DIN ISO 7753-1991 Nuclear energy performance and testing requirements for criticality detection and alarm systems identical with ISO 7753 1987《核能 临界状态探测和报警系统的性能和试验要求》.pdf

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1、DIN1 DIN IS0 7753 91 2394442 0364253 2TT DK 621.039.587 : 614.876 : 621.039.513 : 620.1 DEUTSCHE NORM Dezember 1991 Kernenergie Anforderungen an die Auslegung und Prfungen eines Kriti kalitts-Detektierungs- und Alarmsystems Identisch mit IS0 7753 : 1987 is0 7753 Nuclear energy; Performance and testi

2、ng requirements for criticality detection and alarm systems; Identical with IS0 7753 : 1987 Energie nuclaire; Prescriptions relatives aux charactristiques techniques et aux mthodes dessai des systmes des dtection et dalarme des criticit; Identique a IS0 7753 : 1987 Die Internationale Norm IS0 7753,

3、1. Ausgabe, 1987-08-01, ,Nuclear energy - Performance and testing requirements for criticality detection and alarm systems“, ist unverndert in diese deutsche Norm bernommen worden. Nationales Vorwort Die deutsche bersetzung fr diese Norm hat der Arbeitsausschu (AA) 4.2 ,Kritikalittssicherheit“ des N

4、ormenausschusses Kerntechnik (NKe) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. angefertigt. Der deutschen bersetzung sind Hinweise auf sachlich bereinstimmende Deutsche Normen hinzuge- fgt worden. Inhalt Seite O Einleitung 2 1 Anwendungsbereich und Zweck 2 2 Begriffe . 2 2.1 Kritikalittsstrfall 2 2.2

5、Kleinster zu betrachtender Strfall 2 3 Allgemeine Grundstze 2 3.2 Einschrnkungen und allgemeine Anforderungen 2 3.3 Detektierung . 3 3.1 Allgemeine Kriterien . . 2 3.4 Alarm 3.5 Funktionsfhigkeit . 4.1 Zuverlssigkeit 3 4.5 Anordnung der Detektoren . 3 4.6 Prfungen . 4 Charakterisierung des kleinsten

6、 zu betrachtenden Kritikalittsstrfalls . 3 An hang A Anhang B Berechnungen des rtlichen Nachweisbereiches in Abhngigkeit von der Alarm-Auslseschwelle . Anhang C Zitierte Normen 4 Notfallplanung . . 7 Fortsetzung Seite 2 bis 8 Normenausschu Kerntechnik (NKe) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.

7、I Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstrae 6,1000 Berlin 30 DIN IS0 7753 Dez 1991 Preisgi: 7 12.91 Vertr.-Nr. 2207 DIN1 DIN IS0 7753 91 2794442 0164254 136 m Seite 2 DIN IS0 7753 Deutsche bersetzung Kernenergie Anforderungen an die Auslegung und Prfungen ei nes Kr i ti ka1 i

8、 tts- Dete ktier u ngs- und Alarmsystems Vorwort Die IS0 (Internationale Organisation fr Normung) ist die weltweite Vereinigung nationaler Normungsinstitute (ISO-Mitgliedskrperschaften). Die Erarbeitung Internationaler Normen obliegt den Technischen Komitees der ISO. Jede Mitgliedskrperschaf, die si

9、ch fr ein Thema interessiert, fr das ein Technisches Komitee eingesetzt wurde, ist berechtigt, in diesem Komitee mitzuarbeiten. Internationale (staatliche und nichtstaatliche) Organisationen, die mit der IS0 in Verbindung stehen, sind an den Arbeiten ebenfalls beteiligt. Die von den Technischen Komi

10、tees verabschiedeten Entwrfe zu Internationalen Normen werden den Mitgliedskrper- schaften zunchst zur Annahme vorgelegt, bevor sie vom Rat der IS0 als Internationale Normen besttigt werden. Sie werden nach den Verfahrensregeln der IS0 angenommen, wenn mindestens 75 % der abstimmenden Mitgliedskrper

11、- schaften zugestimmt haben. Die Internationale Norm IS0 7753 wurde vom Technischen Komitee ISOTC 85 ,Nuclear energy“ erstellt. Die Anwender werden darauf hingewiesen, da alle Internationalen Normen von Zeit zu Zeit berarbeitet werden. Ein in dieser Norm enthaltener Hinweis auf eine andere Internati

12、onale Norm bezieht sich, sofern nichts anderes angegeben ist, auf die neueste Ausgabe der zitierten Norm. O Einleitung Beim Umgang mit Spaltstoffen kann das Risiko eines Kritikalittsstrfalls, obwohl es sehr gering ist, nicht aus- geschlossen werden. Hierfr ist es wichtig, sowohl eine Einrichtung vor

13、zusehen, die das Betriebspersonal vor der Gefahr durch eine Strahlung hoher Intensitt warnt, als auch Vorkehrungen zur Evakuierung des Betriebsperso- nals zu treffen. Diese Norm, die die Auslegung und Wartung von Kritikali- ttsdetektierungs- und -alarmsystemen behandelt, wird durch drei Anhnge ergnz

14、t. Im Anhang A wird der klein- ste nachzuweisende Kritikalittsstrfall definiert, Anhang B enthlt Anwendungsbeispiele dieser Norm fr Betriebsbereiche und Anhang C gibt eine Anleitung fr die Planung der bei einem Strfall zu ergreifenden Ma- nahmen. 1 Anwendungsbereich und Zweck Diese Norm legt Anforde

15、rungen an die Ausfhrung und Prfung von Kritikalittsdetektierungs- und -alarmsyste- men fest. Sie ist anwendbar auf den Umgang mit Pluto- nium, Uran 233, angereichertem Uran und anderen spalt- baren Materialien, bei dem unbeabsichtigte Kritikalitt eintreten und zu einer unzulssigen Strahlenexposition

16、 von Personen fhren kann. Diese Norm fordert keine zustzliche Instrumentierung, wenn die Betriebsinstru- mentierung von z. B. Kernreaktoren oder Anordnungen fr kritische Experimente den Anforderungen dieser Norm gengt. Diese Norm beinhaltet weder Details zu Manahmen administrativer Art, die von der

17、Betriebsleitung festzu- legen sind, noch spezifische Festlegungen zur Auslegung und Instrumentierung. Ebenso werden in dieser Norm nicht betrachtet: Details zu Strfalldosimetrie, Auswertun- gen zur Strahlenexposition des Betriebspersonals, Nach- weisgerte zur Aufklrung nach einem Strfall. Eine Norm

18、mit detaillierten Auslegungsrichtlinien zur Instrumentierung eines Kritikalittsalarmsystems wird z. Z. von der IEC erstellt. Diese Norm bezieht sich hauptschlich auf Systeme zur Messung der Gammadosisleistung. Spezielle Nachweis- kriterien knnen mit integrierenden Systemen oder mit Systemen zum Nach

19、weis von Neutronen- oder Gamma- Strahlung erfllt werden. Es gelten dann entsprechende Grundstze. 2 Begriffe In dieser Norm gelten folgende Begriffe: 2.1 Kritikalittsstrfall Die Freisetzung von Energie bei einem unbeabsichtigten Eintritt einer selbsterhaltenden Kettenreaktion oder einer (Reaktivitts)

20、-Exkursion. 2.2 Kleinster zu betrachtender Strfall Das kleinste Kritikalittsereignis, das von dem Kritikali- ttsalarmsystem erfat werden mu. 3 Allgemeine Grundsatze 3.1 Allgemeine Kriterien Alarmsysteme sind dann vorzusehen, wenn sie zu einer Verringerung des Gesamtrisikos beitragen knnen. Es sind d

21、ie Gefahren zu betrachten, die sich durch Fehl- alarme ergeben knnen. 3.2 Einschrnkungen und allgemeine 3.2.1 Fr den Umgang mit Spaltstoffen, bei dem das Spaltstoffinventar in einzelnen abgetrennten Bereichen grer als 700 g Uran 235, 520 g Uran 233, 450 g der Anforderungen DIN1 DIN IS0 7753 91 27944

22、42 0164255 072 W thermisch spaltbaren Plutoniumisotope oder grer als 450 g einer Mischung der aufgefhrten Isotope ist, ist zu berprfen, ob ein Kritikalittsalarmsystem erforderlich ist. (siehe I). Hierbei mssen besonders solche Vor- gnge beachtet werden, bei denen Moderatoren oder Reflektoren mit gre

23、rer Wirksamkeit als Wasser vorhan- den sind. In diesem Zusammenhang drfen einzelne Bereiche als abgetrennt angesehen werden, wenn kein Spaltstoffaus- tausch zwischen ihnen stattfinden kann, der minimale Abstand zwischen den Spaltstoffmaterialien in benach- barten Bereichen mindestens 1 O cm betrgt u

24、nd die Flchendichte von Spaltstoffen - gemittelt ber jeden einzelnen Bereich - weniger als 50 g/m2 betrgt. 3.2.2 Ein Kritikalittsalarmsystem ist nicht erforderlich in zugnglichen Bereichen, in denen die hchste zu erwar- tende Strfalldosis fr das Betriebspersonal in Luft unter 0,12 Gy liegt. Fr die P

25、rfung dieses Kriteriums ist im ungnstigsten Fall eine Spaltzahl von 2 - IO Spaltun- gen bei Ereignissen auerhalb von Reaktorkernen zugrunde zu legen. 3.3 Detektierung In Bereichen. die von einem Kritikalittsalarmsvstem berwacht werden mssen, sind Einrichtungen zur Detek- tierung einer berhhten Strah

26、lendosis oder Dosis- leistung und zur Auslsung eines Fluchtalarms vor- zusehen. 3.4 Alarm 3.4.1 Das Alarmsignal mu eindeutig und ausreichend laut sein, und es mu eine ausreichende Reichweite haben, damit es in allen Bereichen, die gerumt werden mssen, gehrt werden kann. Das Alarmsignal mu so lange a

27、nstehen, bis das Betriebspersonal die vorge- sehenen Sammelpltze erreicht haben kann. 3.4.2 Die Auslseschwelle fr einen Alarm sollte hoch genug festgelegt werden, um die Wahrscheinlichkeit eines Alarms aufgrund einer Fehlauslsung zu minimie- ren. Die Auslseschwelle ist so niedrig einzustellen, da de

28、r kleinste zu betrachtende Strfall erkannt werden kann. 3.4.3 Das Alarmsignal zur Flucht mu sofort nach der Erkennung eines Strfalls ausgelst werden. 3.4.4 Nach der Auslsung mu das Alarmsignal bis zur Rcksetzung ertnen, auch wenn der Strahlungspegel unter die Auslseschwelle absinkt. Eine Rcksetzung

29、per Hand - mit eingeschrnktem Zugriff - ist auerhalb der Bereiche, die gerumt werden mssen, vorzusehen. 3.4.5 In den Bereichen mit einem sehr hohen Geruschpegel kann es erforderlich sein, den Alarm durch optische Signale zu ergnzen. 3.5 Funktionsfhigkeit 3.5.1 Bei der Auslegung des Systems ist das V

30、ermei- den von Fehlalarmen in angemessener Weise zu berck- sichtigen. Dieses kann erreicht werden, indem zuverls- sige einzelne Detektorkanle oder vorzugsweise das gleichzeitige Ansprechen von zwei oder mehr Detektor- kanlen zur Auslsung des Alarms gefordert werden. Bei Systemen mit redundanten Kanl

31、en darf die Nachweis- grenze (siehe Abschnitt 4.2) durch den Ausfall eines Kanals nicht verndert werden. Strungen im System sind ohne Auslsung des Alarms anzuzeigen. DIN IS0 7753 Seite 3 3.5.2 Es sollte eine Prfmglichkeit vorgesehen werden, mit der das Ansprechvermgen und die Funktionsfhig- keit des

32、 Alarmsystems berprft werden knnen, ohne da ein Fluchtalarm ausgelst wird. 3.5.3 In Betriebsbereichen, in denen bei einem Stromausfall die Ttigkeiten fortgesetzt werden, ist eine unterbrechungslose Stromversorgung fr das Kritikalitts- Detektierungs- und -Alarmsystem vorzusehen, oder die Ttigkeiten s

33、ind whrend der Unterbrechung mit trag- baren Gerten zu berwachen. 3.5.4 Das Ansprechvermgen der Detektoren und die Auslsung des Alarms drfen nicht beeintrchtigt werden, selbst wenn die Detektoren einer Strahlung von bis zu IO3 Gy/h ausgesetzt sind. Die Einhaltung dieses Krite- riums darf durch eine

34、stichprobenweise Prfung der ein- zusetzenden Detektoren oder durch eine vom Hersteller durchgefhrte stichprobenweise Prfung aus der Produk- tion belegt werden. 4 Auslegungskriterien des Systems 4.1 Zuverlssigkeit Das System sollte so einfach ausgelegt sein, wie es der doppelten Zielsetzung: zuverlss

35、ige Auslsung eines Alarms einerseits, Vermeidung von Fehlalarmen anderer- seits, entspricht. 4.2 Ansprechkriterium Kritikalittsalarmsysteme sind so auszulegen, da sie den kleinsten zu betrachtenden Strfall sofort erkennen. Hierzu kann angenommen werden, da in typischen nicht abgeschirmten Betriebsbe

36、reichen der kleinste zu betrachtende Strfall zu einer Neutronen- und Gamma- dosis in Luft von 0,2 Gy in 60 s und in einer Entfernung von 2 m fhrt). Es ist denkbar, da sehr langsam anstei- gende Exkursionen, die allerdings unwahrscheinlich sind, diesen Wert nicht erreichen. Insbesondere ist zu erwar-

37、 ten, da Exkursionen in unmoderierten Spaltsystemen viel schneller verlaufen. 4.3 Ansprechvermgen der Instrumentierung Bei der Auslegung von Strahlungsdetektoren kann ange- nommen werden, da die minimale Dauer des Strahlungspulses 1 ms betrgt. Systeme sind so auszule- gen, da sie auf einen Strahlung

38、spuls von dieser Dauer ansprechen. 4.4 Auslseschwelle Um Fehlalarme auf ein Minimum zu reduzieren, kann die Auslseschwelle so hoch wie gewnscht eingestellt werden, soweit das Ansprechkriterium nach Abschnitt 4.2 eingehalten wird. Es sollte anhand von Anzeigevorrich- tungen feststellbar sein, welche

39、Detektorkanle ange- sprochen haben. 4.5 Anordnung der Detektoren Die Positionierung und die rumliche Anordnung der Detektoren sollten so festgelegt werden, da der Einflu der Abschirmung durch massive Einrichtungen oder Materialien vermieden wird. Die rumliche Anordnung der I) Die Betrachtung bisher

40、bekannter Kritikalittsstrflle - enthalten im Anhang A - zeigt, da bei einem Kriti- kalittsstrfall die zu erwartende Strahlungsintensitt ber diesem Wert liegt. DINL DIN IS0 7753 91 = 2794442 OLb425b TO9 Seite 4 DIN IS0 7753 Detektoren mu so gewhlt sein, da das Ansprechkrite- rium unter Bercksichtigun

41、g der gewhlten Auslse- schwelle eingehalten wird. Der Nachweisbereich wird in Anhang B diskutiert. 4.6 Prfungen 4.6.1 Das Ansprechvermgen der Megerte auf die Strahlung ist regelmig zu berprfen, um die fortdau- ernde Funktionsfhigkeit zu besttigen. In einem System mit redundanten Kanlen ist die Funkt

42、ionsfhigkeit jedes Kanals zu kontrollieren. Der Zeitabstand der Prfungen darf auf der Grundlage von Betriebserfahrungen fest- gelegt werden. Die Prfungen sollten jedoch mindestens einmal monatlich durchgefhrt werden. Das Ergebnis der Prfungen ist zu dokumentieren. 4.6.2 Das gesamte Alarmsystem ist r

43、egelmig zu prfen. Jeder akustische Signalgeber sollte mindestens alle drei Monate berprft werden. Durch berprfungen vor Ort ist sicherzustellen, da das Alarmsignal in allen Bereichen, die gerumt werden mssen, oberhalb der Untergrundgerusche hrbar ist. Das Betriebspersonal der jeweils betroffenen Ber

44、eiche ist vor einem Probe- alarm zu informieren. 4.6.3 Wo durch Prfungen eine unzureichende Funk- tionsfhigkeit festgestellt wird, ist unverzglich fr Abhilfe zu sorgen. 4.6.4 Es sind Anweisungen festzulegen, um Fehl- alarme, die durch Prfungen ausgelst werden knnen, auf ein Minimum zu reduzieren und

45、 um das System sofort nach einer Prfung in den Normalbetriebszustand zurckzuversetzen. 4.6.5 Die fr den jeweiligen Betriebsbereich Verantwort- lichen sind im voraus ber jeden Zeitraum, in dem das System auer Betrieb genommen wird, zu informieren. An hang A Charakterisierung des kleinsten zu betracht

46、enden Kritikalittsstrfalls (Dieser Anhang ist nicht integraler Bestandteil dieser Norm) Eine grundlegende Erwgung beim Entwurf eines Kriti- kalittsstrfall-Alarmsystems ist die Festlegung der Gre des Ereignisses, das erfat werden soll. Der ,kleinste zu betrachtende KritikalittsstrfalI“ wurde aufgrund

47、 des Ver- laufes der Strflle, ergnzt durch berlegungen zum Strfallmechanismus, als ein Ereignis spezifiziert, das ohne Bercksichtigung einer zustzlichen Abschirmung eine Dosis von 0,2 Gy whrend der ersten Minute in 2 m Entfernung von dem kritischen System zur Folge hat. Neun Kritikalittsstrflle, die

48、 sich bei der Verarbeitung oder Handhabung von Spaitstoff ereigneten, sind in 2 beschrieben. Die Analyse dieser Ereignisse, die alle durch Selbstabschaltung beendet wurden, fhrte zu der vorgenannten Spezifikation des kleinsten zu betrachten- den Kritikalittsstrfalls. Es sind Mechanismen denkbar, die sehr wenig Energie freisetzen. Ein sich selbst been- dender Strfall erzeugt zwangslufig ausreichend Ener- gie, die fr einen Abschaltmechanismus sorgt. Da berdies ein System solche Energien ber lngere Zeit freisetzen kann - dies wrde eine sehr feine Rege- lung der Reaktivitt erfordern