GB∕T 43347-2023 核电厂安全重要电气、仪表与控制设备环境参数的监测（正式版）

核电厂安全重要电气、仪表与控制设备环境参数的监测2023-11-27发布2024-03-01实施国家标准化管理委员会I前言 l2规范性引用文件 13术语和定义 14运行环境参数监测的原则及流程 24.1运行环境参数监测原则 24.2运行环境参数监测通用流程 25运行环境参数监测的技术要求 35.1运行环境监测参数的选择 35.2运行环境参数监测方式 45.3运行环境参数监测位置 45.4监测仪表 55.5监测时长和频度 56运行环境参数监测数据和文档保存 67质量保证 6附录A(资料性)应用于Arrhenius模型的等效温度换算示例 7参考文献 8Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国核仪器仪表标准化技术委员会(SAC/TC30)提出并归口。本文件起草单位：中核核电运行管理有限公司、核工业标准化研究所、生态环境部核与辐射安全中心、中核武汉核电运行技术股份有限公司、中冶检测认证有限公司、上海核工程研究设计院股份有限公司。1核电厂安全重要电气、仪表与控制设备环境参数的监测本文件确立了核电厂运行期间安全重要电气、仪表及控制设备(以下简称“电气和仪控设备”)环境参数监测的原则并规定了流程、技术要求、监测数据和文本保存、质量保证等要求。本文件适用于核电厂运行期间安全重要电气、仪表及控制设备的环境监测(不包括设计基准事故的环境监测),指导核电厂获取显著影响电气和仪控设备老化过程的重要环境参数，为设计环境参数验证、设备鉴定寿命延长、设备失效原因分析、核电厂运行许可证延续老化评估等提供数据支持。其他设备的环境监测参照本文件执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T12727核电厂安全级电气设备鉴定NB/T20086核电厂安全级电气设备老化评估、监测和缓解NB/T20476.9核电厂运行许可证延续第9部分：电气和仪控设备时限老化分析NB/T20512.3核电厂运行许可证延续第3部分：电气和仪控设备老化管理审查3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。环境参数environmentalparameter描述环境因素的一个或多个物理、化学或生物的特征。注：例如，环境因素振动是由振动类型(正弦、随机)、加速度和频率等参数来表征的。环境参数的示例包括温度、加速度等。运行许可证延续operatinglicenseextension在核电厂原运营许可证到期前，通过分析评估将核电厂运营许可证的许可期限延长到原运营许可证许可期限之后的过程。一个构筑物、系统或部件通过试验、分析和(或)运行经验已证明其能够在特定运行工况下，在验收标准范围内运行，同时保持在设计基准事故或地震条件下能实施其安全功能的时间。2通过科学、系统的分析方法查找事件的事实与真相，确认事件根本原因和促成原因，并采取纠正行动来防止事件重发的分析活动。4运行环境参数监测的原则及流程4.1运行环境参数监测原则核电厂电气和仪控设备的设计环境参数验证、设备鉴定寿命延长、设备失效原因分析、核电厂运行许可证延续老化评估都需要使用实际环境参数数据。当核电厂已有实际环境参数信息无法满足以上分析验证需求时，需针对性地增加电气和仪控设备运行环境参数监测。核电厂电气和仪控设备的运行环境参数监测遵循以下基本原则：——对环境监测方案(包括监测范围、监测位置、监测方式、监测参数及频度等)进行可行性评估，确保获取的环境监测参数能够满足核电厂具体评估的需求；——根据现场安装可行性和具体环境选择环境监测仪表；——获取的环境监测参数能代表或包络实际的运行环境状况；——环境监测的所有文件及监测结果按照要求进行存档；——环境监测活动不应对核电厂的安全和正常运行造成不利影响。4.2运行环境参数监测通用流程4.2.1核电厂应根据评估任务对环境参数的实际需求来制定环境监测方案(包括确定需要监测的参数和监测范围、监测方式、监测位置、监测仪表选择、监测时长和频度、监测数据和文件的保存等),并对制定的环境监测方案进行评估。当评估结果满足要求时方可实施环境监测，否则需对环境监测方案进行4.2.2运行环境参数监测活动结束后应形成环境参数监测报告，报告至少应包括以下内容：——监测任务来源和目的；——监测范围；——监测方式；——监测位置；——监测仪表相关信息(如型号、规格、校准有效期等);——监测结果；——监测时间、实施单位和实施人员等。4.2.3运行环境参数监测通用流程见图1。3GB/T43347—2023环境监测口的监测参数监测范围监测方式监测位置监测仪表选择监测周期和频次监测数据和文件保存的要求环境参数监测方案评估满足评估否是实施环境参数监测)编制环境参数监测报告图1运行环境参数监测通用流程5运行环境参数监测的技术要求5.1运行环境监测参数的选择5.1.1按照GB/T12727和NB/T20086、NB/T20512.3、NB/T20476.9,开展相应的分析评估需获取的核电厂实际运行环境参数主要包括温度、辐射剂量和湿度等，特殊情况下考虑振动等因素的影响。5.1.2典型的评估目的及可选择的环境监测参数见表1,核电厂可根据具体的评估目的针对性地选择需要监测的参数或参数组合。表1典型的评估目的及可选择的环境监测参数监测参数评估目的设计环境参数验证运行许可证延续鉴定寿命评估根本原因分析温度连续温度监测适用适用适用适用最高温度监测适用适用——辐射剂量(累积剂量)适用适用适用适用4表1典型的评估目的及可选择的环境监测参数(续)监测参数评估目的设计环境参数验证运行许可证延续鉴定寿命评估根本原因分析湿度(连续监测)适用适用注1:温度是影响绝大多数电气和仪控设备使用寿命的最重要的环境应力。温度测量包括与时间变化有关的连续运行温度测量和最高温度测量。最高温度测量通常采取温度敏感材料(如：温度试纸)的方式进行单独测量，仅能获取测量期间的温度峰值。设备的实际连续运行温度通常会随时间发生变化，使用阿伦纽斯(Arrhenius)模型进行热老化相关计算时常将其换算为Arrhenius等效温度。实际连续运行温度换算为Arrhenius等效温度的示例见附录A。注2:辐射剂量是最常使用的环境监测参数之一。核电厂的放射性主要来自裂变产物和活化腐蚀产物。核电厂气和仪控设备的影响主要发生在反应堆附近的未屏蔽区域。对辐射剂量的测量通常采用累积剂量测量的方法。注3:湿度是影响电气和仪控设备老化及可靠性的因素之一，湿度测量通常采取连续监测的方式。湿度测量的选取与否与评估目的有关，必要时考虑湿度对设备寿命带来的不利影响。5.2运行环境参数监测方式5.2.1根据环境参数监测数据存储位置和数据可用的时效性，环境参数监测方式可分为远程监测和就地监测。5.2.2远程环境参数监测将就地传感器的测量数据传送到远程计算机，实现多参数多通道的数据实时采集和存储，便于对获取的数据进行实时分析。该监测方式适用于存储数据量较大，且要求实时环境参数数据获取和分析的应用场合。当采用网络传输数据时应满足工控网络安全的要求。5.2.3就地环境参数监测适用于测量数据需求不紧迫或测量信号远程传输受限的应用场合。就地环境监测的参数测量和数据存储通常在就地完成。就地环境参数监测仪表具有体积小、重量轻、现场安装方便的特点，但受限于就地数据存储器容量和电源的限值，就地环境参数监测仪表的工作时长有限。5.2.4核电厂宜根据被监测区域的特点(如核电厂运行期间的可达性)及对监测数据的使用需求(如数据收集和分析的紧迫性)来选择适当的环境参数监测方式，包括采用远程监测与就地监测的组合方式。5.3运行环境参数监测位置环境参数监测位置选取的基本原则是：获取的环境参数应具有代表性或包络性。确定监测区域时，应重点关注存在恶劣环境的区域(如存在高温工艺管线的区域、有高温设备存在的区域)。测量具体设备的环境参数时，测量位置应靠近被测设备，测量区域的整体环境参数时，应选取具有包络性的位置(例如，测点不宜安装在靠近通风系统冷风出口的位置)。确定环境参数监测位置时考虑以下因素：——该位置区域是否有重要电气和仪控设备；——电气和仪控设备所在区域是否为有限空间(或密闭空间);——监测区域的设备布置及通风情况；——监测位置的可达性；——监测装置的可安装性；——业界环境参数监测的经验反馈；——核电厂前期实施的运行环境参数监测反馈。55.4监测仪表5.4.1环境监测仪表的选择考虑以下内容：——监测仪表的性能指标能覆盖监测区域的核电厂设计环境参数范围；——监测仪表能承受监测时长内监测位置的环境影响，不影响其测量不确定度；——监测仪表的数据存储容量能满足监测时长内的存储需求；——对于带有数据存储器的就地监测设备，考虑了现场环境对数据存储器的不利影响；——监测仪表的供电要求；——监测仪表的校准有效期；——监测仪表的校验维护要求；——业界环境监测的经验反馈。5.4.2监测仪表性能指标的选择应以具体核电厂的设计参数作为基准，并综合考虑正常运行工况、非正常运行工况以及具体测量位置的影响。5.5监测时长和频度5.5.1单次环境参数监测时长一般为一到两个换料周期，但最短不应少于一个正常换料周期，以充分考虑核电厂正常运行事件、大修、核电厂启停、功率运行、四季变化等产生的影响。5.5.2核电厂可根据实际需求确定所需实施环境参数监测的频度，如单次环境参数监测或定期环境参数监测。5.5.3单次环境参数监测至少应实施一个监测时长，是获取具有代表性的环境参数的最低频度要求。5.5.4定期环境参数监测可按照核电厂监测计划规定的间隔时间(如1次/10年)定期实施监测。相对于单次环境参数监测，定期监测能更加及时有效地反映核电厂环境的实际情况，并有利于对环境参数的变化进行趋势分析和跟踪。5.5.5监测频度的选取与监测目的有关，表2给出了推荐的监测频度。表2推荐的监测频度监测参数监测频度设计环境参数验证运行许可证延续鉴定寿命评估根本原因分析温度定期环境参数监测(1次/10年)运行许可证延续前至少实施1次单次环境参数监测单次环境参数监测辐射剂量定期环境参数监测(1次/10年)运行许可证延续前至少实施1次单次环境参数监测单次环境参数监测湿度定期环境参数监测(1次/10年)根据需要确定根据需要确定单次环境参数监测注1:对于新建核电厂，推荐在电厂稳定运行后实施一次设计环境参数的验证。此时所获取的环境参数数据用作核电厂实际环境参数的基准数据。若在两次环境监测间隔期间，核电厂实施了可能影响设备运行环境的变更改造，则同时评估变更改造对环境的影响情况，必要时对可能受影响的区域实施一次环境参数监测。注2:若核电厂已实施定期环境参数监测且满足运行许可证延续和设备鉴定寿命评估的需求时，则无需再单独实施环境参数监测。注3:根本原因分析需要监测的具体参数根据分析需求而定。若环境因素导致了设备失效，且核电厂随后采取了相应的纠正措施改进环境状况，则纠正行动完成后所进行的针对性环境参数监测有益于验证纠正措施的有效性。注4:若在实施监测期间，核电厂发生了异常运行状态(如非正常的长时间停堆),导致监测的参数不具有代表性时，需重新实施监测或延长监测时长，以确保监测数据的有效性。66运行环境参数监测数据和文档保存所有环境参数监测活动相关的文件(如监测方案、监测计划、监测数据和环境参数监测报告等)都应按照核电厂的文档管理要求进行管理，并以可追溯的方式存档并长期保存。7质量保证核电厂安全重要电气和仪控设备运行环境参数的监测宜遵循核电厂的质保大纲要求，必要时编制相应的质量计划，并贯穿于运行环境参数监测的整个过程，确保获取的环境参数能满足设计环境参数验证、设备鉴定寿命延长、核电厂运行许可证延续、设备失效原因分析的要求。7GB/T43347—2023(资料性)应用于Arrhenius模型的等效温度换算示例Arrhenius模型是基于热老化降质计算电气和仪控设备鉴定寿命的常用模型。在使用Arrhenius模型计算热老化鉴定寿命时，可采用运行温度的最大值(例如设计运行温度)来进行最为保守的计算，也可采用设备运行期间的实际温度来进行计算。由于设备的实际连续运行温度通常会随时间发生变化，在使用Arrhenius模型进行热老化相关计算时常将其换算为Arrhenius等效温度。将实际连续运行温度转化为Arrhenius等效温度时，按照公式(A.1)进行计算，对整个时长(t。)范围内的一系列离散温度段(如i段)的温度进行转换，最终得到整个时长(t。)范围内的Arrhenius等效温式中：等效温度，单位为开尔文(K);φ——活化能，单位为电子伏特(eV);k——玻尔兹曼常数(0.8617×10-4),单位为电子伏特每开尔文(eV/K);t;——第i个测量时段的时长，单位为年(a);t。——完整测量时长，单位为年(a);T;——第i个时段的测量温度值，单位为开尔文(K)。示例：电厂运行期内，某一活化能为1.0eV的设备经历了如下的环境温度情况：20℃的环境持续了15年，40℃的时间持