沈海驹

（中核核电运行管理有限公司保健物理一处，浙江 嘉兴 314000）

0 引言

蒸汽发生器（SG）一次侧机械作业是停堆换料大修的重要检修项目，包括了一次侧人孔开关作业和一次侧堵板装拆作业。蒸汽发生器（SG）一次侧水室，作为主冷却剂系统的一部分，运行时大量的腐蚀活化产物在此沉积。经过多个燃料循环，水室中的辐射水平很高，在一次侧机械作业中，工作人员作业时有很高的外照射、表面污染和内照射风险。本文以秦山350MWe机组二十次换料大修（以下简称OT120，下同，数字代表大修序数）为例，介绍蒸汽发生器一次侧机械作业的辐射防护实践和良好措施。

1 作业内容和辐射风险

1.1 主要作业内容

核电厂机组停堆换料检修期间，一般需要对SG一次侧进行维护和在役检查工作。利用一回路处于低水位的工况下，打开SG一次侧人孔，在水室内一回路管道口上安装堵板，以防止在水室内工作时工作人员或异物落入一回路管道，在一次侧水室内工作全部结束后，则必须拆除堵板，恢复水室正常状态，关闭人孔。因此，一次侧机械作业包括人孔开关和堵板装拆等。

1.2 作业步骤和辐射风险分析

1.2.1 人孔开关机械作业

要进行SG一次侧水室的役检工作，首先需要在低低水位阶段把一次侧的人孔打开。对于一次侧人孔的开关作业细分为以下几个步骤：螺栓拉伸拆除人孔盖板，孔密封面清理及检查，人孔螺栓底孔检查，回装人孔盖板，完成螺栓拉伸。

辐射风险：作业地点受SG筒体和主管道等影响环境辐射水平高，当人孔打开后，水室内存在很高的γ照射和β照射，在人孔附近作业有极高的外照射、体表污染、污染扩散风险。

1.2.2 堵板安装和拆除作业

完成一次侧人孔开口之后，需要进行役检作业，为防止检查时有异物掉入主管道，需要对一次侧主管道孔加装堵板。

辐射风险：需要人员进入一次侧腔室作业，水室内有高放射性气体，腔室冷端、热端均有很高的γ照射和β照射，在水室作业有极高的外照射、内照射、体表污染、污染扩散风险。

1.3 现场辐射水平调查

OT120大修中对一次侧机械作业的作业地点01#厂房305和311房间辐射水平进行调查，环境辐射水平为0.3~0.5 mSv/h，辐射热点主要是主管道1.5~2 mSv/h。

作业现场SG一次侧水室内的辐射水平（见表1和图1），蒸汽发生器水室内辐射水平高，污染严重，存在超剂量照射和体表污染风险。

表1 OT120大修SG一次侧水室内部辐射水平

图1 SG一次侧水室测点图

2 一次侧机械作业辐射防护实践

SG一次侧机械作业地点位于SG底部位置，底部区域有主管道穿过，存在辐射热点，一次侧水室存在着大量的高放射性腐蚀活化产物，人孔处辐射水平大。因此，一次侧机械作业中，不仅存在很高的外照射，特别是在堵板作业中还存在高内照射风险，如果没有做好完善的辐射防护措施，会造成人员超剂量照射事件、人员体表污染事件，严重的更会造成吸入水室中的微尘从而形成内照射，所以一次侧机械作业项目中的大修辐射防护工作相当重要。

2.1 外照射的辐射防护措施

2.1.1 开展实体模拟培训，缩短作业时间

为缩短在高辐射风险区域的操作时间，工作负责人和防护人员对本次作业所有参与人员均进行了模拟演练培训，提高工作人员对于操作步骤和工器具的熟悉程度，其中每位作业人员堵板装和拆堵板都需要控制在60 s内完成，工作负责人根据培训的结果，挑选最合适的人员进行现场的具体操作。通过培训，人孔机械作业、堵板作业、检查设备的安装拆除所需时间减少，有利于实现辐射防护最优化原则。

2.1.2 建立区域隔离和低剂量等待区

结合以往大修经验，将蒸汽发生器（SG）底部所在房间及房间门口整个区域作为污染隔离区，并扩大污染隔离区，配置相应的辐射防护用品柜并设专人管理；作业期间控制人数和限制无关人员进入；在设备间外建立“低剂量等待区”（环境剂量率约3μSv/h），进入前的准备、作业完成后脱防护用品及工作中的商量和等待在此低剂量等待区内进行，减少不必要的照射。

2.1.3 实施作业现场辐射热点屏蔽

SG一次侧作业地点位于01#厂房305和311房间，工作环境狭小，辐射源项复杂，有主系统的管道、停冷管道、测温旁路管道、SG底部输水管，辐射水平高，辐射防护人员使用铅皮将主管道屏蔽，屏蔽前接触剂量率约1~3 mSv/h，屏蔽后的接触剂量率约0.5~1 mSv/h，因此对这些管道进行屏蔽能达到很好的效果，降低作业现场的环境剂量率水平；人孔盖板螺栓拉伸操作业所需时间较长，所以要求作业人员操作时穿戴铅衣，通过屏蔽减少了作业人员的外照射并降低集体剂量。

2.1.4 操作方式和工器具改进

在机组运行初期的大修中，由于一次侧机械作业操作方式和工器具简单传统，所以在人孔开关和堵板装拆中，工作人员在现场投入了大量的工作时间，受到高剂量辐射，为了有效缩短作业时间，工器具和操作方式要不断改进。人孔螺栓拉升作业中，R102（大修编号，数字表示序数，下同）大修中气动扳手代替手动扳手，并且不断改进；R110大修中将一次侧堵板安装方式由螺栓固定改为合页堵板直接封盖。这些改进大大缩短作业时间，提高了工作效率，缩短了作业时间，降低了集体剂量，取得了较好的效果。

从表2、表3、图1、图2和图3看出，从第一次大修到第二十次大修，由于一系列的辐射防护措施和作业效率的提升，作业集体剂量呈下降趋势，外照射辐射防护措施取得较好效果。其中R102大修中，一次侧水室在两个循环后环境辐射水平上升，堵板作业集体剂量增加；R107大修中，人孔开关操作和工具遇到问题，延长了作业时间；在R108大修中，因为装堵板的技术问题，共9人进行了多次重复安装，增加了集体剂量。

图2 单台SG一次侧机械作业集体剂量统计

图3 单台SG一次侧人孔作业集体剂量统计

表2 SG一次侧机械作业集体剂量统计（1）

表3 SG一次侧机械作业集体剂量统计（2）

2.2 辐射污染的防护措施

一次侧机械作业存在高污染风险，包括内照射和表面污染风险，所以针对本项作业做了以下防护措施：

（1）建立并扩大了松散污染隔离区的范围，有效减少交叉污染的风险。

（2）作业现场的空气净化和连续取样测量。在拆堵板作业前SG腔室用高效空气净化小车抽气16小时以上，降低了SG水室内空气污染水平，并且使用空气取样监测仪连续测量。

（3）特殊的防护用品.对进入水室的工作人员、堵板作业辅助人员均提供供气式头罩，利用压空供气系统配置供气式头罩、防水服、无纺布工作服、高污染作业鞋套等专用防护用品。预防疏水不彻底留下的残水带来的污染风险，避免SG腔室内壁附着的高放射性微粒接触作业人员皮肤的风险。

（4）一次侧堵板作业中需要频繁使用供气设备，供气管线长，并且多人同时使用，所以容易造成管线缠绕、被踩踏，导致供气中断，严重的会造成人员窒息。针对这一情况，提前对现场的供气设备进行准备，对多条供气管线使用不同颜色塑料布包裹加以区分，对供气管线进行铺设并加以固定。实践证明，这些措施在防止内照射和表面污染方面也是非常行之有效的。

2.3 剂量监测与污染检查

对一次侧机械作业的两项任务分别建立了辐射工作许可，设置了个人剂量报警值，严格控制个人剂量限制。对于堵板作业人员配备热释光剂量计（TLD）和电子剂量计（EPD）外，同时对肢端（脚、头）增配局部TLD，手部配置浅表剂量计（指环剂量计）；工作前后进行内照射检查（WBC）；辐射防护人员在作业人员进入水室后，进行时间控制，使用秒表计时，来控制作业人员的个人剂量；参与一次侧作业的所有人员在去除防护用品后，接受辐射防护人员的污染检查，并且必须及时前往C1和C2门进行污染检查。

3 结果与评价

3.1 作业前培训的必要性

OT120大修中，作业人员在整个机械作业过程中未发生工作服及体表污染事件，除了进行堵板拆装工作外，辐射防护人员还改进了培训方式和培训教材，制作了视频培训教材，起到了较好的培训认知效果，可以在今后的培训和检修过程中继续推广。

3.2 供气设备准备到位

从历次大修的现场防护来看，对拆堵板作业人员的防护非常有效，未发生人员超剂量照射和作业人员体表污染的事件，但是作业项目的辅助人员却发生了人员体表污染事件。针对此情况，辐射防护人员对压空系统进行改进，增加供气接头，确保辅助人员也能够使用供气式头罩，降低体表污染的风险。同时采取措施对供气管线区分和固定，降低了供气管线缠绕和被踩踏的可能性，保证作业人员的生命安全。

3.3 技术改进提升工作效率

图4 单台SG一次侧堵板作业集体剂量统计

一次侧机械作业中，人孔螺栓拉升作业中使用气动扳手替代传统的手动扳手，堵板安装方式改为合页堵板直接封盖,在实践证明中，这些技术改进提高了工作效率，有效降低了辐射剂量，有利于实现辐射防护最优化原则。

一次侧机械作业中，风险最高的是水室内堵板作业，按照原来的方式，此项作业任务需要多人进入水室，并在水室长时间工作，在经历多次大修中，在R106大修中将堵板多颗螺栓安装改进为少数螺栓安装，在R110大修又改为合页堵板直接封盖，新的堵板重量轻，安装方便，通过改进现在都控制在60 s以内完成，拆堵板平均20 s（见图5），堵板方式的改变是SG一次侧机械作业降低集体剂量最有效的实践。

图5 单台SG堵板拆装所需时间数据统计

在一次次改进和实践后，在OT120一次侧机械作业的辐射防护措施取得了良好的效果，表4是OT120大修中一次侧机械作业辐射防护数据。

表4 OT120一次侧机械作业辐射防护指标统计

4 存在问题及改进建议

4.1 培训需要更加全面

工作人员将厂房模拟演练的重点放在了拆装堵板操作的熟练程度上，但人孔密封面回装的操作、熟练度有所忽视，污染防护重视程度不足。建议在模拟厂房的同时增设人孔盖开合的操作步骤和防污染步骤，增强作业人员在此环节的熟练程度和防护意识。

4.2 提高人孔盖板作业效率

在OT119大修中，进行SG一次侧人孔密封面回装操作时，由于人员技能熟练度和拉伸设备问题，进行了返工，导致接受了不必要的剂量，相比OT118大修，集体剂量有所明显。建议改进扳手等设备，提高作业人员对螺栓拉升、密封面回装等工作的熟练度，缩短作业时间并且减少进入作业区域的工作人员，有利于集体剂量的最优化。

4.3 开发专用堵板安装工具

工作人员进入SG一次侧水室，面临高辐射风险。建议研发专用堵板安装工具，比如长距离安装工具，使工作人员在水室外进行安装堵板操作，或者用气囊代替堵板，使用长工具将气囊放入主管道孔，然后充气，使其具有堵板的功能，这样避免了人员进入水室。

5 结语

实践证明，通过行之有效的辐射防护措施，加强模拟演练的培训，提高辐射防护用品的使用，改进操作方式和工器具，可以有效降低工作人员的集体剂量，避免内照射的发生，防止放射性污染的扩散。当然也存在不足之处，需要完善模拟操作培训，开发堵板专用工具，使用更好的辐射防护设备，重视现场辐射防护细节，这样才能对蒸汽发生器（SG）一次侧机械作业的现场辐射防护做到有效可控，实现辐射防护最优化的原则。