福清核电厂放射性流出物排放管理实践

王 宝，蔡金平

（福建福清核电有限公司，福清 350318）

《中华人民共和国核安全法》《放射性污染防治法》《水污染防治法》《海洋环境保护法》《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871-2002）、《核动力厂环境辐射防护》（GB 6249-2011）、《核电厂流出物放射性监测技术规范（试行）》（国核安发〔2020〕44 号）等法规标准对核电厂流出物排放管理和流出物监测进行了相应规定。

核电厂运行时不可避免地要向环境排放放射性流出物。核电厂营运单位需要采取一系列切实可行的管理措施，以提高流出物分析的准确性，可控地进行放射性流出物排放，确保排放过程和结果都能满足国家法律法规的要求。

福建福清核电厂建有4 台M310 堆型核电机组和2 台华龙一号堆型核电机组，截至2021年已实现5 台机组商业运行。自1 号机组带核运行以来，福清核电高度重视放射性流出物排放管理工作，在放射性流出物取样、分析等工作上不断优化，采取一系列措施确保放射性流出物排放100%合规。

本文介绍了福清核电厂放射性流出物管理实践，可为国内同行核电厂放射性流出物管理提供参考借鉴。

1 福清核电放射性流出物管理实践

1.1 普及放射性流出物管理知识

提升核安全最根本、最有效的措施是提升工作人员的安全意识，避免人因失误。核电厂所有工作人员都要进行入场安全培训，长期工作人员还要每2 年复训一次，培训考核通过后才能从事相关工作。福清核电在人员入场基本授权必修课程《应急响应一级》中增加了放射性流出物相关概念和相关法律法规规定内容，职工必须掌握这些内容才能上岗。此举可让核电厂工作人员了解放射性流出物相关知识，确保相关知识融入工作人员的“工作常识”中。针对放射性流出物管理，福清核电现场已完成从“放射性流出物管理部门向生产一线部门提要求”到“生产一线部门向放射性流出物管理部门提需求”的观念转变。

放射性流出物排放相关的法规标准条款较多。福清核电将放射性流出物相关的法规标准条款编制成《放射性流出物宣传手册》［1］并向生产一线员工分发。该手册不但在福清核电公司生产领域内广为流传，还得到华东核与辐射安全监督站的肯定，并在国内同行核电厂推广使用。

此外，福清核电在内部《换料大修手册》［2］中增加了“放射性流出物排放审批流程”，并在大修开始前对各专业大修接口人员进行宣贯，使“确保大修期间放射性流出物排放100%合规”的要求深入人心。

1.2 建立标准化流出物实验室管理体系

实验室认可（CNAS）被世界上大部分国家视为分析技术能力的体现，有助于实验室的标准化管理并产出准确的分析数据［3，4］。

福清核电流出物实验室在2017 年引入CNAS 管理体系，于2019 年3 月取得认可证书（证书号：CNAS L12041）。引入标准化的实验室管理体系后，流出物实验室建立更加规范的人员培训和管理流程，制订年度仪器维护计划、分析质量控制年度计划、分析方法确认等措施，使实验室人、机、料、法、环都处于可控状态，最终得到准确的分析数据。

1.3 提高流出物取样分析准确性

福清核电流出物实验室建立了一套从流出物取样到排放量统计报告全程可计量溯源的体系。

对于放化仪器标定用的放射源，采用最终可溯源到中国计量院的双放射源进行交叉比对，确保放射源证书数据可信。对液态流出物中γ 核素所用的马林杯源和气态流出物中惰性气体分析所用的标准源，由福清核电提供器具给放射源制作单位，确保放射源盛装容器与现场样品使用容器保持一致。

对于流出物实验室仪器，除了定期检定外，还根据《电离辐射监测质量保证通用要求》（GB 8999-2021）以及CNAS 体系要求制定仪器年度质控计划，通过质量控制手段确保仪器分析过程稳定。

对于液态流出物，取样前核实排放槽中流出物在排放前充分混合，以确保取到有足够代表性的样品；取样后用经计量检定的器具量取与放射源相同体积的样品用于分析，以确保样品体积读取准确。对于气载流出物中的惰性气体，在用密封气体罐取样后，用经检定的压力表测量罐子内部真实压力，进而换算成标况气体体积，最终算出惰性气体放射性活度浓度。

对于所有流出物排放相关的流量计等，均制定清单跟踪检定，以确保不遗漏；对于无法检定的设备，制定厂内校准或者定期交叉比较的措施，以确保放射性流出物排放体积计算准确。

对于《核电厂流出物放射性监测技术规范（试行）》中与取样分析相关的要求，福清核电联合国内部分核电厂逐条制定整改清单及行动项，以确保监管部门的要求得到落实。暂时无法落实的要求，如55Fe、89Sr 等分析项目，福清核电已在行业内部率先与国内科研院所合作开发对应分析方法，计划于2022 年投入使用；对于烟囱、取样管线中的温度湿度测量要求，福清核电在行业内部率先开展相应技改工作，目前已进入变更方案编写环节；对于气载流出物取样管线沉积率论证要求，福清核电也在行业内部率先与国内科研院所开展合作，目前已完成现场试验，计划在2022 年完成评估报告。

1.4 提升流出物取样工作效率，保障取样人员职业安全

核电厂在正常运行期间，RX 厂房（反应堆厂房）内一些大型转动设备内加注的油脂会分解产生一氧化碳，高温管道保温棉等材料在高温下会分解产生甲醛等有毒有害气体。为确保大修期间进入RX 厂房的检修人员的工作环境满足相关法规要求，核电厂在大修前需要对RX厂房进行一氧化碳、甲醛等有毒有害气体测量，以判断RX 厂房内这些有毒有害气体含量是否满足工作人员进入检修的要求。2019 年以前执行此项工作时，核电厂工作人员通过随身携带便携有毒有害气体测量仪表到RX 厂房内进行测量，此时反应堆还处于运行阶段，人员工作环境温度高、噪音大、有放射性照射风险。为确保取样人员安全，需要采取许多额外防护工作，此项工作效率较低。

为解决这一问题，福清核电流出物取样人员研发了一套RX 厂房（反应堆厂房）有毒有害气体测量装置。该装置可以充分利用核电厂安全壳内大气监测系统在RX 厂房外的放射性流出物取样管线，在取样管线上串联一个可拆卸的可窥视容器（容器内固定便携式有毒有害气体监测仪）来实现有毒有害气体实时在线测量。目前该装置已获得国家实用新型发明专利授权［5］。

1.5 降低放射性流出物取样带来的核安全风险

1.5.1 烟囱惰性气体定期取样

按M310 堆型系统设计，在进行烟囱惰性气体定期取样的过程中，偶尔会触发烟囱在线监测气载流出物放射性仪表流量低信号，并同时在共用烟囱的两台机组上产生一个报警，该报警记录为双机组IO2［核电厂所有与各个运行模式相关安全要求不一致的情况（要求的安全功能不可用或超出正常运行限值）均被称为“事件”，通常也简称“不可用”，英文缩写为IO。这些事件，根据其涉及的安全功能的重要程度，被分为两组，即IO1 和IO2］。一旦每台M310堆型核电机组在不同系统上同一时间存在5 个IO2 事件，该机组需降功率处理，若不解决报警问题将可能影响核电机组安全稳定运行。为控制核电机组核安全稳定运行，每次执行烟囱定期取样时都需排计划、按占用双机组IO2 进行控制。该取样工作常常与其他占用IO 的核安全相关工作安排产生冲突，影响其他重要工作的开展。为解决这一问题，福清核电设计了一套避免烟囱惰性气体取样产生双机组IO2 的装置，该装置使用后，烟囱惰性气体取样会产生双机组IO2 报警的问题彻底成为历史。目前，该装置已通过国防科学技术成果鉴定。

1.5.2 反应堆厂房泄压前空气取样

核电厂反应堆厂房内空气的压力在日常运行过程中会缓慢上升，上升到一定程度后需要进行泄压排放。执行气体泄压排放前的放射性碘取样时需要使用专用碘取样器，该碘取样器因设计原因，易出现密封圈密封不严导致反应堆厂房泄漏率异常，从而严重威胁核电厂第三道核安全屏障的完整性。福清核电现场出现过多次因碘取样器密封不严导致反应堆厂房泄漏率异常的情况，为彻底杜绝此问题，福清核电设计了碘取样器打压装置。在布样前对碘取样器进行打压试验，确保无泄漏后再拿到系统中进行布样。使用该装置后，福清核电彻底避免了因碘取样器缺陷导致的安全壳泄漏率异常问题，保障了核电厂第三道安全屏障的完整性。

1.6 开发放射性流出物排放管理软件，提升管理效率

随着核电厂群堆运行方式的普及，如何确保核电厂放射性流出物合规排放是各核电厂营运单位需要重点考虑解决的问题。

1.6.1 确保排放流程合法合规

随着监管部门对核电厂营运单位放射性流出物管理要求的不断提高，仅靠制定公司内部管理要求和提高人员技能已无法适应新的形势。液态流出物取样前打循环时间、液态流出物排放时海水潮位、与同一基地内其他系统排放是否有冲突、排放指标是否满足限值要求，这些都是核电厂环境影响评价报告和最终安全分析报告中明确规定的条款，国内大部分电厂对此只能通过人员手动控制，极易造成放射性流出物排放违规事件［6，7］。

针对上述问题，福清核电开发了放射性流出物排放管控软件，使涉及流出物排放的相关法规以及电厂内部管理程序相关约束性条款全部内嵌到软件中，只要排放条件不符合要求，放射性流出物排放流程就无法继续流转，从根本上确保了放射性流出物排放过程合规。

1.6.2 确保排放总量满足排放限值要求

GB 6249-2011 规定：核动力厂的年排放总量应按季度和月控制，每个季度的排放总量不应超过所批准的年排放总量的1/2，每个月的排放总量不应超过所批准的年排放总量的1/5。

核电厂放射性流出物排放大部分是需求排放，机组生产有需要时才进行排放。执行排放前，应对待排放的放射性流出物排放总量进行预测，提前判断本月及本季度的排放总量是否符合GB 6249-2011 的规定。为此，福清核电内部设定了更为严格的排放量管理目标值并设计了放射性流出物排放量预测表，每次按最大排放体积预测排放量，与历史累计排放量相加，要求月度排放量不超过排放管理目标值的20%，季度排放量不超过管理目标值的50%，年度排放量不超过排放管理目标值。如有数据超出以上范围，在管理目标值余量和排放比例表中会自动变红，以提醒放射性流出物排放审批人员。

2 核电厂放射性流出物管理体系建设实施效果

2.1 核安全文化意识得到显著提升

福清核电现场已完成了从“放射性流出物管理部门向生产一线部门提要求”到“生产一线部门向放射性流出物管理部门提需求”的观念转变。福清核电对放射性流出物管理采取的宣传措施被华东核与辐射安全监督站肯定，在行业内部广受好评并在同行电厂推广使用。

2.2 流出物实验室管理水平得到显著提升

流出物实验室将国家法律法规相关规定分解为易于岗位分析人员使用的工作细则，并与CANS 认可体系相关要求相结合，在不断实践中探索出了一套行之有效的实验室管理体系。该体系自实施以来，实验室质量控制活动多样化开展、促进实验室管理体系持续改进、实验室人员质量意识显著提高［3，4］。该体系在2019—2021 年间通过三批次国内外部专家的肯定并一次性通过CANS 首次评审、监督评审和复评审。

采取一系列提高取样分析准确性措施后，放射性流出物实验室在历年参加同行实验室间比对以及国家组织的放射性流出物分析技能考核中均取得满意结果。

2.3 人员工作效率得到显著提升

使用“反应堆厂房放射性气体中有毒有害气体连续测量装置”后，RX 厂房有毒有害气体测量工作由原来的多人多部门6 个小时才能完成降到1 人半个小时就能完成，工作效率提高近72 倍。

使用“碘取样器打压装置”后，在相同条件下，反应堆厂房查漏工作由原来需要3-4 个部门至少10 人配合2-3 天才能完成，变成只需一个人30 分钟就能搞定，工作效率至少提高320 倍。

使用“避免烟囱惰性气体取样产生双机组IO 装置”后，烟囱惰性取样的工作量由原来的3人1 天时间变成2 人1 个小时，工作效率提高12 倍。

2.4 核安全风险水平显著降低

使用“避免烟囱惰性气体取样产生双机组IO 装置”后，烟囱取样不再产生双机组IO，提升了放射性流出物排放监测核安全设备可用率。

使用“放射性碘取样器打压检漏装置”后，反应堆厂房泄压前空气取样导致反应堆厂房泄漏率异常的次数由2019 年的3 次降为2020—2021 年期间的0 次，提升了核电厂第三道安全屏障的可靠性。

2.5 具有明显的经济效益和社会效益

使用“避免烟囱惰性气体取样产生双机组IO 装置”后，每年可为公司节约人力成本约20万元；使用“放射性碘取样器打压检漏装置”后，每年可为公司节约人力成本约15 万元；使用“反应堆厂房放射性气体中有毒有害气体连续测量装置”后，每年可为公司节约人力成本约19万元。

使用“避免烟囱惰性气体取样产生双机组IO 装置”后，烟囱惰性气体取样时不再产生报警，惰性气体取样体积随即可以从原来的5 L 增加到约7 L，烟囱惰性气体取样体积增加20%。根据放射性活度浓度计算公式可知，在惰性气体体积增加20%时，惰性气体检测限降低约20%。因烟囱惰性气体排放总量=惰性气体放射性活度浓度×排放总体积，在排放总体积不变的条件下，降低惰性气体放射性活度浓度20%可实现降低惰性气体排放统计量的20%。

核电厂放射性流出物排放数据向社会公开后，降低惰性气体排放量可以直接体现在减排数据上。此举可提升社会公众对核电厂放射性废气排放工作的认可，加强核电厂在环境保护领域有作为的形象，具有一定的社会效益。

3 结论

自福清核电实施针对放射性流出物的各项管理措施以来，国内有多家核电厂前来调研取经。同时，福清核电的这些管理措施也得到了同行的充分肯定。这些管理实践有助于各核电厂参考并形成一套完善的放射性流出物管理制度，在一定程度上落实了国家环境保护战略，有助于核电厂营运单位落实国家核安全监管要求，有助于提高社会公众对国家核安全的认可度，同时产生一定的经济效益和社会效益。