量率水平可以发现，整体辐射水平随着机组运行时间的增加逐步呈上升趋势：集流管内接触剂量率以及二次侧内场所剂量率水平除个别大修偏高外，整体呈逐年上升趋势：此外，可以发现辐射水平的上升速率随着机组运行时间的增加在逐步降低，说明蒸汽发生器的辐射水平随着机组运行时间的增加将逐步趋于平衡。

蒸汽发生器的主要检修位置位于集流管内部、周边和二次侧内部集流管周围，所以集流管的剂量率水平直接影响集体剂量的贡献和对工作人员的辐射影响，辐射防护的重点针对集流管辐射水平针对性的采取相对应的防护措施，以最优化的方式降低对人员的辐射影响，历次大修集流管内的作业的集体剂量贡献占该设备检修总值的85%以上。

3.1.2表面污染水平

集流管内具有较高的松散污染，约500-9999Bq/cm²，正常情况下作业人员不需要进入集流管内部，可不考虑对表面污染的防护：但是在对传热管进行涡流检查期间，涡流检查探头将传热管内的高污染带至检修平台，需做好人员的污染防护。

3.1.3空气污染水平

历次大修蒸汽发生器一次侧解密封后，都对集流管口进行空气取样，测量结果均低于仪表探测下限（<1Bq/m³）；因此，在传热管涡流检查前一般不需要采取空气污染防护措施。

历次大修蒸汽发生器传热管吹扫期间，定期对检修平台和周围区域进行空气污染进行取样测量，T207大修期间因燃料气密性丧失，空气污染水平略有上升，吹扫过程采取过滤排放模式，防止检修大厅空气污染，其他大修期间污染水平均低于仪表探测下限。

涡流检查过程中涡流设备将产生一定的放射性粉尘（气溶胶），且其浓度较高（粉尘接触剂量率最高可达1-2mSv/h），结合表面污染的防护，要求涡流探伤人员佩戴气面罩进行作业，并要求定期对沉积的粉尘进行清理，避免由于通风的波动导致扬起。

3.2历次大修集体剂量情况

田湾核电站1、2号机组历次大修蒸汽发生器检修集体剂量总体控制情况良好，集体剂量及最大个人受照剂量值均低于管理目标值，未出现人员超剂量照射，

T101大修集体剂量明显高于其他大修，因为本次大修对4台蒸汽发生器解除一次侧和二次测密封后进行100%涡流检查，而其他大修都是对两台蒸汽发生器整体进行解体检修。

集体剂量逐步处于整体下降的态势，主要是从：检修工作技术改进，检修设备自动化程度提高，检修方案的不断优化，检修队伍的综合能力不断提高，辐射防护人员监督有效等方面不断进行经验反馈和改进。历次大修集体剂量见图5。

4后续优化方向

田湾核电站1、2号机组历次大修蒸汽发生器解体检修在集体剂量控制上取得了明显的效果，但仍然有较大的优化空间，需要后续进一步进行优化和改进；例如：进一步优化二次侧内作业流程、检修工艺，逐步采取自动化工艺代替人为现场操作，减少人员滞留时间；进一步提高作业人员集体剂量控制意识，提高人员技能，优化作业班组人员组成，减少人员受照剂量：采用源项控制技术，降低设备辐射水平等。

5结束语

WWER1000堆型卧式蒸汽发生器属于核电站一回路重要设备，其设备结构复杂且存在一定的辐射风险，其解体检修作业前需进行充分的风险分析，制定相应的防护措施，作业过程中严格执行控制点文件要求，作业结束后需进行总结并做好经验反馈工作。

历次大修蒸汽发生器各辐射防护指标和辐射参数均处于预期水平，并在不断总结、优化的基础取得较好的成绩，填补了国内唯一卧式蒸汽发生器解体检修辐射防护经验的空白：但仍存在一定的提升空间，需通过总结和经验反馈，在以后的工作中不断改进，以实现蒸汽发生器解体检修辐射防护的最优化。

[责任编辑：王伟平]