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文檔簡介
乏燃料后處理設施安全導則
目錄
1引言...........................................................................1
1.1目的.....................................................................1
1.2范圍.....................................................................1
2通用安全要求...................................................................1
2.1安全目標.................................................................1
2.2縱深防御.................................................................1
2.3質量保證.................................................................2
2.4核安全文化...............................................................2
2.5公眾溝通.................................................................3
2.6其他要求.................................................................3
3廠址評價.......................................................................3
3.1評價目標.................................................................3
3.2評價內容.................................................................4
4設計...........................................................................6
4.1一般要求.................................................................6
4.2主要安全功能的設計要求..................................................8
4.3典型始發(fā)事件............................................................16
4.4儀表和控制..............................................................24
4.5人因工程................................................................28
4.6安全分析................................................................30
4.7放射性廢物管理.........................................................32
4.8流出物排放管理.........................................................33
4.9環(huán)境監(jiān)測與評價.........................................................33
4.10實物保護...............................................................34
4.11核材料衡算.............................................................34
4.12廠內運輸...............................................................34
4.13應急準備與響應.........................................................35
5建造..........................................................................35
6調試..........................................................................36
6.1總體要求................................................................36
6.2調試大綱................................................................38
6.3調試階段................................................................39
6.4調試報告................................................................41
7運行..........................................................................42
7.1運行管理要求...........................................................42
7.2設施運行................................................................45
7.3安全停車................................................................56
8退役準備......................................................................56
1引言
1.1目的
本安全導則旨在提供滿足《乏燃料后處理設施安全要求(試行)》(國環(huán)規(guī)輻
射(2018)2號)的具體建議和措施。在實際工咋中可以采用不同于本導則的
方法和方案,但必須證明所采用的方法和方案至少具有與本導則相同的安全水
平。
1.2范圍
本導則適用于采用液-液萃取水法工藝處理動力堆乏燃料的工業(yè)規(guī)模后處
理設施,包括乏燃料后處理主工藝設施、乏燃料接收與貯存設施以及配套的放
射性廢物處理和貯存設施等,采用其他水法工藝流程的后處理設施也可參照執(zhí)
行。
本安全導則包含后處理設施的具體安全建議,涵蓋廠址選擇、設計、建造、
調試和運行在內的所有重要階段。另外還考慮了變更、維修、校準、試驗、檢
查和應急準備的具體建議。
2通用安全要求
2.1安全目標
乏燃料后處理設施的基本安全目標是保護工作人員、公眾和環(huán)境免于電離
輻射的有害影響?;景踩繕素灤┖筇幚碓O施全壽期。
乏燃料后處理設施主要風險是發(fā)生核臨界、放射性包容失效、輻射照射和
化學危險等,需在設施選址、設計、建造、調試和運行采取充分的技術和管理
措施保護工作人員、公眾和環(huán)境。
2.2縱深防御
縱深防御可應用于設施內事故的預防和緩解,為核安全相關活動提供多層
防護。在后處理設施的設計和運行中實施縱深防御可以為預計運行事件和事故
狀態(tài)提供多重保護,包括由設施內部設備故障或人因及外部事件引起的事件或
事故。
實施縱深防御的目的在于兩點:第一,預防事故;第二,預防失效時控制
可能發(fā)生的放射性和相關的化學危害性,防止向更加嚴重的事態(tài)轉變??v深防
御通常分為5個層次,如其中某一層次失效,隨后的層次將產(chǎn)生作用。
第一層次防御的目的是防止偏離正常運行及防止系統(tǒng)失效。第二層次防御
的目的是探測和糾正偏離正常運行狀態(tài)。第三層次防御的目的是將事故控
制在設計基準范圍內。第四層次防御的目的是控制設計擴展工況,包活阻
止事故的發(fā)展和緩解事
故后果。
第五層次防御的目的是減輕放射性物質大量釋放造成的放射性后果。實施
縱深防御所需的設計特征、措施和裝置應主要通過設計和運行時的確
定論分析(可由概率研究補充)確定。這種確定論分析應采用全面的工程研究
實踐和運行經(jīng)驗合理證明,即為在設計階段進行的以滿足監(jiān)管要求為目的的安
全分析。
實施縱深防御應采用分級方法。在確定防御所需的層次數(shù)量和程度(獨立
性、多樣性、冗余性等)時應考慮放射性物質存在的數(shù)量和形式,擴散的可能
性,發(fā)生核、化學或熱反應的可能性以及此類事件的動力學。
每一層次縱深防御的應用程度應與設施的潛在危害相一致,并在設施的許
可文件中進行說明。
2.3質量保證
營運單位應在選址、設計、建造、調試和運行各階段制定和有效地實施質
量保證大綱及執(zhí)行程序。質量保證大綱應包括為使物項或服務達到規(guī)定質量所
必需的活動,驗證是否滿足規(guī)定的質量要求以及是否有效獲得客觀證據(jù)所必需
的活動.應通過充分的設計、制造、貯存(如必要)、安裝、調試、運行、維修
和采用包括質量保證和質量控制的設施管理確保工藝設備的可靠性和工藝系統(tǒng)
運行的安全性,并按明確、既定的執(zhí)行標準和期望開展檢查和測試。
2.4核安全文化
營運單位及為其提供設備、工程和服務的單位應當積極培育和建設核安全
文化,將核安全文化融入生產(chǎn)、經(jīng)營、科研和管理的各個環(huán)節(jié)。
廠址評價不僅應考慮核安全有關問題,也應考慮非放射性污染對環(huán)境的影
響。
3.2評價內容
廠址評價應確定自然因素和人為因素對所選定廠址的影響。自然因素包括:
廠區(qū)地表斷裂及其引起的嚴重位移(邊坡不穩(wěn)定、地面塌陷、沉降或隆起等)
和地震(地震引起的海嘯、湖涌、波浪等);由于降雨和其他原因引起的洪水;
潮汐、潰壩;基土液化和龍卷風等氣象、水文、地質、地理等情況;人為因素
如人口密度、小型飛行器撞擊和化學品爆炸等。
對推薦廠址應進行工程地質、區(qū)域地質及地震評定。應確定廠址的設計基
準地面運動,包括標準反應譜、與廠址相關的反應譜以及相應的地震運動時程
曲線,作為抗震設計所需的地震輸入項。還應確定地震引起的洪水以及地面下
沉、隆起和塌陷等破壞現(xiàn)象的發(fā)生。應評價由地震引起的波浪、海嘯、湖涌以
及由地震引起的水壩潰壩。還應評價與地震有關的其他潛在危險現(xiàn)象,如:±
壤液化,邊坡不穩(wěn)定等。
應調查評價當前以及可預見的將來的人口數(shù)據(jù)和分布情況,從放射性釋放
角度評價廠址對周圍居民的影響。應優(yōu)先考慮建在遠離居民居住中心和人口密
度低的區(qū)域,在運行工況或事故工況下,對居民的影響應符合國家法規(guī)的規(guī)定
并遵循合理可行盡可能低的原則。
廠址如有能動斷層、巖溶現(xiàn)象、邊坡不穩(wěn)定、基土液化、地面下沉等特征,
則認為該廠址是不能接受的。
應根據(jù)確定的選址源項進行環(huán)境影響評價,使其不超過國家相關規(guī)定水平。
廠址應具有良好的大氣彌散條件,并位于居民居住中心點常年最小風頻的上風
向,沿海廠址還應具有良好的水體擴散條件。
應評價由降雨引起的泥石流,滑坡及徑流洪水,由天然或人工水庫泄洪引
起的洪水及其他原因引起的洪水的可能。濱河或濱海后處理設施的設計基準水
位應符合國家核安全法規(guī)的規(guī)定。
后處理設施選址應避開飛機航線。后處理設施的選址應特別考慮下列因素:
(a)廠址承在運行期間放射性物質向環(huán)境排放的承受能力,包括影響釋放
的放射性物質擴散和積累的物理因素,以及對工作人員、公眾和環(huán)境的輻射風
險;
(b)廠址滿足工程和基礎建設設施要求的能力,包括:
—設施壽期內的所有?階段廢物處理和貯存
—公用系統(tǒng)的可靠保障
一乏燃料與其他放射性物質、化學物質的廠內與廠外運輸?shù)陌踩c安保的
能力;
(c)應急預案可行性的要求,應考慮與廠址有關的重要因素,包括地區(qū)內
人口密度和分布、廠址離人口中心的距離、很難撤離或隱蔽的特殊居民組(如
醫(yī)院或監(jiān)獄)、土地和水的使用特征、特殊的地理特征(如半島、山脈和河流)、
當?shù)剡\輸和通信網(wǎng)絡的特征、潛在危害活動的工業(yè)設施、對可能排放的放射性
核素敏感的農(nóng)業(yè)活動、可能同時發(fā)生的外部事件及當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展規(guī)劃充?廠
址區(qū)域核應急工作的可能影響等;
(d)外部危害,如:
—外部自然事件的影響,如洪水可能導致臨界或必要的公用系統(tǒng)失效;地
震可能影響乏燃料、高放液體和易裂變材料的包容結構等
—外部人為事件的影響,如小型飛行器撞擊和化學品爆炸等;
(e)核安保要求等。在后處理設施整個壽期內應特別關注下列方面:
(a)廠址特征的監(jiān)測和系統(tǒng)評價;
(b)對設計基準中的自然事件及人為事件的廠址參數(shù)進行定期評價:
(c)所有廠址評價數(shù)據(jù)中可預見的變化(例如新建或規(guī)劃的重要工業(yè)開發(fā)、
基礎設施或城市開發(fā));
(d)在定期安全評價時,可能對安全有影響的場內和場外變化應寫入安
全評價報告,同時考慮所有當前場地評價數(shù)據(jù),以及科學知識和評價方法的發(fā)
展;
(e)對廠址特征預期未來變化的考慮、對應急安排可能產(chǎn)生影響的措施
的考慮和采取應急響應行動的能力。
4設計
4.1一般要求
4.1.1主要安全功能后處理設施主
要安全功能如下:
(a)預防核臨界;
(b)包容放射性物質;
(c)屏蔽輻射;
(d)導出衰變熱;
(e)防止火災和爆炸,包括輻解氣體稀釋等。
4.1.2總體設計后處理設施應考慮酸、水、萃取劑等試劑的復用,以減少廢
物排放。正常運行時對公眾和環(huán)境的保護依賴于保守的設施設計,尤其
是流出物最
小化、放射性廢物預處理、事故預防等。對公眾和環(huán)境的保護主要依賴于事故
預防。一旦發(fā)生事故,可通過合理的
安全分級和保守的設計,采取縱深防御措施來緩解事故后果。同時,通過縱深
防御第五層次的場內和場外應急準備,保護人的生命、健康、財產(chǎn)與環(huán)境。
應采用以下設計措施確保安全:
(a)在止常運行時,使用靜態(tài)、動態(tài)包容和適當?shù)姆謪^(qū)方法避免人員受過
量照射,根據(jù)輻射防護最優(yōu)化的要求應盡量降低對個人防護設備的依賴;
(b)設計中應充分考慮所有熱荷載與相關工藝過程,特別注意是否提供了
足夠的冷卻功能,如有必要在事故工況下可考慮非能動的冷卻;
(c)在輻解釋氫較顯著的場合設置消氫器,或運用縱深防御理念采用提供
稀釋氣流措施,上述設計應盡量不采用風機或壓縮機,且在事故情況下也能實
現(xiàn)安全功能:
(d)為了保護工作人員,應綜合考慮對放射源的限制、屏蔽、距離、時間
的要求,在設計中應特別關注維修的防護要求;
(e)所有涉及易裂變材料的工藝過程都應結合實際情況考慮預防核臨界的
措施;
(f)退役設計應考慮后處理設施長期運行可能積累的大量放射性物質以及
各種累積效應。
后處理設施在設計上應考慮對主要設備進行維修的措施。設計上應盡量考
慮遠距離維修并設置相應的專用維修設備,預留遠距離維修設備的操作空間、
保存設備的三維設計數(shù)據(jù)信息。
4.1.3設計基準和安全分析設施狀態(tài)分為運行狀態(tài)(包括正常運行和預計運
行事件)和事故工況(包
括設計基準事故和設計擴展工況)。應采用確定論、工程判斷輔以風險分析進行
設施的安全分析,識別始發(fā)事件,給出每類始發(fā)事件發(fā)生的原因、后果及預防
措施。在安全分析的基礎上,確定安全級物項的設計基準。
在后處理設施設計基準事故始發(fā)事件分析中,應針對下列危害予以特別考
慮:
(a)喪失冷卻;
(b)喪失電力;
(c)核臨界事故;
(d)內部和外部火災;
(e)放熱化學反應;
(f)內部和外部爆炸;
(g)內部和外部水淹;
(h)跌落和有關操作事件;
(i)自然災害:
(j)小型飛行器撞擊。應逐一評估每個工藝過程的運行狀態(tài)和事故工況。
假如事件可能同時對同
一廠址的兒個設施構成威脅,除了評估對每個設施的影響外,還應開展廠址層
面的評估。
4.1.4建(構)筑物、系統(tǒng)和部件應盡量降低設計基準事故發(fā)生的可能性,
通過建(構)筑物、系統(tǒng)和部件
分級來控制相關輻射后果。后處理設施安全等級的確定主要依據(jù)物項承擔的安
全功能及其重要程度,
并以確定論為主,輔以風險分析和工程判斷,將物項劃分為安全級和非安全級。
劃分物項安全等級時,應綜合考慮物項所執(zhí)行的安全功能,物項包容放射性物
質的種類、數(shù)量、毒性、狀態(tài)以及物項的可更換性(可修復性),物項失效后的
后果及可能性,物項需要投入運行的時效性及持續(xù)時間等因素。
應首先確定系統(tǒng)的安全等級,系統(tǒng)內履行或支持系統(tǒng)安全功能的設備(或
部件)應與系統(tǒng)同屬一個安全級別,未特別指明的設備(或部件)亦認為與系
統(tǒng)安全等級保持一致。在不同安全級別的建(構)筑物、系統(tǒng)和部件之間應提
供合適的接口設計,以保證較低安全等級物項功能失效不影響較高等級的安全
功能。同時,用于監(jiān)測和檢查安全系統(tǒng)、設備(或部件)執(zhí)行相關安全功能的
物項,以及事故后監(jiān)測的物項或對安全系統(tǒng)、部件性能恢復起重要作用的物項,
均應與被監(jiān)測、檢查的物項同屬一個安全等級。
針對每種安全級別的建(構)筑物、系統(tǒng)和部件的設計,應相應確定與結
構和力學有關的設計基準,包括各種工況下的荷載組合。荷載組合應包括以下
幾種荷載:靜荷載、動荷載、應力荷載、熱荷載(包括火災)、風荷載和地震、
龍卷風、飛射物及爆炸狀態(tài)下的異常荷載等。應洛安全級建(構)筑物設計成
在運行狀態(tài)和設計基準事故工況下有能力執(zhí)行其安全功能。
與核安全功能有關的一切活動應規(guī)定相應的質量保證要求,安全級物項的
質量保證應貫穿在對物項質量有影響的各項工作的全過程,包括:設計、采購、
加工、制造、裝卸、運輸、貯存、清潔、裝配、安裝、檢查、試驗、調試運行、
維護檢修和改進等。原則上安全等級高則質量保證等級高,并應綜合考慮制造
工藝的復雜程度、設計制造經(jīng)驗、工藝成熟性、供貨史、標準化生產(chǎn)等因素。
除了在安全分析中確定的安全級建(構)筑物、系統(tǒng)和部件外,正常運行
中使用的其他儀表和控制系統(tǒng)也與后處理設施總體安全相關。這些系統(tǒng)包括顯
示與記錄儀表、控制部件和報警與通訊系統(tǒng),它們雖然用于限制工藝波動和事
件,但未被確定為安全級物項。這些建(構)筑物、系統(tǒng)和部件應是高質量的,
應提供充分且可靠的控制和適當?shù)膬x表,將參數(shù)保持在規(guī)定范圍內,并在必要
時啟動自動安全功能。在這些系統(tǒng)使用計算機或可編程設備的地方,應證明硬
件和軟件按照建立的管理體系經(jīng)過適當?shù)脑O計、制造、安裝和測試。對于軟件,
應包括確認和驗證。后處理設施應設置報警系統(tǒng),在緊急事件(例如臨界、火
災和超過設計值的高輻射水平)中啟動部分或全部撤離。
4.2主要安全功能的設計要求
4.2.1預防核臨界
4.2.1.1一般要求后處理設施應盡可能的通過工程措施進行臨界安全控制。當
不能消除可信
的臨界風險時,設計中優(yōu)先采用雙偶然原則的方法預防臨界。工藝設計應根據(jù)
臨界安全限值,留有足夠的安全裕量。應為任何影響臨界安全的工藝條件提供
可靠的探測手段和及時的糾正措施,臨界安全相關的安全級儀表應滿足單一故
障準則。
應對易裂變材料狀態(tài)或臨界控制方法改變的系統(tǒng)界面進行專門評價。應關
注所有運行狀態(tài)和事故工況下發(fā)生或可能發(fā)生的漸變狀態(tài)、中間狀態(tài)或瞬時狀
態(tài)。
設計上應避免可能導致沉淀或水解的試劑意外進入到含較多易裂變物質的
設備中,以預防料液中易裂變物質發(fā)生沉淀或水解,避免臨界風險。
后處理設施設計中應綜合考慮質量、濃度、慢化、幾何、核素組成、富集
度、密度、反射、相互作用和中子吸收等臨界安全控制參數(shù)。應優(yōu)先采用幾何
控制作為主要臨界控制方法。設計上應考慮為可能的泄漏提供臨界安全的接收
容器,以確保泄漏的液體排入或通過倒空路徑進入臨界安全容器。在臨界安全
控制采用中子毒物控制時,設計上應提供足夠的裕量,并充分考慮壽期內中子
毒物可能因老化、降解等因素導致的損失。必要時可提供對毒物性能進行監(jiān)測
評價的手段,防止中子毒物有效性降低或喪失。
若采用燃耗信任制進行臨界安全分析,應嚴格控制燃料富集度及其對應的
最小燃耗限值要求。
設計上應考慮易裂變材料的竄料、積累、溢流和載帶的可能性。應著重考
慮料液泄漏在熱容器或熱管道上可能發(fā)生的蒸發(fā)、結晶,并考慮是否需要采取
以卜措施:
(a)設置接液盤(或地坑)回收泄漏液體,使泄漏液遠離熱容器,并將其
導入幾何良好的收集容器;
(b)在接液盤(或地坑)中設置液位測量裝置或液體探測器;
(c)定期檢查、不間斷閉路電視攝像監(jiān)視和充足的照明。需充分考慮采取
附加的設計措施來探測含易裂變固體(漿液)的料液或固
體(粉末)傳送系統(tǒng)的泄漏或發(fā)生的異常,并采取適當?shù)呐R界控制措施。結合
臨界安全分析情況,應在必要的地方設置探測易裂變物質積累和存量
的儀表,這些儀表也可用于退役期間核實設備中的易裂變物質存量。
4.2.1.2核臨界安全評吩核臨界安全評價的目的是論證后處理設施中設備的設
計與運行條件,以控
制參數(shù)保持在次臨界范圍內。凡含有易裂變物質的系統(tǒng)和設備都應當進行臨界
安全評價。
核臨界安全評價時應緊密結合設施的工藝流程,判別各工藝過程中易裂變
材料物理、化學性質及其他異常事件可能造成的臨界安全條件變化,并應對易
裂變物質狀態(tài)和臨界控制方法存在變化的系統(tǒng)接口進行重點評價。
核臨界安全評價應包括分析評價所有運行狀態(tài)和設計基準事故下的次臨界
狀態(tài)。臨界安全分析要識別外部和內部危害,并確定放射性后果。
臨界安全分析應采用保守方法并考慮以下方面:
(a)物理參數(shù)的不確定性,最佳慢化條件的可能性及慢化劑和易裂變物
質的非均相分布;
(b)預計運行事件,如果不能表明事件是獨立的,就要考慮事件的組合;
(c)可能由內部和外部危害引發(fā)的設施狀態(tài)變化。臨界安全分析的計算
機程序應是合格的、經(jīng)驗證和經(jīng)確認的。所有程序應
在其適用范圍內被恰當?shù)氖褂?,并選用合適的核反應截面數(shù)據(jù)庫??梢酝ㄟ^指
定質量、體積、濃度或幾何尺寸等物理參數(shù)的臨界安全限值,
作為臨界安全分析的一部分。安全限值需要考慮其他參數(shù)的保守值(或最坎情
況值),例如最佳慢化或中子毒物的實際最小值。評價應論證在所有正常‘、異常
和設計基準事故工況下各參數(shù)總是處于的安全限值之內。
4.2.1.3緩解措施應根據(jù)國家標準,考慮,藝、布置并通過臨界安全分析,在
可能發(fā)生臨界
事故的場所,設置足夠靈敏和可靠的臨界事故探測與報警系統(tǒng)。應根據(jù)縱深防
御要求對用于緩解臨界事故后果的額外的屏蔽、遠距離操作
及其他設計措施等進行評價。
4.2.2包容放射性物質
4.2.2.1靜態(tài)和動態(tài)包容后處理設施應充分考慮a密封特點,按照獨立性、互補
性、冗余性原則,設
置適當?shù)拿芊庀到y(tǒng),提供可靠的密封和足夠的包容,將放射性物質限制在規(guī)定
部位或場所,使運行狀態(tài)和事故工況下規(guī)定部位或場所之外遭受放射性物質污
染的可能性減至最小,并保證任何放射性物質釋放所造成的污染在運行狀態(tài)下
低于規(guī)定限值,事故工況下低于可接受限值。
后處理設施應設因三道靜態(tài)屏障,根據(jù)安全分析結果也可能需要增加設置。
第一道靜態(tài)屏障通常由工藝設備、容器、管道、手套箱或工作箱等組成。第二
道靜態(tài)屏障通常由工藝設備周圍的熱室(設備室)或手套箱周圍的房間(當手
套箱是第一道屏障時)組成。最后一道靜態(tài)屏障是建筑物本身。靜態(tài)密封系統(tǒng)
的設計應考慮各包容區(qū)域之間的接口(例如門洞,機械設備、儀表和管道貫穿
件),設計應保證在所有運行狀態(tài)下的放射性包容,尤其是維修狀態(tài)(例如通過
提供固定的或臨時的額外屏障),并應盡可能在事故工況下保持包容。
每一靜態(tài)屏障應由一個或多個動態(tài)包容系統(tǒng)加以補充。動態(tài)包容系統(tǒng)應在
建筑物外環(huán)境和建筑物內污染物之間、穿過建筑物內所有包容系統(tǒng)之間建立壓
力梯度。動態(tài)包容系統(tǒng)設計應防止污染物通過各包容區(qū)域之間的接口向低污染
的區(qū)域移動或擴散。動態(tài)包容系統(tǒng)的設計應盡量關注:
(a)運行狀態(tài)和事故工況;
(b)可能造成局部變化的維修(例如打開檢修門,移除檢修蓋板);
(c)在使用多個通風系統(tǒng)的地方,設置保護措施防止在發(fā)生低壓(高污
染)系統(tǒng)故障引起反向壓差和氣流;
(d)應確保所有靜態(tài)屏障,包括過濾器或其他氣流控制設備,能夠承受
系統(tǒng)產(chǎn)生的最大壓差和氣流。
后處理設施的設計應能及時探測并收集工藝設備、容器和管道的液體泄漏,
并將泄漏液體返回到第一道屏障(設備或管道內)。這對于設計和運行都是特別
重要的,尤其是在第一道靜態(tài)屏障還執(zhí)行其他安全功能時,例如幾何良好以避
免臨界、針對易燃液體進行空氣隔離等。應格外注意易裂變物質含量高的液流
溢出或泄漏,并考慮諸如冷卻或泄漏液體蒸發(fā)引起結晶的影響。設計中應考慮
物料間的化學相容性,防止產(chǎn)生結晶或沉淀。
換熱器加熱冷卻介質壓力要大于被加熱的放射性介質,防止泄漏導致的放
射性物質竄入非放射性系統(tǒng);冷卻系統(tǒng)一般設置兩個回路,并對一回路的冷卻
水進行在線劑量監(jiān)測,防止放射性物質不受限制的排放到環(huán)境中去
應特別考慮后處理設施中操作具有放射性、易裂變及其他危害特性的固體
(粉末)的部分。由于粉末的泄漏探測和泄漏積累的探測以及將它們返回密封
區(qū)域或工藝系統(tǒng)中均難度很大,應注意確保此類設備設計是在經(jīng)驗證的基礎上,
并經(jīng)過嚴格的檢查。
通風系統(tǒng)應至少包括建筑物(熱室、設備室和房間)通風系統(tǒng)和工藝尾氣
系統(tǒng)(例如溶解尾氣、設備貯槽呼排尾氣等)。
建筑物通風系統(tǒng)(包括子系統(tǒng)、過濾裝置和其他排放控制設備等)的評估
和設計應考慮:
(a)靜態(tài)屏障(熱室、手套箱和建筑物)的類型和設計;
(b)根據(jù)所包含的危害進行區(qū)域劃分;
(c)潛在氣溶膠的特性(即氣溶膠的預計或實際正常水平);
(d)表面污染水平和污染水平升高的風險;
(e)維修要求。在設施內工藝尾氣系統(tǒng)的壓力最低,用于收集并處理工藝
產(chǎn)生的大部分放
射性蒸汽、放射性氣體和氣溶膠。應注意設置有效的洗滌、倒空和收集系統(tǒng)以
減少污染和放射性物質的積累,并便于退役。
通風系統(tǒng)的各級過濾應依照相關標準進行設計,并進行過濾性能的測試試
驗。
對于涉及粉末操作的工藝環(huán)節(jié),初級過濾器應盡可能的靠近污染源,以減
少粉末在通風管內可能的積累。應特別注意易裂變物質以粉末的形式在非幾何
良好的通風管處的積累。
應根據(jù)安全評價結果判斷是否需要備用風機,風機應安裝壓差或故障報警
系統(tǒng)。
除非火災發(fā)生概率很小或火災危害后果可接受,否則應設置防火閥以防止
火災經(jīng)通風管蔓延,并保持防火分區(qū)的完整性。
4.2.2.2工作人員防護設計應保證密封屏障的完整性和有效性并便于維修。設
計應關注焊接、材
料選擇、密封性(包括電氣和機械貫穿件密封)和承受地震載荷的能力等方面
的技術要求。
對于需要定期維修或操作的物項,應根據(jù)所處理物料的輻射類型和水平,
將其布置在臨近工藝熱室、設備室的屏蔽箱室或手套箱中,以減少就地放射性
物質存量并允許有特殊的清洗和去污操作。
在處理易擴散放射性物料且主要風險是包容失效導致污染或人員攝入導致
內照射的地方,設計應首選手套箱方案。應能測試手套箱箱體和窗體密封性能,
并且手套應能在不破壞密封的條件下進行更換。手套箱內應保持負壓,并根據(jù)
污染物危害性水平確定箱室的負壓等級。
通過靜態(tài)和動態(tài)包容系統(tǒng)的設計、安裝可靠的放射性氣溶膠探測設備,以
盡量減少正常工況下工作人員防護裝備的使用。在設計階段應考慮氣溶膠監(jiān)測
設備的安裝。系統(tǒng)的設計和監(jiān)測點位置的選
擇應考慮下列因素:
(a)工作人員最可能所處位置;
(b)設施內空氣氣流;
(c)疏散區(qū)域和疏散路線;
(d)檢修時臨時控制區(qū)域等。為避免污染通過工作人員擴散,工作人員污
染監(jiān)測設備的控制點應選擇在
氣閘出口,以及與可能被污染區(qū)域之間的屏障處,在實際可行范圍內,它們應
位于靠近有污染危險的工作區(qū)。
工具和設備應盡可能地不通過氣閘或屏障進行轉移。當必須轉移時,需對
工具和設備進行檢測。設計中應考慮為輕污染工具和設備設置專門的存放位置;
較高污染的物項應去污后再重復使用,或直接送至廢物出口。
422.3保護公眾和環(huán)境用于減少氣溶膠的通風系統(tǒng)設備,應根據(jù)安全分級的
結果確定其在正常運
行和事故工況下的工作狀態(tài)。后處理設施應對煙囪排放進行連續(xù)監(jiān)測,以及對
設施周圍環(huán)境進行監(jiān)測。
為了盡可能實現(xiàn)泄漏的早期探測,應將工藝產(chǎn)生的廢液向廢液處理設施的轉運
設計成批式轉運。應設置對設備密封屏障損壞的監(jiān)測手段(例如設備室氣溶膠
探測、設備室地坑探測、收集容器液位探測和取樣等)。
流出物排放監(jiān)測系統(tǒng)包括在線監(jiān)測和取樣監(jiān)測,應滿足正常運行流出物排
放控制和事故釋放源項監(jiān)測需求。流出物排放監(jiān)測系統(tǒng)應滿足取樣代表性要求,
應盡可能降低探測限,應能監(jiān)測氣態(tài)和液態(tài)流出物中主要放射性核素。應根據(jù)
受納水體的特性,選擇適當?shù)囊簯B(tài)流出物排放方式。
4.2.3屏蔽輻射屏蔽輻射的目的是通過單獨或組合使用下列措施保持劑量低
于國家相關法
規(guī)標準中規(guī)定的限值:
(a)通過工藝控制和管理,以及去污或清洗盡可能限制運行與維修期間輻
射源項;
(b)采用適當屏蔽措施屏蔽輻射源;
(c)通過合理設計工作位置或采用遠程控制操作等增加輻射源與工作人員
之間的距離;
(d)限制人員受照時間和受照人數(shù);
(e)對進入有外照射風險的區(qū)域進行控制;
(f)采用個人輻射防護設備,如軀干屏蔽與器官屏蔽。設計上應將在正常
運行條件下需要個人防護設備的情況降至最低。
在設計中針對安全防護的優(yōu)化,應考慮對維修人員維修操作的限制。應盡
量避免將限制操作時間作為主要的劑量管理方法。
在外照射高的地方,屏蔽設計應考慮輻射源強度、輻射類型和位置。在其
他地方應綜合利用輻射源強度、輻射類型和位置、受照時間、屏蔽的組合來保
護工作人員,以減少全身劑量,及局部的器官和組織劑量。屏蔽應設置在適當
的區(qū)域位置。
安裝在高放熱室(設備室)內的設備設計,應考慮其維修需求,包括檢驗、
檢查和測試活動等,尤其應關注全壽期內的輻射水平和污染水平。
(a)對于高放射性單元的機械和電氣部件,其設備的設計和布局應允許實
現(xiàn)遠程維修,例如利用“主-從”機械手。
(b)應根據(jù)工藝需求、液體放射性和液體物理特性等選擇輸送設備,設計
上應首選免維修輸送設備,例如空氣提升、壓空噴射器、蒸汽噴射泵等。如果
采用機械設備,如泵和閥,應設計成可遠程維修或更換。
設計和安全評價計算時所使用的放射性物質存量應考慮放射性物料及其衰
變子體在設備和管道內的沉積,例如管道(含高放物料的部分)和手套箱內放
射性材料顆粒和結垢等。
后處理設施的工藝控制依賴于樣品分析數(shù)據(jù),為了盡量減少職業(yè)照射,對
于取樣裝置、通往實驗室的樣品傳輸網(wǎng)絡和實驗室分析,應優(yōu)先考慮采用自動
和遠程操作。
依據(jù)相關法規(guī)和安全評價.輻射防護監(jiān)測系統(tǒng)應主要包括以下內容:
(a)工作場所固定式光子和中子輻射監(jiān)測設備和儀表,以及工作場所固定
式氣溶膠監(jiān)測設備和儀表;
(b)工作場所移動式光子和中子輻射監(jiān)測設備和儀表,以及移動式氣溶膠
監(jiān)測設備和儀表以及空氣采樣器;
(c)與輻射類型相匹配的工作人員個人劑量計。
4.2.4冷卻與導出衰變熱放射性衰變釋熱、化學反應放熱及物理放熱、冷卻、
蒸發(fā)工藝等可能會導
致以下工況:
(a)溶液沸騰;
(b)輻射或臨界安全有關的狀態(tài)變化(例如熔融、濃縮、結晶、含水率
變化等);
(c)轉向自催化的化學反應(例如形成可能爆炸的紅油),或其他可能加
速的化學反應和火災;
(d)破壞包容屏障部件;
(e)輻射防護屏蔽性能下降;
(f)中子吸收材料或中子解耦裝置的性能下降。冷卻系統(tǒng)的設計應防
止失控的放射性物質向環(huán)境釋放,防止對工作人員和
公眾的輻射照射,并防止核臨界事故,尤具是高放廢液貯槽和二氧化缽容器。
應通過安全分析確定用來導出衰變熱和化學反應熱的冷卻系統(tǒng)的冷卻能力,
并評估冷卻系統(tǒng)的有效性和可靠性,以及相應的應急供電。應設置有效的冷卻
系統(tǒng),以導出衰變熱、反應放熱等,并配備相應的動力供應。應評估冷卻系統(tǒng)
冷卻能力、有效性和可靠性。設計上應盡可能采用非能動系統(tǒng)進行冷卻。
4.2.5防止輻解氣體及其他爆炸物或易燃物質達到危險濃度水平水(包括冷
卻水)或有機物的輻解會導致降解產(chǎn)物的產(chǎn)生和積累,降解產(chǎn)
物可能易燃、易爆(例如比、CH4、過氧化物、有機硝酸鹽或亞硝酸鹽(紅油),)
或有腐蝕性(例如Cb、H2O2),可能會破壞密封屏障。應盡可能的提供稀釋系
統(tǒng)(空氣或惰性氣體)以防止容器中爆炸性的氣體混合物積累。對于產(chǎn)品容器
和其他系統(tǒng),設計應考慮產(chǎn)生腐蝕和氣體增壓的(例如二氧化杯粉末或含缽廢
物輻解水分導致的增壓)可能和后果。
設計應確保監(jiān)測工藝參數(shù),提供報警系統(tǒng),并將存量減到最少,以防止化
學爆炸,例如蒸發(fā)器運行過程中可能產(chǎn)生的紅油、萃取循環(huán)中可能產(chǎn)生的疊氮
酸鹽等。
自燃金屬(來自剪切乏燃料或去除包殼時產(chǎn)生的錯屑)可能導致火災或爆
炸。設計上應避免意外積累并提供必要的惰性環(huán)境。
為確保泄漏收集系統(tǒng)和溢流收集系統(tǒng)中不出現(xiàn)危險的或不相容的混合物,
設計時應評估所有可能因素,如:
(a)設計防冒槽監(jiān)測或溢流系統(tǒng)以防止不可控的泄漏;
(b)收集泄漏用的接液盤(或地坑)及其排出路徑;
(c)收集容器;
(d)漏液返回路徑;
(e)途經(jīng)熱室(設備室)的系統(tǒng)泄漏進入熱室(設備室)地坑的可能;
(f)試劑溢流或泄漏進入工作區(qū)的可能。
4.3典型始發(fā)事件
4.3.1內部始發(fā)事件
4.3.1.1火災
后處理設施中的火災危害與以下物項rr關:
(a)易燃物質,例如自燃材料、溶劑、化學反應活性物質和電纜;
(b)潛在易燃物質,例如用于中子屏蔽的聚合物、工藝運行廢物、辦公廢
物等。
火災可能會破壞密封屏障,從而導致放射性物質或毒性物質的擴散;也可
能破壞中子毒物、或因滅火介質的加入改變慢化或反射條件、或改變工藝設備
幾何尺寸而導致臨界事故等。
431.1.1火災危害性分析火災危害性分析包括系統(tǒng)地鑒別火災的起因,評
估火災的潛在后果,以及
特定區(qū)域火災發(fā)生概率等?;馂奈:π苑治鰬撛诘闹苯踊蜷g接涉及核材
料的外部和內部火災?;馂奈:π苑治鲇糜谠u估易燃材料的存量和可能的火源,
并對火災預防、探測、緩解和滅火措施進行系統(tǒng)分析,對于復雜且高危害的情
況,必要時應使用計算機建模輔助進行火災危害性分析。應采取適當?shù)念A防措
施防止火災發(fā)生和蔓延,例如合理劃分防火分區(qū)。
火災危害性分析也應包括對火災預防、探測、緩解和滅火措施進行系統(tǒng)分
析。
后處理設施火災危害性分析的一個重要內容,是鑒別出設施內需要特別考
慮的區(qū)域。進行火災危害性分析的區(qū)域應包括:
(a)加工或存放易裂變物質的區(qū)域;
(b)加工或存放放射性物質的區(qū)域:
(c)手套箱,特別是加工缽材料的手套箱;
(d)使用或貯存易燃或可燃化學品的工作間和實驗室;
(e)加工易自燃的金屬粉末的區(qū)域,如剪切系統(tǒng)含錯粉的區(qū)域;
(f)高火災荷載的區(qū)域,例如有機廢物貯存區(qū);
(g)安全級物項所在的房間,其性能下降可能會造成放射后果,例如通
風系統(tǒng)最后一級過濾器的房間和安全級變配電室等;
(h)工藝控制室或輔助系統(tǒng)控制室;
(i)撤離路線。
431.1.2火災預防、探測與緩解應通過一整套措施降低火災風險,盡量確
保不發(fā)生火災;如果發(fā)生,應能
探測、限制并抑制火災蔓延;采取了預防措施但仍發(fā)生火災時,緩解措施應起
作用,將火災的后果降到最小。
為了達到預防火災和緩解火災后果的雙重目標,應采取一些有效措施,主
要包括:
(a)盡量減少單個區(qū)域的可燃物荷載,包括助燃的化學品,如氧化劑;
(b)非放射性危險物質的貯存區(qū)與使用區(qū)域隔離;
(c)設計安裝火災探測系統(tǒng),以早期探測并準確確定著火位置,迅速發(fā)出
火災警報,必要時應設置自動滅火裝置;
(d)依據(jù)功能要求和耐火等級選擇相關材料,包括建筑材料、工藝材料
和手套箱部件以及貫穿件材料:
(e)盡可能的將建筑物和通風管道分區(qū),以防止火災蔓延;
(f)使用可燃液體或氣體避免超可燃性限值;
(g)抑制或限制潛在火源,如明火、電火花等,并與可燃材料隔離;
(h)隔離熱源或加熱的表面;
(i)滅火介質應符合相關安全分析的要求,尤其是應符合核臨界安全控制
要求。例如,應避免滅火劑(主要是消防水)導致臨界事故。
房間、熱室(設備室)和手套箱通風系統(tǒng)的設計和控制應實現(xiàn)預防和緩解
火災的多重目標。在盡可能長時間保持動態(tài)密封系統(tǒng)、保護最后一級過濾的同
時,還要限制火災蔓延。排煙系統(tǒng)(如有)設計應考慮放射性包容。
通風系統(tǒng)的設計應特別考慮防火要求,包括:
(a)應限制可燃粉塵和其他材料的積累;
(b)通風管道應具有氣密性、耐熱、耐腐蝕;
(c)動態(tài)密封的通風管道和過濾器應經(jīng)適當?shù)脑O計,確保它們不成為消
防系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié);
(d)在火災蔓延的可能性較高時,應在通風系統(tǒng)中安裝防火閥,并且應
仔細考慮分析其對通風的影響;
(e)應分析過濾器介質的阻燃性,如有必要應使用火花抑制器來保護過
濾器;
(f)應評價在火災中過濾器和風機的安裝位置是否會對其運行性能造成
影響;
(g)在發(fā)生重大火災時為了有助于控制火災,應仔細分析減少或切斷通風
氣流的必要性。
貫穿防火分區(qū)和防火墻邊界的管線設計上應確保火災不會蔓延。根據(jù)相關
法規(guī)和安全評價,在設計中應考慮針對火災和臨界事故的撤離路
線。在消防安全或核臨界安全影響不嚴重的地方,應盡可能沿同樣的路線撤離,
以減少撤離路線的數(shù)量。
4.3.1.2爆炸
為了防止爆炸引起放射性物質釋放,應在設計階段考慮以下措施:
(a)正常和異常情況下,保持不相容的化學物質的分隔;
(b)通過參數(shù)(例如濃度、溫度、壓力)控制,以預防出現(xiàn)導致爆炸的
情況;
(c)使用泄爆裝置來降低非放射性物質爆炸的影響;
(d)限制爆炸性物質的質量或濃度;
(e)通過通風系統(tǒng)的設計,避免形成爆炸性氣氛,或保持爆炸性氣體濃
度低于爆炸下限;
(f)通過設備或結構設計,以確??沙惺鼙ㄓ绊?;
(g)盡量采用火災或爆炸風險低的工藝?;瘜W品應貯存在工藝或實驗區(qū)
域以外的通風良好的區(qū)域。
4.3.1.3吊運事件吊運操作中,機械、電氣故障或人的失誤會導致核臨界控制、
包容、屏蔽
或其他安全級系統(tǒng)及有關控制的性能降低,或縱深防御水平的降低。設計.上應
采取以下措施:
(a)盡可能減少提升重物的需求,尤其在設施內應盡量使用軌道運輸或其
他穩(wěn)定的運輸方法;
(b)盡可能降低跌落和碰撞的后果,例如盡量降低提升高度,開展容器極
限跌落驗證,開展地面可承受跌落重物沖擊的評價,安裝減震裝置及規(guī)定安全
行進路線等;
(C)通過適當?shù)脑O計,盡量降低機械操作系統(tǒng)的故障頻率,如采用帶有多種故
障安全功能(例如剎車、鋼絲繩,斷電時動作和聯(lián)鎖)的控制系統(tǒng)。
上述措施應輔以工效學設計、人因分析和合適的管理控制措施來實現(xiàn)。
431.4其他設備故障應考慮設備故障可能導致包容、屏蔽、核臨界控制性能
降低或縱深防御水
平降低的應對措施。設計應評估所有安全級建(構)筑物、系統(tǒng)和部件的故障
狀態(tài),并且應根據(jù)分級結果在安全物項設計或采購時給予重點考慮。在無法確
定故障狀態(tài)時,應考慮確保安全級建(構)筑物、系統(tǒng)和部件的安全功能得以
維持。必要時,可通過冗余、隔離、多樣性和獨立性設計實現(xiàn)。
根據(jù)相關法規(guī)和標準,在對設備故障進行評價時,應特別關注計算機系統(tǒng)、
計算機控制和軟件系統(tǒng)的故隙。
4.3.1.5公用系統(tǒng)喪失在設計上應對喪失公用系統(tǒng)的影響及對其的相關要求進
行系統(tǒng)分析。設計應能應對潛在的短期和長期公用系統(tǒng)(如電力供應)
喪失帶來安全后
果。設計上應考慮單一設備物項和整個設施的輔助系統(tǒng)喪失,在多個設施的廠
址,還應考慮后處理設施附屬和輔助設施(例如廢物處理和貯存設施以及其他
場內設施)的輔助系統(tǒng)喪失。
電力供應系統(tǒng)應高度可靠。在失去正常供電的情況下,根據(jù)設施狀態(tài)和安
全分析的要求,應能向相關安全級物項提供可靠的應急供電,包括:
(a)熱量導出系統(tǒng);
(b)輻解釋氫的稀釋系統(tǒng);
(c)某些動態(tài)密封系統(tǒng)的排風風機;
(d)火災探測系統(tǒng);
(e)輻射防護監(jiān)測系統(tǒng);
(f)臨界報警系統(tǒng);
(g)與上述物項相關的儀控系統(tǒng);
(h)應急照明。
應考慮在發(fā)生重大外部事件情況下,較長時間內提供應急動力的需求。設
計應確定在長時間公用系統(tǒng)失效情況下,需保持可用狀態(tài)的安全級建(構)筑
物、系統(tǒng)和部件。
設計應明確后處理設施恢復供電的時順表,主要考慮以下因素?:
(a)物項“當前電力狀態(tài)”,如啟閉、使用應急動力運行、失去備用動力的
時間等;
(b)恢復正常運行物項的安全重要性或優(yōu)先權;
(c)運行狀態(tài)切換過程中的電力供應中斷;
(d)后處理設施內物項的初始電力需求,供應能力和容量。同時,設計應
制定電力恢復的應急程序。對喪失電力供應或其他輔助服務的評估應作為
后處理設施整體安全評估的
一部分。一般性輔助供應的喪失也可能有安全后果,例如儀表和控制用壓縮空
氣、工藝設備用冷卻水、通風系統(tǒng)和惰性空氣供應等。設計中,應采取措施以
確保它們的供應或提供其他確保安全的手段,包括:
(a)根據(jù)安全評估,輔助系統(tǒng),如儲氣罐、不間斷電源或冷卻系統(tǒng)等,
應設計有足夠的可靠性,盡可能的多樣性和冗余性;
(b)對所有的輔助系統(tǒng),應在設計中評估其喪失后安全上可接受的最長
持續(xù)時間;
(c)根據(jù)安全分析,針對喪失供氣,氣動閥應設計成故障安全的;
(d)冷卻水喪失可能導致某些部件的故障,例如蒸發(fā)器的冷凝器、柴油
發(fā)電機和通風系統(tǒng)中的冷凝器或除濕器等。設計中應提供充足的備用容量或獨
立冗余的供應。
4.3.1.6管道或容器泄漏后處理設施所采用的設備材料,應盡可能選擇耐腐蝕
材料。所有密封屏障
的設計應足以承受所有性能惡化情況的綜合影響,尤其應注意總體與局部效應,
如腐蝕、侵蝕、機械磨損、溫度、熱循環(huán)、震動、輻射和輻解。
在安裝有冷卻回路的地方,特別是在放射性較高的系統(tǒng)中,設計應考慮包
括冷卻水側的腐蝕、水化學、輻解(例如過氧化產(chǎn)物)以及冷卻劑停滯(無冷
卻要求或存在冗余冷卻系統(tǒng)的情況)等效應。
為滿足包容要求,應收集并回收第一道密封屏障的所有泄漏,例如采取接
液盤或熱室鋼覆面與集水坑等措施。當儲存大量高放廢液時,應通過安全分析
來確定備用貯槽的數(shù)量。核臨界安全評估應考慮腐蝕對含有易裂變物質的設備
尺寸的潛在影響,例
如當核臨界控制方式是幾何控制時,工藝容器壁厚變化造成的影響。應考慮固
定中子毒物支撐結構的腐蝕,在中子毒物與工藝介質接觸的地方,應考慮中子
毒物的自身腐蝕。根據(jù)安全和技術要求,應優(yōu)化工藝參數(shù)使腐蝕速率可接受,
同時需綜合考慮減少廢物量、提高工藝性能和效率等因素。
4.3.1.7內部水淹后處理設施中工藝液體(例如水、硝酸)及給排水造成的水
淹可能導致放
射性物質的擴散,慢化或反射條件的改變,電驅動裝置故障、報警和跳閘的故
障或誤動作以及通風風機的減速或停止等。設計應關注上述問題,尤其是大量
泄漏對公用系統(tǒng)、安全級建(構)筑物、系統(tǒng)和部件的儀控系統(tǒng)的潛在影響。
電力、儀控系統(tǒng)電纜應與液體或氣體供應盡可能的嚴格隔離。應保護所有供電、
儀控的地面貫穿和墻壁貫穿,防止液體滲入。應洛儀控系統(tǒng)的供電和線路布置
高于可能的最高液位。由于可能會釋放大量的蒸汽或液體,應特別注意蒸汽和
冷卻水管道的線路布置。
當充滿液體的容器或管道穿過含易裂變物質的房間時,臨界分析應考慮此
房間內液體的最大可信量,并考慮可能從所有連接的房間、容器或管網(wǎng)中流出
液體的最大可信量。
可能發(fā)生水淹的房間的墻壁(和地面)的設計應能承受液體荷載,并且所
有安全級設備都不會受到水淹的影響。應考慮到大量泄漏的動態(tài)效應。
在設計中應考慮在水淹情況下容器、管道和密封結構的潛在液壓及浮力。
431.8危險化學品的使用后處理設施應依據(jù)化工標準和國家法規(guī)要求,對工
作人員的化學危害以及
危險化學物質向環(huán)境釋放進行保守的評估。應通過設計在其固有安全的物理條
件下選擇或使用危險化學品。
基于安全評價,設計應考慮后處理設施中可能導致不安全情況的設備故障
或損壞所引起的危險化學物質釋放的影響。應考慮危險化學物質的直接作用:可
能導致腐蝕、溶解和損壞)及間接作用(導致控制室的撤離或對工作人員有毒
的影響)的可能性。
4.3.2外部始發(fā)事件
4.3.2.1一般要求后處理設施設計時應根據(jù)外部危害(自然或人為災害)的性
質及嚴重性進
行逐個識別和評價。
432.2地震
后處理設施設計時應進行詳細的地震評價,以確保設計滿足安全性、可靠
性要求,包括地震可能引發(fā)的下列事件:
(a)失去冷卻;
(b)輔助系統(tǒng)喪失,包括公用系統(tǒng);
(c)密封功能喪失(靜態(tài)和動態(tài));
(d)安全功能的失效,無法確保地震后設施回到安全狀態(tài)及保持安全狀
態(tài),包括建(構)筑物功能和預防其他危害的功能(例如火災、爆炸、重物跌
落和水淹)失效;
(e)對臨界安全功能的影響,例如:
—變形(幾何控制)
一移位(幾何控制、固定毒物)
—材料損失(幾何控制、可溶毒物)。應確保在設計基準地震后,人員
可接近和操作備用控制室或緊急控制盤。
應對保持后處理設施處于安全、穩(wěn)定狀態(tài)的監(jiān)測設備和環(huán)境的監(jiān)測設備進行測
試,并使用適當?shù)谋J胤椒ㄟM行合格性鑒定,包括使用地震模擬平臺。
根據(jù)后處理設施廠址特征和位置,應在設施設計中說明由地震引起的海嘯
或其他極端水淹的影響。
432.3外部火災和爆炸后處理設施設計時應考慮廠址評價中識別的
外部火災和爆炸危害。
432.4外部有毒危害
應評估毒性和窒息危害,以核實預期最大氣體濃度滿足安全要求。也應確
保外部毒性或窒息危害不會對設施的控制造成不利影響。
4.325極端天氣條件應通過設計保證后處理設施抵御廠址評價中識別的極端
天氣條件。通常包
括:
(a)保持冷卻系統(tǒng)在極端溫度和其他極端條件下可用的能力;
(b)安全級建(構)筑物承受極端天氣荷載的能力;
(c)預防設施水淹;
(d)必要時,根據(jù)運行限值和條件將設施安全停車,并保持設施處于安
全停車狀態(tài);
(e)在洪水期間保持地下水位在可接受的范圍內;
(f)設計中也應考慮極端天氣條件引發(fā)的次生災害事件。
4.3.2.5.1龍卷風建筑物和通風系統(tǒng)的設計應滿足關于龍卷風危害的相關國
家法規(guī)要求。龍卷風能夠提起并推動體積大、重量大的物體(例如汽車
等),應在設施設
計階段考慮此類飛射物撞擊的可能性,包括初次撞擊效應以及與混凝土墻壁撞
擊后飛出的或其他形式動量傳遞飛出的二次碎片撞擊效應。
432.5.2極端溫度應在冷卻系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的設計中考慮到持續(xù)極端低溫
或極端高溫的可能
性,以防止不可接受的影響,例如:
(a)冷卻回路的凍結(包括冷卻塔和室外裝置);
(b)冷卻回路失效(炎熱天氣);
(c)對建筑物通風、加熱和冷卻系統(tǒng)的不利影響,以免建筑物內工作條
件差和濕度過大,以及對安全級物項的不利影響。
只有在運行人員能夠得到必要的信息、有足夠的響應時間和所需設備的條
件下,設計上才能采取限制或減緩上述事件后果的管理措施。
4.3.253降雪和冰暴應將降雪和冰作為建筑物屋頂?shù)母郊雍奢d,例如,應
將表面明冰作為垂直
表面和公用電纜和管道的附加荷載。應考慮到雪或冰的堆積和滲透引發(fā)的水淹,
及其可能導致安全級設備(例如電氣系統(tǒng))損壞。必要時應考慮雪的中子反射
或慢化效應。
4.3.254洪水對于極端降雨,應關注建筑物的穩(wěn)定性(例如流體靜壓和動
力效應)、水位
的上升和發(fā)生泥石流的可能性。設施的選址應高于歷史最高洪水位,同時考慮
到不確定性要有足夠的標高并有足夠的裕量(如假設的全球變暖效應),以避免
水淹帶來嚴重損壞。
對于外部水淹事件,應關注有損壞風險的熱室(設備室)和安全級物項的
潛在漏入途徑(密封破口)。在任何情況下,含易裂變物質的設備均應能預防核
臨界事故的發(fā)生。手套箱的設計應承受水淹的動態(tài)效應,且所有手套箱貫穿件
均應高于任何潛在的洪水水位。應通過設計對電氣和儀控系統(tǒng)、應急動力系統(tǒng)
(電池和動力產(chǎn)生系統(tǒng))和控制室加以保護。設計應確保在極端事件中相關物
項可連續(xù)執(zhí)行其必要的功能。
4.3.2.6自然和人為引發(fā)的淹沒事件為保護后處理設施抵御淹沒事件(潰壩、
暴洪、風暴潮、潮汐波、假潮、
海嘯)——包括靜態(tài)效應(洪水)和動態(tài)效應(上浮和下沉),所采取的措施,
主要取決于廠址評價期間收集的設施所在區(qū)域的相關數(shù)據(jù)。建筑物、電氣和儀
控系統(tǒng)的設計,應遵守與上述危害有關的具體國家法規(guī)要求。設計應特別關注
無預警的突發(fā)事件可能引起公用設施大范圍的破壞、中斷,以及后處理設施內
和場內其他設施甚至當?shù)睾蜐撛诘母髤^(qū)域的公用設施失效。
432.7小型飛行器撞擊或外部飛射物危害后處理設施選址時應避開飛機航線。
根據(jù)廠址評價中識別的風險,后處理
設施的設計應承受設計基準撞擊(其他小型飛行器)。對于評價撞擊的后果或用
來抵御小型飛行器撞擊或二次飛射物撞擊的設計的充分性,只考慮現(xiàn)實的撞擊
情景、設備旋轉的情景或建(構)筑物失效情景,這些情景需要知道可能的撞
擊角度或由于裝載的燃料導致的潛在的火災和爆炸。一般情況下,不能排除小
型匕行器撞擊導致的火災。應制定和實施消防和應急準備響應的具體要求。
4.328陸生、水生的植物和動物群落
后處理設施設計中應考慮與陸生和水生群落大范圍相互影響的可能性,包
括可能限制或堵塞冷卻水及通風的入口和出口,害蟲對電氣和儀表線纜的影響
及它們進入廢物貯存區(qū)等。在有必要對陸生和水生群落采取物理控制或化學控
制措施的地方,應對其進行風險評價。
4.4儀表和控制
4.4.1安全重要的儀表和控制系統(tǒng)與后處理廠安全穩(wěn)定
運行相關的儀控系統(tǒng)主要包括:
(a)臨界控制:
—取決于臨界控制方法,控制參數(shù)視情況應包括質量、濃度、酸度、
同位素組成或易裂變物質含量以及慢化劑的量
-考慮燃耗信任制時,臨界安全分析要求的具體控制參數(shù),如剪切或
溶解前乏燃料組件燃耗測量
—臨界控制依靠可溶毒物時,臨界安全分析所要求的具體控制參數(shù),
如試劑供料濃度測量;
(b)工藝控制:重要的安全相關控制系統(tǒng)用于:
一導出衰變熱
—稀釋由于輻解生成的氫氣或其他來源的氫氣
—監(jiān)測容器液位
—對溫度和其他參數(shù)進行控制以防止爆炸;
(C)火災探測系統(tǒng);
(d)手套箱控制和設備室控制:
—設備室和手套箱的動態(tài)密封監(jiān)測
一設備室和手套箱地坑的液位監(jiān)測;
(e)通風控制:
—監(jiān)測和控制壓差,確保后處理設施的所有區(qū)域的空氣沿正確的流向,
即流向污染更嚴重的區(qū)域
—監(jiān)測通風(煙囪)流量,以監(jiān)測環(huán)境排放;
(f)職業(yè)照射控制:
—應使用帶有實時顯示和報警的靈敏劑量計,以監(jiān)測職業(yè)照射劑量
-應使用便攜式設備和固定式設備來監(jiān)測全身和手部受到的Y或中子
輻射
—氣溶膠連續(xù)空氣監(jiān)測器的安裝應盡可能靠近工作區(qū),以確保盡早探
測到空氣中擴散的放射性氣溶膠
—表面污染探測裝置的安裝和布置應靠近相關工作區(qū)且應靠近該工作
區(qū)域房間的出口
—出入口通道控制應使用相關的探測器和聯(lián)鎖;
(g)對液體和氣體排放控制的監(jiān)測,應包括用于環(huán)境排放的取樣系統(tǒng)的操
作監(jiān)測;
應提供儀表以監(jiān)測以下工況下設施的變量和系統(tǒng):
(1)正常運行;
(2)預計運行事件;
(3)設計基準事故;
(4)后果比設計基準事故嚴重的事故(包括設計擴展工況)。監(jiān)測的目標
是確保獲得設施所處狀態(tài)的充足的信息,并依據(jù)設施正常運行
程序、應急程序或設施各種狀態(tài)的事故管理指南(視情況而定)做出正確響應
的計劃和正確行動。
應提供充分和可靠的控制和適當?shù)膬x表,以監(jiān)測和控制影響工藝安全和設
施基本安全的所有主要參數(shù)。這些參數(shù)包括輻射水平、空氣污染條件、流加物
排放、臨界條件、火災情況和通風情況。這些儀表應能提供滿足設施安全和可
靠運行必需的任何其他信息。應采取措施自動測量并記錄安全重要參數(shù)的相關
數(shù)值。
根據(jù)安全分析和縱深防御要求,儀表和控制系統(tǒng)應具有冗余性和/或多樣性,
以確保其適當?shù)目煽啃院涂捎眯?。這應包括必要時為儀表提供可靠的、不間斷
供電。
4.4.2就地儀表后處理設施中,許多區(qū)域由于輻射水平和/或氣溶膠污染水平
高而無法接近
或難于接近。應盡可能地避免進入這種區(qū)域對儀表、就地指示器或控制站進行
操作、觀察或維修。在不能避免將儀表布置于這樣環(huán)境中時,應采用獨立外殼
或屏蔽,以適當保護儀表或人員。
4.4.3取樣和分析應通過下列手段監(jiān)測后處理設
施運行的偏離:
(1)實時監(jiān)測儀表;
(2)在線分析儀表;
(3)就地取樣分析,例如核實非放試劑配制工藝所需的濃度;
(4)實驗室遠程取樣分析,例如分析中心等。后處理設施在進行取樣分析
儀表選型時,應考慮以下因素:
(a)設備的可用性及其精度和準確度、可靠性、穩(wěn)定性;
(b)針對關鍵工藝點的取樣分析,應確保將“有代表性”的樣品進行送樣
和測量分析,且樣品的實時性應滿足工藝需求,必要時可通過不同的分析方法
或分析儀器核實分析結果的有效性;
(c)必要的校準與測試,例如在線或離線校準與測試;
(d)維修和更換的人因工程學設計,包括劑量考慮和及時性問題。
后處理設施中,許多化學工藝的安全取決于從位于工藝關鍵點的容器或設
備中取得的樣品的化學和放射化學分析的準確性和及時性。對于這些關鍵取樣
點,有關樣品取樣和標記、安全傳輸?shù)椒治鰧嶒炇?、測量和向運行人員報告等,
應形成文件,并作為管理體系的一部分。應考慮使用條形碼編碼方法或類似系
統(tǒng)進行樣品標識,以減少失誤的幾率。
針對取樣操作應分析發(fā)生職業(yè)照射和人因失誤的可能性,并應盡量使用自
動取樣系統(tǒng)。
4.4.4控制系統(tǒng)在運行和事故工況下,充分的非能動安全重要建(構)筑物、
系統(tǒng)和部件
的設計應作為首選,其次是能動安全重要的建(構)筑物、系統(tǒng)和部件,他們
都比行政控制更可靠。自動系統(tǒng)應是高度可靠的,其設計的目的是將工藝參數(shù)
保持在運行限值和條件之內,或將工藝過程帶入安全穩(wěn)定的狀態(tài)(通常指停車
狀態(tài))。
當行政控制作為一種選擇時,選擇自動系統(tǒng)還是行政控制的準則應基于運
行人員是否有足夠響應時間,以及基于對動作失敗帶來的風險和危害的謹
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