福清核电厂核岛辐射控制区出入口改造与优化

杨威

福建福清核电有限公司 福建福清 350318

为防止放射性污染扩散，便于辐射防护管理和职业照射控制，减少核电厂工作人员的受照剂量，核电厂通常将厂区工作场所划分为辐射控制区与非控制区[1]，核岛辐射控制区（以下简称RCA）出入口是RCA与非RCA的重要边界区域，也是辐射防护人员开展现场各项辐射防护工作和活动的支点，主要承担人员进出控制、辐射污染控制、个人剂量控制、便携式监测仪表及防护物资发放等重要工作。另外，对于进入RCA的工作人员来说，出入口的管理和服务也是影响工作人员心理和工作状态的重要因素。一个合理的RCV出入口设计必须在满足控制管理的基础上实现提供服务、支持的功能。

综合国内其他核电厂的运行和管理经验，为了使RCA出入口空间布局更合理、功能设置更完善，达到人员进出方便、快捷，利于辐射防护控制和管理的目的，福清核电厂对机组RCA出入口进行了设计变更和优化改造。同时受M310堆型成熟和固化的厂房结构限制，一些更优化的设计理念在改造过程中未能充分实施，在此一并提出，为今后先进压水堆核电站RCA出入口设计提供参考。

1 RCA出入口的组成和功能

国内核电厂堆型较多，总体布置结构不一，因此，RCA出入口房间布局相差甚远，无统一标准。按照国家相关标准的要求和国内运行核电厂的实际情况，RCA出入口设计需满足以下组成及功能要求。

1.1 RCA出入口的组成

控制区出入口主要由冷更衣室、热更衣室、防护物资存放室和辐射防护值班室等组成。冷更衣室是进入控制区前用于脱去个人便装、存放个人衣物等物品的区域，该区域一般根据需要设有卫生间、淋浴间等设施。热更衣室是控制区内穿戴或脱下基本防护衣具以及人员去污的区域。防护物资存放室是用于存放防护物资、便携式监测仪表、应急物资等的场所。辐射防护值班室为辐射防护工作人员提供办公场所，以控制和管理人员进出RCA，并对RCA内的活动进行指导和监督，以避免和减少辐射照射可能对核电厂人员带来的健康风险。

1.2 RCA出入口的功能

在核电厂中设置的RCA出入口必须满足如下基本功能要求[2]：（1）控制和管理进出RCA的人员，防止未经辐射工作授权的人员进入RCA，并能够实时提供RCA内的人员信息；（2）为人员提供场所和物品，以完成人员进入RCA作业前的必要准备；（3）监测离开RCA人员和随身携带物品（如工作文件、个人剂量计和小工具等）的放射性污染状况；（4）通过个人剂量监测仪表读出装置获取离开RCA人员的单次受照剂量信息；（5）对被污染的人员和小物品进行处理，从而防止RCA内的放射性物质扩散到RCA以外的区域，保障人员与环境的安全。

2 RCA出入口的基本设备

2.1 用于个人剂量监测和管理的设备

RCA出入口中用于个人剂量监测和管理的设备主要有读卡器、门禁设备、个人剂量监测仪表、剂量读出器等，其主要功能为[3]：（1）识别进入RCA的人员身份，只有被授权的人员才能获准进入RCA；（2）向进入RCA的人员发放个人剂量监测仪表（如直读式电子个人剂量计和热释光剂量计）；（3）记录进入RCA的人员姓名、单位、进出时间、单次累计剂量及其他指定数据，并为工作人员建立个人剂量数据库[4]。

2.2 门框式γ污染监测仪

该监测仪用于监测通过该门人员的γ辐射，也称为C1门。通常，C1门布置在RCA与热更衣室之间，离开RCA的人员首先要通过C1门。当基本防护衣具的表面污染超过控制水平时，工作人员需脱下污染的防护衣具再进入C1监测。当测量值低于设定控制水平时，出口门会自动打开，准许人员进入热更衣室。

2.3 全身表面污染β监测仪

该监测仪用于监测通过该门人员的身体表面β辐射，也称为C2。通常，C2门布置在RCA出入口的热更衣室与冷更衣室之间。离开RCA的人员需在热更衣室脱去防护衣具后，进入C2门监测。当人员的身体表面污染超过控制水平时，需退回到热更衣室的去污间进行去污。当测量值低于控制水平时，出口门会自动打开，准许人员进入冷更衣室穿上便装，离开RCA。

2.4 小物品污染检测仪

该设备用于监测离开RCA人员随身携带的小物品（如工作文件、个人剂量计和小工具等）的放射性污染状况，防止小物品将放射性污染带出RCA。

2.5 其他设备和器材

热更衣室内配置去污装置；冷、热更衣室内配置更衣柜；辐射防护人员值班室配备相应的办公用品等。

3 RCA出入口改造原因

图1 改造前RCA出入口设计及控制流程图

福清核电厂1、2号机组RCA出入口的原设计是以岭澳1期核电厂为参考，进出RCA的人员都需经过RCA出入口，其设计及控制流程见图1所示。

人员进入RCA的流程见图1中黑色实线所示，首先进入冷更衣室，到达剂量计、钥匙发放台处领取更衣柜钥匙，脱下便装；重新返回发放台处领取个人剂量监测仪表，并到门禁设备处进行身份识别，关联剂量监测仪表和个人身份信息；通过门禁设备后，进入热更衣室，穿着基本辐射防护衣具；通过走廊进入辐射工作场所，如需特殊防护器具（如铅衣、呼吸面罩等）需进入辐射防护值班室进行领取。

人员离开RCA的流程见图1中黑色虚线所示，首先从工作场所返回至C1门处进行γ污染监测，如无污染则通过C1门到达热更衣室，脱去基本辐射防护衣具，对欲带出控制区的小物件进行放射性污染监测；在C2门处进行身体表面污染监测，如污染水平高于控制值，需利用设置在热更衣室的去污间进行去污操作，如污染水平低于控制值可直接通过C2门；通过C2门后归还个人剂量监测仪表，进入冷更衣室，穿上便装离开RCA出入口。

根据运行核电厂的运行管理经验反馈，原设计还存在一些不足和可完善之处，主要表现在：

（1）房间面积分配不合理。冷更衣室内功能区房间面积分配不合理：冷更衣室面积约为260m2，其中冷更衣室内淋浴间和卫生间占用约100m2，冷更衣室更衣区按照200人使用量进行设计，不满足双堆机组一台机组大修单次最大进出人员数量的需求，参考电站、同类型机组电站按照单次最大进出500人需求进行设计；辐射防护值班室面积约为40m2，其内部的两个隔间面积均约为2m2，过于狭小无使用价值。

参观通道设置不合理：面积约为10m2，占用了热更衣室房间面积；女通道面积约为30m2，按照10人使用量进行设计，由于放射性洗衣房设置在核岛厂房内，工作人员多数为女性，不能满足机组正常及大修时进出人数最大20人的需求。

（2）房间布局不合理。污染衣物间布置在C1门里侧并距离较远，如衣物监测出现污染，不便于收集处置；办公室、去污淋浴间布置在人员退出通道上，易造成人员退出时拥堵。

（3）功能房间缺失。缺少防护物资存放室，防护物资、便携式监测仪表等无存放地点；女通道缺少卫生间及去污淋浴间。

（4）交叉污染。热更衣室内，穿戴和脱掉基本辐射防护衣具位于同一区域，无法有效地阻止进出人员之间流动，可能带来潜在的交叉污染风险；去污间与去污淋浴间存在人员流动，易造成二者之间区域交叉污染。

4 RCA出入口改造实施

图2 改造后RCA出入口布局及控制流程图

为使人员进出RCA出入口方便、快捷，同时利于辐射防护人员控制和管理，对RCA出入口的有限空间需要进行合理细化。基于RCA出入口的合理使用、便于严格控制和实现安全功能的原则，针对原设计不足之处，提出了较为合理、经济、可行的改造方案，改造后的RCA出入口布局及控制流程见图2所示。改造主要表现在以下两个方面。

4.1 布局改造

（1）调整房间面积。对冷更衣室内的淋浴间和卫生间进行合并，减少淋浴隔间数量，由于淋浴间污水排放到电站污水系统（非放射性系统），人员在淋浴后会造成冷更衣间地面湿滑，不提倡人员在RCA与非RCA过渡区域淋浴；取消辐射防护值班室内的两个隔间，同时将值班室通往辐射控制区的门洞更改为窗口，利于污染控制和防护物资的发放；取消参观通道，严格按照RCA进出流程进出RCA，避免RCA边界失控，放射性物质扩散到非RCA；对女通道进行扩大，防止人员进出时拥堵。

（2）调整房间布局。更改污染衣物间位置，布置在C1门旁边；取消办公室，将去污间与去污淋浴间进行合并，保证人员退出通道开阔，避免人员在退出时出现拥堵等问题。

（3）增设功能房间。增设防护物资存放室，布置在辐射防护值班室旁，方便值班人员取用发放；女通道增设卫生间及去污淋浴间；将剂量计、钥匙发放台分开，在冷更衣间增设钥匙发放台，便于对钥匙发放与回收的管理，同时保证人员财产安全。

（4）隔离交叉污染区域。在热更衣室穿戴与脱掉基本辐射防护衣具之间区域设置安全帽架进行隔离，避免存在交叉污染的风险；去污间与去污淋浴间合并后也避免了交叉污染的风险。

4.2 办公环境美观优化

RCA出入口原设计中，未对内部房间进行精装修，墙面、地面采用油漆涂刷，顶棚未作处理。由于RCA出入口内房间墙面、顶棚存在电缆、管道等设备设施，房间内部整体环境较差，且考虑人员办公及进出过程中的舒适感，对RCA出入口进行了美观优化。主要对地面、墙面、顶棚进行精装修，在装修过程中需注意：

（1）顶棚装修时，吊顶高度需充分考虑管道等高度，将吊顶标高设置同一高度；

（2）墙面、地面装修材料要充分考虑房间功能性，如去污间采用油漆便于污染去污、卫生间采用防滑地砖防止人员滑倒等；

（3）在装修时，如存在地漏、墙面管线等，需将地漏口位置做好美化处理，将墙面管线包裹在墙面装修材料内。

5 进一步优化设计建议

RCA出入口改造旨在依靠更加合理的布局，达到RCA出入口的有效控制（进出、边界、污染、剂量控制等），在现有条件下最大程度的优化生产人员的工作环境，保障人员工作安全。如何更好地为现场工作人员提供便捷、优质、安全的服务是我们在RCA出入口设计时的侧重点，更是我们辐射防护人员日常工作的重心。因此基于以上设计理念，同时综合考虑改造实施的可行性及经济性，进一步提出以下两点优化设计建议：

（1）值班室开放式设计。为缓解人员在封闭办公场所的压抑感，RCA出入口空间布局应在区分功能区的前提下，增强空间的整体感，达到空间视觉的开阔性。本着合理利用出入口有限空间的原则，使RCA出入口具有足够的空间视觉感，同时使人员在办公场所具有足够的舒适感与归属感，对人员办公场所采用开放式设计。如RCA出入口内的辐射防护值班室等人员办公场所，采用半高墙体或围栏等方式进行规划，达到空间视觉的开阔性，同时确保了对进出RCA出入口人员的全程监督。

（2）进出分流。为使人员进出RCA出入口方便、快捷，避免出现拥堵、混乱的局面，对人员进出通道进行分开规划，既人员进入和退出路线不交叉，又达到人员分流的目的。通过进出分流，能够有效地防止了人员在进出过程中交叉污染的风险，使人员在进出控制、污染控制等方面得到较好地保证。

6 结语

通过RCA出入口的改造，达到了对RCA出入口有限空间的合理布局，较好地满足最终使用和管理要求。在理论和实践相结合的基础上，充分考虑人员的工作感受，提出先进的开放式设计理念，努力实现RCA出入口空间布置、人流组织、设备配置和管理需求等各方面的最优化，为今后先进压水堆核电站RCA出入口设计提供参考。