华龙一号辐射防护设计过程实施策略与设计监督

□刘 耸 李广慧 朱宪澈 王晓霞 高桂玲

一、概述

IAEA安全导则No.NS-G-1.13的3.19节[1]中首次提出了辐射防护设计过程实施策略实例。这套实施策略较为清晰地明确了各项主要设计任务，按设计步骤需要开展的具体工作内容。在核安全导则HAD102/12《核动力厂辐射防护设计》(报批稿)[2]中，辐射防护设计过程实施策略明确了设计程序应该是迭代进行、逐步细化的过程。华龙一号设计阶段划分为概念设计、总体设计、初步设计和施工图设计四个阶段。结合设计阶段的划分，借鉴NB/T 20194-2012压水堆核电厂辐射屏蔽设计准则[3]的附录A中按照阶段考虑设计任务的想法，提出了华龙一号辐射防护设计过程实施策略，参见表1。

表1 华龙一号辐射防护设计过程实施策略

二、华龙一号辐射防护设计过程实施策略

在新堆型的设计中，辐射防护设计往往具有总领性和过程性两方面设计特点。在每个设计阶段，设计者结合表1的内容，对上游提资进行分析和计算。对下游专业提资，明确分析结论和存在的问题。按照表1中确定的不同阶段设计任务，又进行了细化。

(一)概念设计阶段。在概念设计阶段，对主要放射性系统流程、设备设计、总体布置方案进行了专业判断和定性分析。在该阶段参考相关标准[3]提出设计目标、屏蔽设计准则和辐射分区原则等。在本阶段提出的设计目标为职业照射的个人有效剂量约束值为15mSv/a；集体剂量目标值为0.6人·Sv/机组·年。更为重要的是，在本阶段进行辐射防护优化相关是设计宣贯和交流，将辐射防护优化理念、思路和经验反馈同各专业进行沟通和交流。尽量使辐射防护优化融入各专业的设计中。

(二)总体设计阶段。在总体设计阶段，对已选定的设计方案，估算主要放射性设备源和场剂量率、建立初步辐射分区，参考已运行核电厂剂量统计，估计工作人员职业照射，估算相关的集体剂量。结合运行经验反馈对已选定方案中提出修改建议和后续设计阶段优化方案，包括：调整局部布置方案、优化屏蔽体、增加去污措施、优化人员通行和辐射监测方案等。

(三)初步设计阶段。在初步设计阶段，按系统、区域和工况对设计源项进行优化，细化设计源项、现实源项和事故源项，统计整理放射性管道源项并进一步分析人员工作区域场剂量率、评估辐射分区、工作人员操作和检修受照。并对所有辐射区域进行辐射安全梳理，按照工作人员在通行、操作和检修期间受到的外照射、气载污染和表面污染分析，并优化布置方案、增设压空供气点位、增设系统冲洗点位、增设钢敷面、调整地面输水管道位置、增加局部屏蔽、估算屏蔽门并提出半气密门需求等。完善并优化各专业的技术规格文件中影响工作人员受照相关设计要素。

(四)施工图设计阶段。在施工图设计阶段，对初步设计阶段优化工作进行延续并进一步细化。包括：进一步优化厂房布置、优化辐射源项、精确核定场剂量率、核定辐射分区、优化运行和检修相关设计规程、精确判断孔洞封堵条件和门相关辐射防护要求，并对工作人员的职业照射水平进行评估和优化等。以个人和集体剂量为例，最终确定“华龙一号”职业照射的个人有效剂量约束值和集体剂量。

三、辐射防护设计监督和检查

辐射防护设计监督和检查主要集中在初步设计和施工图设计阶段开展工作。主要工作方式有两种：填写辐射防护检查清单(checklist)和三维模型辐射防护检查。

(一)辐射防护检查清单(checklist)。在设计中每一个具体的物项都有主要责任方(一般为出版用于施工类或者运行相关文件的专业)。因此，对于辐射防护重点关注的物项，可提出具体的检查清单(checklist)。重点关注物项的确定，一方面参考了RG8.38和新核电站设计的职业照射防护原则和准则中反应堆典型高剂量检修设备、检修内容等因素；另一方面根据已运行核电厂开展的相关科研成果，如停堆大修期间重要检修对象。设计方收到检查清单后对每一项进行核对、确认和估算。

采用这种方法有两方面的优点：一方面可以评估设计改进和优化程度。同时这种方法能够反映出，在总体设计阶段进行的辐射防护优化宣贯和改进建议是否得到了采纳和落实；另一方面，可以初步分析和估算工作人员职业受照，并判断个人和集体剂量是否得到了有效的降低。

(二)三维模型辐射防护检查。在三维设计平台不仅完成传统设计，还可以检查模型碰撞、模拟工作人员可达性等。在初步设计和施工图设计两个阶段，对华龙一号三维模型进行了多次的辐射防护检查。

在华龙一号设计中，具体的检查内容包括：一是各房间辐射源(设备和管道)的分布，以及和辐射分区的对应情况；二是生物屏蔽墙、屏蔽门、孔洞封堵等设计情况；三是辐射防护相关去污措施、冲洗点位、钢敷面、地面输水管道等布置情况；四是通风系统和气流组织的设计。在检查过程中一旦发现存在设计欠缺甚至违背辐射防护设计准则的情况，立即向相关专业给出问题描述和相应的修改建议。

四、结语

在华龙一号的设计中，较为全面地按照辐射防护设计过程实施策略开展了相关辐射防护设计工作。这是IAEA安全导则最新设计要求在国产三代核电机组设计中的一次良好实践。同时，借鉴国际三代核电厂先进的设计理念和三维设计工具开展了辐射防护设计监督和检查工作，能够及时地发现问题、解决问题，这极大地提高了辐射防护设计主动性。