重水反应堆重水微小泄漏定位方法

宋 力

（中核核电运行管理有限公司，浙江 嘉兴 314300）

0 引言

重水堆核电厂发生重水微小泄漏时，从系统参数和现场表现都很难被快速直接的发现。长期的重水微小泄漏会对电厂人员总体剂量和环境排放产生持续性的较大影响，成为长期困扰重水堆核电厂的难点问题。为了从根本上解决这一问题，需要从现场实际需求出发，开发一种能够安全、快速、高效的重水微小泄漏定位法，以减少工作人员集体剂量、减少环境放射性排放。本文将详细阐述重水微小泄漏定位方法的应用。

1 系统重水微小泄漏的危害及特点

由于工作和巡检的需要，重水反应堆厂房日常期间人员出入频繁。当厂房内出现重水泄漏时，厂房氚剂量水平会相应升高。这将会导致人员集体内照射剂量和环境放射性排放剂量的增加，严重时还会影响厂房现场工作的顺利开展，尤其在机组大修时这一影响将会放大数倍。这就决定了厂房重水查漏是一项重要和迫切的工作。反应堆厂房内重水设备分布广泛，几乎遍布整个厂房；重水蒸汽看不见摸不着，也没有任何一种试剂和仪器可以快速直接的捕捉到氚的踪迹，加之厂房内的通风、冷却及其他转动设备的扰动，导致无法直接对泄漏点进行定位。

2 重水微小泄漏定位的步骤方法

重水微小泄漏定位法分为四个步骤：初步认定、分析甄别、现场检查、固化传承。这四个步骤将根据现场具体情况来分阶段来实施。

2.1 初步认定

系统出现重水泄漏时，往往伴随有厂房氚水平升高的现象。当厂房氚水平升高时应作出以下判断：厂房氚水平变化是否符合预期（见图1）？即在开展一些特定的检修、换料和运行工作时会引起正常的厂房氚水平上升现象（见图2），针对这些工作笔者建立了对应的氚水平变化曲线数据库。通过与数据库对比即可初步认定是否有异常的重水泄漏。如果初步认定为重水泄漏则进入下一步的甄别环节。

初步认定是开端。方向正确结果才能无误。初步认定环节应把握保守决策的原则，对于暂时不能确定的情况应持续跟踪监视其发展变化。

2.2 分析甄别

首先，通过氚水平升高的区域范围，以及已知的厂房空气流向判断重水泄漏点的大致区域。其次，通过厂房氚水平的变化趋势和回收重水的氚比活度，结合系统工况和参数，来判断产生泄漏的是冷却剂还是慢化剂系统（系统的温度、压力不同，其重水泄漏的产生机理和发展变化也不同，另外，慢化剂中氚的含量约为冷却剂系统氚含量的几十倍，因此表现出来的氚水平高低及其变化趋势也有明显差别）。锁定了泄漏区域和系统，就可以根据设备清单圈定出区域内所有的“嫌疑对象”。将“嫌疑对象”与以往曾经出现过重水泄漏的设备类型“黑名单”，以及近期动作过、切换过或检修过的设备清单进行比对，重叠的部分即作为“重点嫌疑对象”（见图3）。最后，根据氚水平计算出冷却剂或是慢化剂的泄漏速率，并代入系统的压力、温度参数判断出泄漏点是否目视可见液态重水。

分析甄别是关键。甄别过程需要抱着开放的心态，集思广益、大胆设想、实事求是，切不可僵化思维、生搬硬套，否则就容易进入死胡同。成功的泄漏甄别可以大大的缩小现场检查的范围，指导查漏人员更加快速准确的接近泄漏点，以有效地控制个人和集体剂量，实现ALARA。

2.3 现场检查

参考泄漏甄别的结果，对“重点嫌疑对象”进行现场检查。检查的手段有以下几种：

2.3.1 目视

在辐射水平可接受的前提下，最经济和最直接的方法是目视检查，即查看法兰、接头、焊缝等有无白色结晶（见图4）或水迹。

2.3.2 取样

如果泄漏是以气态形式存在的，那么简单的目视是无法检出的，这就需要在每个嫌疑对象的临近位置做手动氚取样，必要时也可对嫌疑区域进行网格化氚取样（见表1），将取样结果进行分析比对，找出数值相对较高的点，以进一步的缩小检查的范围。

表1 网格化取样结果

2.3.3 包扎

以取样氚水平最高的点为中心，对离中心最近的5到10个“重点嫌疑对象”分别用包扎袋进行包扎。包扎的目的是将潜在泄漏点的重水蒸汽封闭在包扎袋内，如果露点温度高于环境温度，重水蒸汽将凝结于塑料袋内。因此包扎应力求严密。包扎后等待一段时间，然后对每一个包扎袋内进行手动氚取样。如果有某一个包扎袋内的氚水平与环境氚水平有数量级上的差别，则可判定为存在泄漏。否则要继续扩大包扎的范围，直到“真凶”显现为止。目前，包扎法被证明是针对重水微小泄漏适用性最强且最有效的检查方法。

2.3.4 其他辅助手段

某些重水设备因结构和现场布置的原因不便于包扎的，则可以采取搭设负压棚、设置隔离区等手段进行排除。现场有的房间通风环境复杂、气流扰动较大，会在很大程度上影响厂房氚浓度的分布，在这种情况下就需要改变房间空气的流动条件，如采取开关房门、改变通风风门开度、停运风机等手段来甄别（见图5）。

现场检查是手段。检查过程中除了做到细致扎实以外，还应该根据现场实际情况灵活运用各种查漏的手段，以达到最快捷、最经济以及最优防护的目标。

2.4 固化传承

每一次重水泄漏的机理都不尽相同，外部环境千差万别，表现形式也各异。因此，对于重水泄漏的每一次成功定位都是难得的经验，必须要及时总结。每次重水泄漏从产生、发展到消除的过程中，受影响区域内的氚水平在空间和时间上的分布特点是怎样的？影响其表现形式的变量有哪些（见图6）？这其中的每条数据都有着特别的意义。而要让这些数据变得有生命，就必须要不断地积累和归纳，对相似的部分加以强化、差异的部分作为发展，来不断丰富泄漏认定和甄别的依据。

固化传承是根本。用发展的眼光看待查漏工作，没有总结和归纳，过去的一切将变得无意义。

3 结语

从实践中来，到实践中去。现行重水微小泄漏定位法是一套经过实践检验的、完备、高效的操作方法。同时，其符合保守决策原则和ALARA原则。近年来，运用该方法多次成功定位秦三厂两台机组的重水微小泄漏。随着重水堆机组运行时间的增长，系统内重水的氚比活度在不断地累积，重水泄漏所带来的环境压力也在与日俱增。这就要求重水查漏工作标准持续提升。在面对新问题、新困难的时候需要人们灵活运用重水微小泄漏定位法，并不断在实践中总结经验、开拓创新。