核电厂辐射监测系统调试探讨

核电厂辐射监测系统调试探讨
摘要：为了提高核电厂的安全运行与管理水平，降低辐射风险，加强核电厂
辐射监测系统至关重要。

文章介绍了核电厂辐射监测系统调试工作的文件体系、
先决条件、试验目的和步骤。

关键词：核电厂；辐射监测系统；调试
核电厂辐射监测系统具有实时监测核电机组工艺过程、气载、排出流及区域
环境放射性水平的功能，对于避免电厂工作人员免遭意外照射，以及防止放射性
废物被误排放到自然环境中造成公众或自然生态环境遭受照射或污染发挥着重要
作用。

核电厂辐射监测系统为核电厂正常运行和事故响应提供放射性物质释放和
水平监测信息，是核电安全纵深防御体系中的重要环节，也是核电厂应急响应和
决策的重要依据。

[1]日本福岛核事故后，国家核安全局在总结福岛事故经验基础
上对核电厂监测系统的可靠性提出了新的要求，要求核电厂监测设施和监测点布
置应具有合理性和代表性，满足核电厂正常运行状态下的环境辐射监测以及事故
工况下环境辐射应急监测方案规定的设施功能。

因此，有必要对核电厂辐射监测
系统定期试验的安全风险、人因风险进行研究，并制定有针对性的应对措施，实
现降低核电厂辐射监测系统定期试验风险，提高试验质量，确保核电厂辐射监测
系统监测功能满足机组运行安全需要的目标。

一、调试的文件体系及先决条件
电厂辐射监测系统调试由系统调试大纲、电站调试大纲、系统预运行试验规
程组成。

预运行试验规程在调试大纲的基础上制订，包括监测道预运行试验规程、安全壳卸压排气活度监测道试验规程、核电厂辐射监测信息管理系统试验规程、
反应堆功率运行阶段系统功能试验规程。

调试试验的先决条件包括：仪表安装完成、仪表端接完成、上游电源可用、取样管气密性试验完成、吹扫气源/冲洗水
源可用、工作场所照明正常。

二、试验目的及主要试验步骤
（一）试验目的
预运行试验规程的目的是分别在不同调试阶段将下列设备投入运行。

堆芯首
次装料之前，需要投运中放射性液体活度监测道、N-16监测道、N-13监测道、
气溶胶/碘及惰性气体监测道、II型区域γ监测道、III型区域γ监测道。

预
临界试验之前需要投运离线低放液体活度监测道、低β气体活度监测道、扫描
式风管中气体活度监测道、I型区域γ监测道、主要区域γ辐射监测道。

首次
临界之前需要投运高湿度气体活度监测道、高放液体活度监测道、反应堆厂房事
故后γ剂量率监测道。

安全壳卸压排气活度监测道试验规程目的是投运该监测道；核电厂辐射监测信息管理系统试验规程目的是投运该系统；反应堆功率运行
阶段系统功能试验规程目的是核查反应堆功率处于80%及以上时，监测道是否满
足运行条件。

（二）试验步骤
监测道调试步骤一般包括：安装接线检查，例如排查判断通讯线路是否故障。

具体操作步骤为：关闭仪器电源，采用观察法和手压法检査通讯线路是否接触良好，必要时用万用表检查通讯线路是否断路或短路。

若其接触良好，开机后若仍
然无法通讯，即可判断为处理组件通讯部件发生故障。

上电前检查（软件、电气
安全）、参数配置、性能试验（环境本地、环境温湿度、流量、取样容器本底、
冲洗回路、核测性能）、仪表通信。

再例如组件的通讯故障可能由电源故障、通
讯模块故障、光耦隔离模块故障、电源模块故障、驱动模块故障、线路板故障、
接触不良等因素引起，其检修方法如下：通过观察法、手压法以及万用表来检测
电子学线路是否完好，元器件模块是否正常以及处理组件通讯线路、电源线路通
断情况。

三、调试重要概念解读及注意事项
（一）概念解读
由于设计人员、设备供货商、现场调试人员对部分概念理解不一致，导致辐
射监测系统（IRM）调试过程中出现较多问题。

为了解决这一问题，从设计角度
出发，对如下易混淆的概念进行解读：（1）一级报警：当仪表测量值高于一级
报警阈值时，触发开关量报警；（2）二级报警：当仪表测量值高于二级报警阈
值时，触发开关量报警；（3）故障报警：辐射监测就地仪表故障报警包含就地
仪表软硬件失效和仪表失电工况引发的仪表失能；（4）过载报警：当仪表测量
值超过仪表量程上限时，就地仪表触发过载提示；（5）报警响应时间：测量值
从初始值增加到报警值与初始值之差的90%所用的时间。

（二）报警状态要求
电厂辐射监测系统在就地仪表侧、信息管理系统侧、DCS（数字化仪控系统）侧对报警状态的要求如表1所示。

表1报警状态功能要求
*注：（1）DCS一层主要由安全级控制系统（反应堆保护系统）、非安全级
的控制系统（蒸发器水位控制、稳压器压力控制等）、专控系统（汽轮机控制和
保护系统、辐射监测系统等）以及它们各自的通讯与网络设备组成。

主要功能为：数据采集、处理、逻辑处理、控制算法运算和产生自动控制指令。

（2）DCS二层是人机接口层，由主控室（包括电站计算机信息和控制系统、
后备盘）、应急停堆盘等设施组成。

主要功能为：处理机组数据，执行机组的监测、控制和信息显。

（三）DCS一层DELT值的要求
一般热工仪表DELT值设定为量程上限的0.5%，由于辐射监测仪表量程跨度大，上限一般在106~109量级，这就导致辐射监测仪表DELT值在5E3-5E6范围，将导致DCS一层、二层之间的通讯时间过长，不能及时响应仪表测量数据的变化。

[2]辐射监测仪表报警响应时间一般在1~5min，为保证辐射监测数据能及时在DCS
二层显示，调试人员可以DCS二层侧1min刷新频率为依据，来设定DCS一层侧DELT值。

（四）报警响应时间要求及试验方法
（1）报警响应时间要求
报警响应时间根据仪表类型的不同而不同：
1）安全级监测道或具有联锁功能的非安监测道报警时间要求如下：（1）惰
性气体活度监测道：≤5mim；（2）I型、II型区域监测道、离线低放水活度监
测道、N-16监测道：≤60s；（3）事故后安全壳内γ剂量率监测道：没有具体
响应时间要求。

2）非安全级监测道报警时间要求如下：（1）III型区域监测道：二级报警
阈值低于60μGy/h：60s；二级报警阈值高于1000μGy/h：10s；二级报警阈值
在60~1000μGy/h，按照公式计算：[60-（剂量率-60μGy/h）/940μGy/h×50]s；（2）在线中放液体活度监测道、高放液体活度监测道：≤5mim；（3）ZGT衰变
箱排放气体活度监测道、烟囱气溶胶/碘监测道：≤5mim；（4）安全壳卸压排放
活度监测道：没有具体响应时间要求；（5）反应堆厂房N-13冷却剂泄漏率监测道：小于240s（泄漏率为20L/min时）。

[3]
（2）试验方法
不同类型仪表报警响应时间试验方法如表2所示。

表2报警响应时间试验方法汇总
本文基于现场反馈，从设计角度给出了调试过程中重要概念的解读，明确了报警状态、DCS一层DELT值设定的要求，并对辐射监测仪表报警响应时间和试验方法给出了明确的指标及参考标准，具有指导意义。

此外，不同厂家的仪表在调试的过程中，调试项目和操作步骤会略有不同，后续工程必须注意加以区分。

参考文献
[1]李心涛,韩继伟.核电厂环境监测方案优化[J].机电信息,2020(14)
[2]连杰.核电厂DCS系统第三方通讯故障分析与处理[J].产业与科技论
坛,2019,18(22)
[3]白霄,耿波,刘奇.核电厂环境监测管理系统的设计与实现[J].科技视
界,2019(19)。