核电站电离辐射计量实验室设备安装简介

核电站电离辐射计量实验室设备安装简介

(中电投电力工程有限公司烟台分公司265116)

摘要:核电站离不开辐射监测,电离辐射计量实验室就是检定、校准核电站内各类便携式辐射仪表的场所,本文主要介绍电离辐射计量实验室安装建设的各个阶段和主要设备。

关键词:核电站;电离辐射计量实验室安装

1引言

核电站调试、运行以及检修、退役过程中各种操作均会涉及辐射,尤其在核电站运行期间产生的放射性物质包括各种长短寿命的裂变核素,如果这些核素被载带排出,将形成气溶胶状态、液态或固态的放射性排出物。因此对核电站的排出物及周边环境进行连续监测,以便监控并及时有效控制放射性排出物的量,从而保证电离辐射对工作环境和工作人员健康的影响降到最低。电离辐射计量实验室就是具备电离辐射三级计量标准检定、校准功能的实验室,主要承担核电站各类便携式辐射仪表的检定和校准工作。

1.1电离辐射计量实验室安装建设的各个阶段和主要设备

整个电离辐射计量实验室的安装及调试过程可分为4个阶段,分别为:照射装置吊装、激光器定位系统及刻度车安装、控制系统及安全连锁系统安装调试、放射源安装。主要设备由单源照射装置、多源照射装置、个人剂量计照射装置、位移定位装置、控制台等组成。

1.1.1照射装置吊装

电离辐射计量实验室内照射装置包括单源照射装置、多源照射装置和个人剂量计照射装置。单源照射装置、多源照射装置都是由铅作为主要屏蔽材料,快门由钨合金构成组合,装载不同活度的放射源。整个装置有主副双重快门,以保障安全。辅快门与内光阑为一体,位于内光阑与散射腔之间由减速电机驱动。照射时先打开电机驱动的旋转辅快门,然后利用气缸推动主快门进行照射。

个人剂量计照射装置能够用于个人剂量或热释光片的照射校准,该装置包括有一个铅容器用作对放射源进行屏蔽,一个有机玻璃转盘(配24个照射支架)、气泵及专用控制器等。该照射装置放射源可灵活升降,旋转平衡盘架,能够对放射源的照射进行定时和计时照射。

利用叉车将照射装置运至辐照间,然后利用龙门架将照射装置缓缓吊起,当照射装置底座高于水泥台表面后,移动龙门吊使照射装置位于水泥台上方。缓缓降下照射装置,当照射装置底座接触水泥台面时停止释放。利用木槌或橡胶锤敲击照射装置底座,调整照射装置的摆放位置,使之准直光阑的轴线与便携式激光器产生的激光束重合。调整到位后缓慢释放照射装置至水泥台,完成设备就位。

1.1.2激光器定位系统及刻度车安装

将激光定位器射出的激光正对单源照射装置和多源照射装置外光阑,利用小车确定单源照射装置激光器的位置,找准位置后利用膨胀螺栓固定定位激光器。射束方向激光器两台,分别用于单源和多源装置的轴向定位。斑点十字,线宽小于2mm。可做仰角、方位角、以及上下和横向微调。横向(垂直轨道)激光器一台,用于单源和多源装置的横向定位。斑点十字,线宽小于2mm,激光束距离辐射源约1m。

1.1.3控制系统及安全连锁系统安装调试

安全连锁装置包括照射装置的安全连锁和安全门的安全连锁,照射装置的安全连锁通过电磁开关和光耦实现,并将信号连接到控制台;安全门的安全连锁通过微动开关实现,并将控制信号输入到控制系统中去。声光报警器由电铃和探头等组成,安装在照射间的墙上;固定式辐射报警仪主机安装在控制间内,探头安装在正对照射装置的墙上。监控器安装在控制台上,重新加工监控器面板。专用控制器、固定式辐射报警仪和小车控制器等各设备的电器按照控制系统及软件安装图进行连接。安装调试后对全部设备进行联调联试,无源试运行,为装放射源做准备。

系统采用分布式控制方案:刻度小车控制器(PLC,固定在小车上)对小车的运行进行控制,源装置控制器(PLC,固定在控制台上)对源装置进行控制,这两个控制器再通过RS485与专用控制器和计算机通讯,实现整个系统的功能。其中小车运行的控制包括输入开关量的读取和输出控制,以及高速脉冲的读取和输出控制,用以实现小车的精确运行和定位功能;多源装置的控制主要是开关量的读取和输出控制,用以实现照射装置的换源和快门开关等控制;RS485通信主要实现控制器与控制界面和计算机之间的数据传递。专用控制器和计算机通过RS485向两台控制器传递控制命令实现对小车和源装置的控制,以及实现小车和源装置的状态实时反馈显示;专用控制器是一个独立于计算机可与进行RS485通讯,有独立的显示部件的硬件系统;计算机控制则通过软件编程实现。专用控制器与计算机控制程序实现控制终端的双重备份,可以分别单独进行控制。

1.1.4放射源安装

放射源安装之前,在水泥台前方搭建脚手架或支架,用于支撑放射源运输罐,利用龙门吊将放射源运输罐提升至脚手架上方,缓慢释放。待放射源运输罐底座与脚手架接触但未完全受力时停止释放,调整放射源运输罐位置,并临时固定。运输罐中心线与γ刻度装置的中心线重合,确认后方可开展装源工作。准备一根加长连接杆,其长度应大于γ刻度装置长度与新运输罐深度两者之和。通过支架调节完成防护罐与刻度装置的对接,操作中要特别注意散射对操作人员的影响,采用先平卧就位,后再去盖的方案。把事先准备好的连接杆与源杆相连,慢慢推动连接杆直到防护罐底部,拧动连接杆,使源杆上的螺丝与放射源顶端的螺口相结合。拉出连接杆及源杆,随之把源帶进源室,关闭快门,安装单源照射装置铅防护盖并安装后盖。

装源过程中要做好监护,一组人员负责刻度室室外四周环境的警戒和剂量率的变化,另外一组人员负责刻度室内的剂量监测和安全监督工作。倒源工作完成后,放射源安装人员负责对四周环境要进行终态检测以确认无放射源遗落在装置外。

参考文献:

[1]李德红,杨元第,电离辐射计量在核电行业发展中的作用

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