GB∕T 43347-2023 核電廠安全重要電氣、儀表與控制設(shè)備環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測（正式版）

核電廠安全重要電氣、儀表與控制設(shè)備環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測2023-11-27發(fā)布2024-03-01實施國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I前言 l2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的原則及流程 24.1運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測原則 24.2運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測通用流程 25運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的技術(shù)要求 35.1運行環(huán)境監(jiān)測參數(shù)的選擇 35.2運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測方式 45.3運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測位置 45.4監(jiān)測儀表 55.5監(jiān)測時長和頻度 56運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和文檔保存 67質(zhì)量保證 6附錄A(資料性)應(yīng)用于Arrhenius模型的等效溫度換算示例 7參考文獻 8Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國核儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC30)提出并歸口。本文件起草單位：中核核電運行管理有限公司、核工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究所、生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心、中核武漢核電運行技術(shù)股份有限公司、中冶檢測認(rèn)證有限公司、上海核工程研究設(shè)計院股份有限公司。1核電廠安全重要電氣、儀表與控制設(shè)備環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測本文件確立了核電廠運行期間安全重要電氣、儀表及控制設(shè)備(以下簡稱“電氣和儀控設(shè)備”)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的原則并規(guī)定了流程、技術(shù)要求、監(jiān)測數(shù)據(jù)和文本保存、質(zhì)量保證等要求。本文件適用于核電廠運行期間安全重要電氣、儀表及控制設(shè)備的環(huán)境監(jiān)測(不包括設(shè)計基準(zhǔn)事故的環(huán)境監(jiān)測),指導(dǎo)核電廠獲取顯著影響電氣和儀控設(shè)備老化過程的重要環(huán)境參數(shù)，為設(shè)計環(huán)境參數(shù)驗證、設(shè)備鑒定壽命延長、設(shè)備失效原因分析、核電廠運行許可證延續(xù)老化評估等提供數(shù)據(jù)支持。其他設(shè)備的環(huán)境監(jiān)測參照本文件執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12727核電廠安全級電氣設(shè)備鑒定NB/T20086核電廠安全級電氣設(shè)備老化評估、監(jiān)測和緩解NB/T20476.9核電廠運行許可證延續(xù)第9部分：電氣和儀控設(shè)備時限老化分析NB/T20512.3核電廠運行許可證延續(xù)第3部分：電氣和儀控設(shè)備老化管理審查3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。環(huán)境參數(shù)environmentalparameter描述環(huán)境因素的一個或多個物理、化學(xué)或生物的特征。注：例如，環(huán)境因素振動是由振動類型(正弦、隨機)、加速度和頻率等參數(shù)來表征的。環(huán)境參數(shù)的示例包括溫度、加速度等。運行許可證延續(xù)operatinglicenseextension在核電廠原運營許可證到期前，通過分析評估將核電廠運營許可證的許可期限延長到原運營許可證許可期限之后的過程。一個構(gòu)筑物、系統(tǒng)或部件通過試驗、分析和(或)運行經(jīng)驗已證明其能夠在特定運行工況下，在驗收標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)運行，同時保持在設(shè)計基準(zhǔn)事故或地震條件下能實施其安全功能的時間。2通過科學(xué)、系統(tǒng)的分析方法查找事件的事實與真相，確認(rèn)事件根本原因和促成原因，并采取糾正行動來防止事件重發(fā)的分析活動。4運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的原則及流程4.1運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測原則核電廠電氣和儀控設(shè)備的設(shè)計環(huán)境參數(shù)驗證、設(shè)備鑒定壽命延長、設(shè)備失效原因分析、核電廠運行許可證延續(xù)老化評估都需要使用實際環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。當(dāng)核電廠已有實際環(huán)境參數(shù)信息無法滿足以上分析驗證需求時，需針對性地增加電氣和儀控設(shè)備運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測。核電廠電氣和儀控設(shè)備的運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測遵循以下基本原則：——對環(huán)境監(jiān)測方案(包括監(jiān)測范圍、監(jiān)測位置、監(jiān)測方式、監(jiān)測參數(shù)及頻度等)進行可行性評估，確保獲取的環(huán)境監(jiān)測參數(shù)能夠滿足核電廠具體評估的需求；——根據(jù)現(xiàn)場安裝可行性和具體環(huán)境選擇環(huán)境監(jiān)測儀表；——獲取的環(huán)境監(jiān)測參數(shù)能代表或包絡(luò)實際的運行環(huán)境狀況；——環(huán)境監(jiān)測的所有文件及監(jiān)測結(jié)果按照要求進行存檔；——環(huán)境監(jiān)測活動不應(yīng)對核電廠的安全和正常運行造成不利影響。4.2運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測通用流程4.2.1核電廠應(yīng)根據(jù)評估任務(wù)對環(huán)境參數(shù)的實際需求來制定環(huán)境監(jiān)測方案(包括確定需要監(jiān)測的參數(shù)和監(jiān)測范圍、監(jiān)測方式、監(jiān)測位置、監(jiān)測儀表選擇、監(jiān)測時長和頻度、監(jiān)測數(shù)據(jù)和文件的保存等),并對制定的環(huán)境監(jiān)測方案進行評估。當(dāng)評估結(jié)果滿足要求時方可實施環(huán)境監(jiān)測，否則需對環(huán)境監(jiān)測方案進行4.2.2運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測活動結(jié)束后應(yīng)形成環(huán)境參數(shù)監(jiān)測報告，報告至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：——監(jiān)測任務(wù)來源和目的；——監(jiān)測范圍；——監(jiān)測方式；——監(jiān)測位置；——監(jiān)測儀表相關(guān)信息(如型號、規(guī)格、校準(zhǔn)有效期等);——監(jiān)測結(jié)果；——監(jiān)測時間、實施單位和實施人員等。4.2.3運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測通用流程見圖1。3GB/T43347—2023環(huán)境監(jiān)測口的監(jiān)測參數(shù)監(jiān)測范圍監(jiān)測方式監(jiān)測位置監(jiān)測儀表選擇監(jiān)測周期和頻次監(jiān)測數(shù)據(jù)和文件保存的要求環(huán)境參數(shù)監(jiān)測方案評估滿足評估否是實施環(huán)境參數(shù)監(jiān)測)編制環(huán)境參數(shù)監(jiān)測報告圖1運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測通用流程5運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的技術(shù)要求5.1運行環(huán)境監(jiān)測參數(shù)的選擇5.1.1按照GB/T12727和NB/T20086、NB/T20512.3、NB/T20476.9,開展相應(yīng)的分析評估需獲取的核電廠實際運行環(huán)境參數(shù)主要包括溫度、輻射劑量和濕度等，特殊情況下考慮振動等因素的影響。5.1.2典型的評估目的及可選擇的環(huán)境監(jiān)測參數(shù)見表1,核電廠可根據(jù)具體的評估目的針對性地選擇需要監(jiān)測的參數(shù)或參數(shù)組合。表1典型的評估目的及可選擇的環(huán)境監(jiān)測參數(shù)監(jiān)測參數(shù)評估目的設(shè)計環(huán)境參數(shù)驗證運行許可證延續(xù)鑒定壽命評估根本原因分析溫度連續(xù)溫度監(jiān)測適用適用適用適用最高溫度監(jiān)測適用適用——輻射劑量(累積劑量)適用適用適用適用4表1典型的評估目的及可選擇的環(huán)境監(jiān)測參數(shù)(續(xù))監(jiān)測參數(shù)評估目的設(shè)計環(huán)境參數(shù)驗證運行許可證延續(xù)鑒定壽命評估根本原因分析濕度(連續(xù)監(jiān)測)適用適用注1:溫度是影響絕大多數(shù)電氣和儀控設(shè)備使用壽命的最重要的環(huán)境應(yīng)力。溫度測量包括與時間變化有關(guān)的連續(xù)運行溫度測量和最高溫度測量。最高溫度測量通常采取溫度敏感材料(如：溫度試紙)的方式進行單獨測量，僅能獲取測量期間的溫度峰值。設(shè)備的實際連續(xù)運行溫度通常會隨時間發(fā)生變化，使用阿倫紐斯(Arrhenius)模型進行熱老化相關(guān)計算時常將其換算為Arrhenius等效溫度。實際連續(xù)運行溫度換算為Arrhenius等效溫度的示例見附錄A。注2:輻射劑量是最常使用的環(huán)境監(jiān)測參數(shù)之一。核電廠的放射性主要來自裂變產(chǎn)物和活化腐蝕產(chǎn)物。核電廠氣和儀控設(shè)備的影響主要發(fā)生在反應(yīng)堆附近的未屏蔽區(qū)域。對輻射劑量的測量通常采用累積劑量測量的方法。注3:濕度是影響電氣和儀控設(shè)備老化及可靠性的因素之一，濕度測量通常采取連續(xù)監(jiān)測的方式。濕度測量的選取與否與評估目的有關(guān)，必要時考慮濕度對設(shè)備壽命帶來的不利影響。5.2運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測方式5.2.1根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲位置和數(shù)據(jù)可用的時效性，環(huán)境參數(shù)監(jiān)測方式可分為遠(yuǎn)程監(jiān)測和就地監(jiān)測。5.2.2遠(yuǎn)程環(huán)境參數(shù)監(jiān)測將就地傳感器的測量數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程計算機，實現(xiàn)多參數(shù)多通道的數(shù)據(jù)實時采集和存儲，便于對獲取的數(shù)據(jù)進行實時分析。該監(jiān)測方式適用于存儲數(shù)據(jù)量較大，且要求實時環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)獲取和分析的應(yīng)用場合。當(dāng)采用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時應(yīng)滿足工控網(wǎng)絡(luò)安全的要求。5.2.3就地環(huán)境參數(shù)監(jiān)測適用于測量數(shù)據(jù)需求不緊迫或測量信號遠(yuǎn)程傳輸受限的應(yīng)用場合。就地環(huán)境監(jiān)測的參數(shù)測量和數(shù)據(jù)存儲通常在就地完成。就地環(huán)境參數(shù)監(jiān)測儀表具有體積小、重量輕、現(xiàn)場安裝方便的特點，但受限于就地數(shù)據(jù)存儲器容量和電源的限值，就地環(huán)境參數(shù)監(jiān)測儀表的工作時長有限。5.2.4核電廠宜根據(jù)被監(jiān)測區(qū)域的特點(如核電廠運行期間的可達性)及對監(jiān)測數(shù)據(jù)的使用需求(如數(shù)據(jù)收集和分析的緊迫性)來選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)境參數(shù)監(jiān)測方式，包括采用遠(yuǎn)程監(jiān)測與就地監(jiān)測的組合方式。5.3運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測位置環(huán)境參數(shù)監(jiān)測位置選取的基本原則是：獲取的環(huán)境參數(shù)應(yīng)具有代表性或包絡(luò)性。確定監(jiān)測區(qū)域時，應(yīng)重點關(guān)注存在惡劣環(huán)境的區(qū)域(如存在高溫工藝管線的區(qū)域、有高溫設(shè)備存在的區(qū)域)。測量具體設(shè)備的環(huán)境參數(shù)時，測量位置應(yīng)靠近被測設(shè)備，測量區(qū)域的整體環(huán)境參數(shù)時，應(yīng)選取具有包絡(luò)性的位置(例如，測點不宜安裝在靠近通風(fēng)系統(tǒng)冷風(fēng)出口的位置)。確定環(huán)境參數(shù)監(jiān)測位置時考慮以下因素：——該位置區(qū)域是否有重要電氣和儀控設(shè)備；——電氣和儀控設(shè)備所在區(qū)域是否為有限空間(或密閉空間);——監(jiān)測區(qū)域的設(shè)備布置及通風(fēng)情況；——監(jiān)測位置的可達性；——監(jiān)測裝置的可安裝性；——業(yè)界環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的經(jīng)驗反饋；——核電廠前期實施的運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測反饋。55.4監(jiān)測儀表5.4.1環(huán)境監(jiān)測儀表的選擇考慮以下內(nèi)容：——監(jiān)測儀表的性能指標(biāo)能覆蓋監(jiān)測區(qū)域的核電廠設(shè)計環(huán)境參數(shù)范圍；——監(jiān)測儀表能承受監(jiān)測時長內(nèi)監(jiān)測位置的環(huán)境影響，不影響其測量不確定度；——監(jiān)測儀表的數(shù)據(jù)存儲容量能滿足監(jiān)測時長內(nèi)的存儲需求；——對于帶有數(shù)據(jù)存儲器的就地監(jiān)測設(shè)備，考慮了現(xiàn)場環(huán)境對數(shù)據(jù)存儲器的不利影響；——監(jiān)測儀表的供電要求；——監(jiān)測儀表的校準(zhǔn)有效期；——監(jiān)測儀表的校驗維護要求；——業(yè)界環(huán)境監(jiān)測的經(jīng)驗反饋。5.4.2監(jiān)測儀表性能指標(biāo)的選擇應(yīng)以具體核電廠的設(shè)計參數(shù)作為基準(zhǔn)，并綜合考慮正常運行工況、非正常運行工況以及具體測量位置的影響。5.5監(jiān)測時長和頻度5.5.1單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測時長一般為一到兩個換料周期，但最短不應(yīng)少于一個正常換料周期，以充分考慮核電廠正常運行事件、大修、核電廠啟停、功率運行、四季變化等產(chǎn)生的影響。5.5.2核電廠可根據(jù)實際需求確定所需實施環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的頻度，如單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測或定期環(huán)境參數(shù)監(jiān)測。5.5.3單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測至少應(yīng)實施一個監(jiān)測時長，是獲取具有代表性的環(huán)境參數(shù)的最低頻度要求。5.5.4定期環(huán)境參數(shù)監(jiān)測可按照核電廠監(jiān)測計劃規(guī)定的間隔時間(如1次/10年)定期實施監(jiān)測。相對于單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測，定期監(jiān)測能更加及時有效地反映核電廠環(huán)境的實際情況，并有利于對環(huán)境參數(shù)的變化進行趨勢分析和跟蹤。5.5.5監(jiān)測頻度的選取與監(jiān)測目的有關(guān)，表2給出了推薦的監(jiān)測頻度。表2推薦的監(jiān)測頻度監(jiān)測參數(shù)監(jiān)測頻度設(shè)計環(huán)境參數(shù)驗證運行許可證延續(xù)鑒定壽命評估根本原因分析溫度定期環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(1次/10年)運行許可證延續(xù)前至少實施1次單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測輻射劑量定期環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(1次/10年)運行許可證延續(xù)前至少實施1次單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測濕度定期環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(1次/10年)根據(jù)需要確定根據(jù)需要確定單次環(huán)境參數(shù)監(jiān)測注1:對于新建核電廠，推薦在電廠穩(wěn)定運行后實施一次設(shè)計環(huán)境參數(shù)的驗證。此時所獲取的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)用作核電廠實際環(huán)境參數(shù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。若在兩次環(huán)境監(jiān)測間隔期間，核電廠實施了可能影響設(shè)備運行環(huán)境的變更改造，則同時評估變更改造對環(huán)境的影響情況，必要時對可能受影響的區(qū)域?qū)嵤┮淮苇h(huán)境參數(shù)監(jiān)測。注2:若核電廠已實施定期環(huán)境參數(shù)監(jiān)測且滿足運行許可證延續(xù)和設(shè)備鑒定壽命評估的需求時，則無需再單獨實施環(huán)境參數(shù)監(jiān)測。注3:根本原因分析需要監(jiān)測的具體參數(shù)根據(jù)分析需求而定。若環(huán)境因素導(dǎo)致了設(shè)備失效，且核電廠隨后采取了相應(yīng)的糾正措施改進環(huán)境狀況，則糾正行動完成后所進行的針對性環(huán)境參數(shù)監(jiān)測有益于驗證糾正措施的有效性。注4:若在實施監(jiān)測期間，核電廠發(fā)生了異常運行狀態(tài)(如非正常的長時間停堆),導(dǎo)致監(jiān)測的參數(shù)不具有代表性時，需重新實施監(jiān)測或延長監(jiān)測時長，以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性。66運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和文檔保存所有環(huán)境參數(shù)監(jiān)測活動相關(guān)的文件(如監(jiān)測方案、監(jiān)測計劃、監(jiān)測數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)監(jiān)測報告等)都應(yīng)按照核電廠的文檔管理要求進行管理，并以可追溯的方式存檔并長期保存。7質(zhì)量保證核電廠安全重要電氣和儀控設(shè)備運行環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測宜遵循核電廠的質(zhì)保大綱要求，必要時編制相應(yīng)的質(zhì)量計劃，并貫穿于運行環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的整個過程，確保獲取的環(huán)境參數(shù)能滿足設(shè)計環(huán)境參數(shù)驗證、設(shè)備鑒定壽命延長、核電廠運行許可證延續(xù)、設(shè)備失效原因分析的要求。7GB/T43347—2023(資料性)應(yīng)用于Arrhenius模型的等效溫度換算示例Arrhenius模型是基于熱老化降質(zhì)計算電氣和儀控設(shè)備鑒定壽命的常用模型。在使用Arrhenius模型計算熱老化鑒定壽命時，可采用運行溫度的最大值(例如設(shè)計運行溫度)來進行最為保守的計算，也可采用設(shè)備運行期間的實際溫度來進行計算。由于設(shè)備的實際連續(xù)運行溫度通常會隨時間發(fā)生變化，在使用Arrhenius模型進行熱老化相關(guān)計算時常將其換算為Arrhenius等效溫度。將實際連續(xù)運行溫度轉(zhuǎn)化為Arrhenius等效溫度時，按照公式(A.1)進行計算，對整個時長(t。)范圍內(nèi)的一系列離散溫度段(如i段)的溫度進行轉(zhuǎn)換，最終得到整個時長(t。)范圍內(nèi)的Arrhenius等效溫式中：等效溫度，單位為開爾文(K);φ——活化能，單位為電子伏特(eV);k——玻爾茲曼常數(shù)(0.8617×10-4),單位為電子伏特每開爾文(eV/K);t;——第i個測量時段的時長，單位為年(a);t?！暾麥y量時長，單位為年(a);T;——第i個時段的測量溫度值，單位為開爾文(K)。示例：電廠運行期內(nèi)，某一活化能為1.0eV的設(shè)備經(jīng)歷了如下的環(huán)境溫度情況：20℃的環(huán)境持續(xù)了15年，40℃的時間持