ISO 17873:2004
(Main)Nuclear facilities — Criteria for the design and operation of ventilation systems for nuclear installations other than nuclear reactors
Nuclear facilities — Criteria for the design and operation of ventilation systems for nuclear installations other than nuclear reactors
ISO 17873:2004 specifies the applicable requirements concerning the design and use of ventilation systems in nuclear installations such as hot cells, nuclear fuel fabrication and examination laboratories, plutonium-handling facilities, reprocessing plants, enrichment facilities, nuclear-waste treatment stations, storage facilities, etc. The purpose of ventilation and containment systems is to ensure safety functions and protect workers, public and environment against the spread of radioactive contamination resulting from the operational processes of these installations. ISO 17873:2004 does not apply to the containment envelope of nuclear power plants and some research reactors where high pressure can occur during accident scenarios. It does apply to auxiliary rooms of these facilities.
Installations nucléaires — Critères pour la conception et l'exploitation des systèmes de ventilation des installations nucléaires autres que les réacteurs nucléaires
L'ISO 17873:2004 spécifie les exigences applicables relatives à la conception et à l'exploitation des systèmes de ventilation dans les installations nucléaires telles que les cellules de haute activité, laboratoires de fabrication et de contrôle de combustible nucléaire, installations de manipulation du plutonium, usines de retraitement, installations d'enrichissement, unités de traitement de déchets radioactifs, installations d'entreposage, etc. La ventilation et les systèmes de confinement ont pour objet d'assurer des fonctions de sûreté, la protection du personnel, du public et de l'environnement contre toute contamination radioactive résultant des procédés mis en oeuvre au sein de ces installations nucléaires. L'ISO 17873:2004 ne s'applique pas aux enceintes de confinement de réacteurs nucléaires de puissance et à certaines catégories de réacteurs de recherche où de fortes surpressions peuvent survenir en cas d'accident. Elle s'applique aux bâtiments auxiliaires de telles installations.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17873
First edition
2004-10-15
Nuclear facilities — Criteria for the design
and operation of ventilation systems for
nuclear installations other than nuclear
reactors
Installations nucléaires — Critères pour la conception et l'exploitation
des systèmes de ventilation des installations nucléaires autres que les
réacteurs nucléaires
Reference number
©
ISO 2004
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2004
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2004 – All rights reserved
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Functions ensured by the ventilation system. 5
5 Safety aspects of ventilation systems . 6
5.1 General principles. 6
5.2 Risk assessment procedure . 6
6 Principles of containment of radioactive material. 8
6.1 General requirements . 8
6.2 Specific requirements associated with containment systems. 12
6.3 Additional arrangements to limit the risk of spread of radioactive contamination . 13
6.4 Air-cleaning devices . 13
7 Principles of prevention of other risks . 13
7.1 Prevention of risks linked to releases of heat, gas or toxic vapours . 13
7.2 Prevention of risks linked to deposition of matter in ventilation ducts . 14
7.3 Prevention of fire hazard. 14
7.4 Consideration of external hazards . 17
8 Methodology for dimensioning ventilation systems. 18
8.1 Classification of the installation into working areas. 18
8.2 Requirements concerning basic ventilation parameters. 19
8.3 Elaboration of the ventilation diagram and calculation of the pressure drops. 26
9 Recommendations concerning the management and operation of ventilation systems. 27
9.1 Organization and operating procedures.27
9.2 Technical operating instructions . 27
9.3 Operational management issues. 27
9.4 Test procedures and maintenance. 28
9.5 Monitoring of the ventilation system . 30
9.6 Control of ventilation systems to prevent fire hazards. 30
10 Control and instrumentation. 32
10.1 Control. 32
10.2 Instrumentation . 32
10.3 Alarms . 33
Annex A (informative) Example of classification of working areas according to radiological
contamination hazard . 34
Annex B (informative) Example of classification of types of ventilation, according to radiological
contamination hazard — Associated recommended ventilation configurations. 36
Annex C (informative) Requirements for ventilation filters. 41
Bibliography . 47
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17873 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2, Radiation
protection.
iv © ISO 2004 – All rights reserved
Introduction
This International Standard applies to all types of nuclear installations other than primary containment
envelopes of nuclear power plants or certain categories of research reactors.
The installations concerned are particle accelerators, radiation generators, fusion machines, research and
examination laboratories and, more generally, all types of nuclear fuel cycle installations (e.g. enrichment
plants, nuclear fuel fabrication and examination laboratories, plutonium-handling facilities, reprocessing plants,
radioactive waste treatment stations, radioactive waste storage facilities, etc).
It can also be applied to the primary containment envelope of research reactors, where only low pressure can
occur during accident scenarios, as well as to auxiliary rooms of nuclear power plants.
Specific features associated with the containment envelope of nuclear power plants or certain categories of
research reactors will be developed in another International Standard.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 17873:2004(E)
Nuclear facilities — Criteria for the design and operation of
ventilation systems for nuclear installations other than nuclear
reactors
1 Scope
This International Standard specifies the applicable requirements concerning the design and use of ventilation
systems in nuclear installations such as hot cells, nuclear fuel fabrication and examination laboratories,
plutonium-handling facilities, reprocessing plants, enrichment facilities, nuclear-waste treatment stations,
storage facilities, etc.
The purpose of ventilation and containment systems is to and ensure safety functions and protect workers,
public and environment against the spread of radioactive contamination resulting from the operational
processes of these installations.
This International Standard does not apply to the containment envelope of nuclear power plants and some
research reactors where high pressure can occur during accident scenarios. It does apply to auxiliary rooms
of these facilities.
The requirements for the design and use of ventilation systems that ensure safety functions in nuclear
reactors will be developed in another International Standard.
2 Normative references
The following Standards contain provisions that, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and ISO
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 2889, General principles for sampling airborne radioactive materials
ISO 10648-2, Containment enclosures — Part 2: Classification according to leak tightness and associated
checking methods
ISO 11933-4, Components for containment enclosures — Part 4: Ventilation and gas-cleaning systems such
as filters, traps, safety and regulation valves, control and protection devices
ICRP 60, 1990, Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP
Publication 60, Annals of the ICRP, 21, (1-3), Pergamon Press, Oxford (1991)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
aerosol
solid particles and liquid droplets of all dimensions in suspension in a gaseous fluid
3.2
air-change rate
ratio between the ventilation air-flow rate of a containment enclosure or a compartment, during normal
operating conditions, and the volume of this containment enclosure or compartment
3.3
air conditioning
arrangements allowing the sustainment of a controlled atmosphere (temperature, humidity, pressure, dust
levels, gas content, etc.) in a closed volume
3.4
barrier
structural element, which defines the physical limits of a volume with a particular radiological environment and
which prevents or limits releases of radioactive substances from this volume
EXAMPLE Containment enclosure, shielded cell, filters.
3.5
balancing damper
control valve
adjustable device inserted in an aerodynamic duct allowing balancing of the fluid flow and/or the pressure of
the fluid during plant operation
3.6
cell
or shielded enclosure
term generally used to designate an enclosure equipped with a shielding structure, of fairly large dimensions,
possibly leaktight
See containment enclosure (3.9).
3.7
containment
confinement
arrangement allowing users to maintain separate environments inside and outside an enclosure, blocking the
movement between them of process materials and substances resulting from physical and chemical reactions
which are potentially harmful to workers, the external environment, or to the handled products
See containment enclosure (3.9) or barrier (3.4).
NOTE The word “confinement” is used in several IAEA documents to mean the function of confining radioactive or
toxic products whereas “containment” is used to mean the physical barrier that achieves the objective of confinement, i.e.
a confined area.
3.8
containment compartment
CC
compartment of which the walls (or the nearest walls of a volume that includes one or several fire
compartments) are able to contain radioactive substances that would be generated by any plausible fire that
could break out in one of the fire compartments included
NOTE It is often more practicable to limit the spread of a fire by fire-resistant walls, and to prevent the spread of
contamination in the adjacent volumes.
3.9
containment enclosure
enclosure designed to prevent either the leakage of products contained in the pertinent internal environment
into the external environment, or the penetration of substances from the external environment into the internal
environment, or both simultaneously
2 © ISO 2004 – All rights reserved
NOTE This is a generic term used to designate all kinds of enclosures, including glove boxes, leaktight enclosures
and shielded cells equipped with remotely operated devices.
3.10
containment system
system constituted by a coherent set of physical barriers and/or auxiliary dynamic systems intended to confine
radioactive substances in order to ensure the safety of the workers and the public and the protection of the
environment
3.11
contamination
presence of radioactive substances on or in a material or a human body or any place where they are
undesirable or could be harmful
3.12
decontamination factor
measure of the efficiency achieved by a filtration system and corresponding to the ratio of the radiological
contents of the inlet and outlet of the filtration system
3.13
discharge stack
duct (usually vertical) at the termination of the ventilation system, from which the air is discharged to
atmosphere
3.14
dynamic confinement
action allowing, by maintaining a preferential air-flow circulation, the limitation of back-flow between two areas
or between the inside and outside of an enclosure, in order to prevent radioactive substances being released
from a given physical volume
3.15
filter
conventional term used to designate a device intended to trap solid or liquid particles suspended in gases or
fluids or to trap gases themselves
NOTE A particle filter consists of a filtering medium, generally made of a porous or fibrous material (i.e. glass fiber or
paper) fixed within a frame or casing. During the manufacturing process, the filter is mounted in a leaktight manner in this
frame, using a lute. Gas filters are generally found in physical or chemical process units where the primary aim is to trap
certain gases.
3.16
fire compartment
FC
reference volume delimited by construction elements for which fire resistance has been chosen according to
the plausible fire that could break out within this volume or penetrate into it
3.17
fire damper
fire blocking valve
device which is designed to prevent, generally by automatic action under specified conditions, the ingress of
fire through a duct or through the walls of a room
3.18
fire load
heat energy that could be released by the complete combustion of the whole combustible contents of a
volume, including the surfaces of the walls, partitions, floors and ceilings
3.19
gas cleaning
action (sometimes called “scrubbing”) that consists of decreasing the content of undesirable constituents in a
fluid
NOTE Aerosol filtration and iodine trapping are examples of gas cleaning.
3.20
iodine trap
scrubbing device, usually based on activated carbon, intended to remove volatile radioactive components
such as radioactive iodine from the air or the ventilation gases
3.21
negative pressure or depression
pressure difference between the pressure of a given volume, which is maintained lower than the pressure in a
reference volume or the external ambient pressure
3.22
negative pressure system
regulated ventilation system, which ensures a negative pressure between the ventilated area and an adjoining
zone or the external ambient pressure
3.23
prefilter
filter fitted upstream of the main air filters to minimize, by removal of large particles, the dust burden on the
latter
3.24
pressure drop
pressure loss in an air stream due to its passing through a section of ductwork, or a filter or fittings
3.25
process ventilation system
ventilation system that deals specifically with the active gases and aerosols arising within process equipment
(such as reaction vessels, piping networks, evaporators and furnaces) but excludes the ventilation of the
containment enclosures in which such equipment is generally located (e.g. hot cells, glove boxes, fume
cupboards or high-radioactivity plant rooms)
3.26
safety flow rate
flow rate that guarantees air flow through any occasional or accidental opening, sufficient to either limit the
back-flow of contamination (radioactive or other) from the working volume, or to avoid the pollution of products
handled within the working volume
3.27
ventilation
organization of air-flow patterns within an installation
NOTE Two systems are commonly used:
ventilation in series: ventilation of successive premises by transfer of air from one to the next;
ventilation in parallel: ventilation by distinct networks or premises or group of premises presenting the same
radiological hazard. Utilised also to indicate that the totality of blowing and extraction circuits of each particular
volume is directly connected to the general network (in contrast to ventilation in series).
3.28
ventilation duct
envelope, generally of rectangular or circular section, allowing air or gas flow to pass through
3.29
ventilation system
totality of network components, such as ducts, fans, filter units and other equipment, that ensures ventilation
and gas-cleaning functions as defined in the present document
4 © ISO 2004 – All rights reserved
4 Functions ensured by the ventilation system
The ventilation of nuclear facilities enables the improvement of the safety of the workers, general public and
environment and/or if necessary, the protection of the products to be handled. It plays a role of
safety, by contributing to keep the workers, the general public and the environment free of contamination,
and
protection of the equipment and the handled products (and thus indirectly safety), by maintaining the
internal atmosphere in a state (temperature, humidity, physical and chemical properties) compatible with
the proposed operational materials and process conditions.
Ventilation ensures the following functions.
a) Confinement, by acting in a dynamic manner in order to counteract any defects in the leaktightness of
the static containment constituted by the walls of the relevant enclosures. In this case, the “dynamic”
confinement ensured by the ventilation systems has two aspects.
Between items of equipment, enclosures (or cells) and rooms of the same building (i.e. internal
dynamic confinement), the ventilation ensures a hierarchy of pressure in order to impose a circulation
of air from volumes with a low potential hazard of radioactive contamination to volumes with a high
potential of radioactive contamination hazard. Dynamic confinement is also able to circumscribe, to
process and to control the contamination as close as possible to its source, complementing the other
systems provided to protect the operators from the hazards of ionizing radiation.
At the interface with the environment (i.e. external dynamic confinement), the ventilation system
maintains a significant depression within controlled areas with a high potential radioactive
contamination, in order to avoid uncontrolled releases as well as to direct the gaseous effluents
towards identified release points, and to enable, if required, cleaning (purification) and monitoring the
gases discharged.
b) Purification (or gas cleaning) by conveying the collected gases, including any dust, aerosols and volatile
components, towards defined and controlled points for collection, processing and elimination where
possible (by using filters, traps, etc.).
c) Monitoring of the installation, by organizing air flows in such a manner as to allow meaningful
measurements in order to detect and to limit any spread of radioactive components during normal as well
as abnormal conditions, including fire events. Ventilation systems, with or without surveillance monitoring,
can also contribute to the improvement of some radiological measures inside rooms by helping to control
the background level of natural radioactivity (radon).
d) Cleaning of the atmosphere of the enclosure or room, by renewing the volumes of air within it, in order to
minimise the risks associated with the corresponding atmosphere (for example, the elimination of any gas
necessary to make credible an explosion hazard).
e) Conditioning of the atmosphere of the enclosures or the rooms, to obtain the optimum functioning of
machines or to improve the safety of some otherwise hazardous operations (for example, the maintaining
of ambient conditions compatible with the proper functioning of equipment).
f) Comfort, by ensuring processing (heating or refreshing) of the air, regulation of the temperature and the
relative humidity of the atmosphere of the rooms, in order to maintain the climatic conditions to suit the
work that the personnel have to undertake.
The first five functions are safety functions.
The achievement of optimal climatic conditions is indirectly a safety function, because “human risks”, which
could be caused by inadequately regulated climatic conditions, are then substantially reduced.
5 Safety aspects of ventilation systems
5.1 General principles
Ventilation systems shall be able to ensure the safety and protection functions defined in the previous clause,
in all normal operation and maintenance conditions of the enclosures. Ventilation systems shall ensure some
of these functions, based upon a safety assessment, during abnormal operating conditions, maintenance
operations, exceptional interventions or accidental situations that are to be defined case by case.
Before beginning any ventilation design, a hazard assessment shall be made so that design safety principles
and actual targets will be adequately defined. Subclause 5.2 provides an outline of the hazard assessment
process as it relates to ventilation design.
In addition, designers of ventilation systems for nuclear installations also have to comply with all national
legislation and with any more stringent safety requirements specified by the national regulatory authority.
5.2 Risk assessment procedure
The design of an appropriate ventilation system requires preliminary analyses, taking into account:
a) radiological hazards arising from the materials and operations which lead to the need for ventilation of the
enclosures and rooms containing dangerous substances, including:
the permitted levels of air and surface contamination within the building, and the air monitoring
requirements, leading to a classification of the area regarding the contamination hazard, as defined
in 8.1.1;
the risk of radiological exposure, leading to the classification of radioactive areas in accordance with
1)
the definitions proposed by ICRP 60 ;
b) an adequate margin between the authorized discharge limits and the anticipated actual discharges
resulting from the ventilation system as a whole, as well as the air-cleaning requirements prior to these
discharges;
c) non-radiological hazards related to the processes and equipment implemented in the volumes which have
to be ventilated (e.g. catastrophic rupture of containment caused by some mechanical failure, abrupt
variation of pressure, explosion, fire, corrosion, condensation);
d) hazards of external origin to which the enclosures and the ventilation system itself can be exposed (e.g.
fire, floods, external explosion, earthquakes, wind and extreme temperatures);
e) possible temporary unavailability of the fluids or energy supply needed for the correct functioning of the
ventilation system.
For each consideration, a risk assessment shall be carried out using the safety analysis methodology where
the risk is defined as the combination of the consequences of the event and its estimated frequency. An
alternative deterministic approach may also be carried out, based on incidental or accidental envelope
situations. It is important not to exclude some scenarios combining internal and external hazards (e.g. strong
wind and some other event leading to the dispersion of radioactive contamination inside the building). In any
case, the associated loads on the system shall be described in the safety report, according to the safety
assessment policy of the organisation(s) concerned.
1) ICRP: International Commission on Radiological Protection.
6 © ISO 2004 – All rights reserved
Other factors which should be taken into account, when designing ventilation systems, include the following.
There is a need to minimize, as far as reasonably practicable, the level of contamination in the workroom
air.
For protection of the environment, it is now conventional practice to design nuclear- process plant
systems so as to minimize radioactive waste arising and radioactive releases (liquid and gaseous) as far
as practicable. Thus attention must be paid to the whole-life considerations of waste streams produced by
operational, maintenance and decommissioning activities (consumable seals, filters, swabs;
contaminated fluids from lubrication, cleaning, off-gas scrubbing, etc.). It is also usual practice to minimize
the quantity of high-activity waste instead of conventional waste, or low-activity waste. In particular,
contaminated filters, being of low density, are very expensive to store or dispose of as radioactive waste.
Consideration shall be given to the use of self-cleaning or cleanable filters, cyclone filtration etc., or filter
compaction techniques.
The design of an enclosure, through which air is exhausted via ductwork, filters, fans and a stack to the
outside atmosphere, must take into account the pressure, temperature, humidity and other variations to
be tolerated by each component, in an appropriate range of operational and fault conditions.
Comfortable working conditions must be provided for operational and maintenance staff.
It arises from the foregoing that certain general safety principles shall be followed when designing ventilation
systems for radioactive premises, as listed below:
1) The total air flow through the system, from inlet to discharge into the atmosphere, shall be minimized,
while still achieving the necessary function.
2) The air-flow magnitude and air-flow patterns in the working environment must be adequate to give
the occupants protection against airborne contamination, with a view to obtaining doses “As Low As
Reasonably Practicable”.
3) Sufficient fresh air must be provided to ensure acceptable industrial hygiene conditions in the spaces
that are normally occupied.
4) Filtration systems are recommended for the air inlets to reduce firstly, the quantity of dust and
impurities burdening extract filters and hence prolong their lifetime and secondly, the back-flow of
contaminant products through the inlet circuits in case of failure of the ventilation systems.
5) Physical containments (e.g. total enclosures) are the most effective means for minimizing radioactive
releases and for protecting the product to be handled. Ventilation provides a supportive role to this
physical containment by ensuring an adequate air circulation between different containment areas.
6) The system shall provide a sufficient inward air velocity through unavoidable or accidental openings
in containment barriers to limit the egress of particulate, aerosol and vapour contamination as far as
is reasonably practicable.
7) The air flows shall, as far as reasonably practicable, be adequate for both the normal conditions and
the potential accident conditions.
8) The systems shall incorporate optimum energy efficiency (e.g. heat reclamation from exhaust air),
but this must not compromise the containment and safety requirements.
6 Principles of containment of radioactive material
6.1 General requirements
The basic principle with regard to the prevention of the spread of the radioactive material is:
in normal situations, to limit the release of radioactive material outside the facility (with regard to the
regulatory authorization), but also to maintain a level of contamination as low as is reasonably achievable
inside the facility;
in accidental situations, to limit to acceptable levels the radiological consequences for the environment,
for personnel directly involved in the operations leading to the spread of radioactive contamination, for
other operators in the same facility and for the general public.
The application of this principle leads to the provision of different containment systems between the
environment and the radioactive substances. Each containment system and the associated devices are
designed to suit the risks they are intended to control. The goal will be to maintain, in any case, the
functionality of at least one stage of effective filtration between the contaminated areas and the environment
under all circumstances, including accident situations, such as fire or explosion.
Attention must be paid to designing protection for personnel in charge of operations that may lead to the
spread of radioactive contamination, as well as additional protection for personnel in adjacent areas.
In nuclear facilities, generally several containment systems are distinguished. Each containment system can
be made of (see Figure 1):
one or several static containment barriers;
complemented if necessary, by means of dynamic systems, consisting of a specific ventilation system
and appropriate air-cleaning devices.
Figure 1 — Schematic drawing of a three-containment system
8 © ISO 2004 – All rights reserved
6.1.1 Primary containment system
The goal of the “primary containment system” is to prevent the release of radioactive substances to the
accessible working areas and the environment.
In cases involving materials in gaseous, liquid or solid form, the primary containment system includes the
process equipment, piping, vessels, glove boxes, cell or storage containers and containment enclosures, etc,
complemented by their associated ventilation equipment including off-gas collecting and treatment systems.
When the continuity of the static barrier constituting the first containment system is not ensured in all normal
operating and maintenance conditions, the designer is recommended to complement it by appropriate
dynamic or static means, to minimize the spread of radioactive contamination in the adjoining working areas.
This is especially true in the case of glove boxes used for handling radioactive powders, which require the
installation of various service penetrations such as ventilation ducts, fluid, gas or electricity supplies, transfer
devices for the introduction of objects or waste evacuation, observation and manipulation means and so on.
For this purpose, the internal volume of the primary containment enclosure shall be maintained by the
associated ventilation system at a lower pressure than that of the accessible adjoining working area. Where it
is important to maintain a high purity special working atmosphere in the hot cell, an interspace could be
provided at a depression with respect to both the working area and the operator areas, to maintain the high
purity of the working area and to facilitate checking for leaks by monitoring the purge gas of the interspace. In
this case, a special extraction system shall be installed on the interspace with its own filtration equipment.
6.1.2 Secondary containment system
The goal of the “secondary containment system” is to prevent the release of radioactive contamination from
the secondary containment system to areas accessible to non-authorized radiological workers, the general
public and the environment, in circonstances, accidental or not, for which the primary containment could no
longer be ensured.
The secondary containment includes the structure of the rooms enclosing the primary containment volumes
and their associated ventilation systems: room walls, ducts of the associated ventilation networks, filters
installed on these ducts or on the containment walls, etc.
The design of the secondary containment system has to take into account the maximum quantity of
radioactive substances that are present in a dispersible form inside the primary containment, the quality of the
containment barrier(s) and the possible consequences of the hazards introduced by the industrial process(es)
being implemented.
6.1.3 Tertiary containment system
The goal of the “tertiary containment system” is to prevent the release of radioactive contamination outside the
whole building in case of failure of the two previous containment systems and to provide, to an appropriate
standard, the protection of the general public and the environment. It includes the building and the associated
ventilation and air-conditioning system.
The third containment system shall be installed when necessary to satisfy safety requirements for installations
with high hazard potential. It is generally recommended in installations presenting a high potential of
radioactive releases or where highly radiotoxic substances are handled (e.g. plutonium).
Table 1 summarises the constitution of the different containment systems.
Table 1 — Typical examples of static containment systems
Material form
Type
Solid Liquid and gas
Primary containment Glove box, container, fuel cladding, Equipment, piping, vessel, cell,
cell, containment enclosure and containment enclosure and their
associated ventilation networks associated process and/or enclosure
ventilation networks
Secondary containment Adjoining room(s) and associated Adjoining room(s) and associated
ventilation networks ventilation networks
Tertiary containment (if required) Building, building-ventilation network Building, building ventilation network
6.1.4 Additional remarks concerning static containment
In this International Standard, those parts of the plants, building structure and equipment provided specifically
to limit the release of radioactive and toxic substances, whether in the form of gas, aerosols or vapours, will be
referred to as the containment. Total enclosures, fume cupboards and the rooms in which these are housed
are all examples of containment.
A leaktight containment is the most effective way to prevent release of particulate and gaseous substances.
However in practice, perfect leaktightness is not possible and, as some openings in the containment are
necessary to allow access by operators, transfer of materials and equipment, etc., and also as structural gaps
will occur, a depression between each containment barrier is usually maintained to create an inward flow of air
to minimize leakage.
The degree of containment for the particular plant, including the number of barriers required, must be
determined by a risk assessment, taking into account the design safety principles for the project. For this, the
following factors shall be considered: severity and likely frequency of potential accidents, quantity of
radioactivity present, radio-toxicity and potential dispersability (gas, liquid, solid) of the pertinent materials.
Where there are multiple barriers, the first will often be provided by a total enclosure in which the radioactive
substance is contained. This may be a containment enclosure or a glove box. An additional confinement may
be required to prevent the release of radioactive material to the workplace or environment. This may be an
integral part of the structure of the building which shall totally surround the inner containment, and must
remain effective under the postulated accident conditions. This additional confinement is often necessary in
order to give adequate protection to the workers, particularly where substances of high toxicity are involved.
Different approaches to the principles of compartmentation for both containment and contamination control
must be adopted to solve the various problems, which arise in the facility. However, the foregoing is intended
to indicate the underlying principles on which containment is based. For a particular project, the designer of
the ventilation system for the radioactive areas shall seek to understand the operational requirement(s) of the
various areas requiring ventilation, because air-flow patterns within them and from one area to the next are an
essential safeguard. The ultimate purpose is to minimize the escape of radioactive substances into occupied
workrooms and to the environment.
6.1.5 Dynamic confinement
Dynamic confinement complements static containment. It is based on a series of negative pressure
differentials. The system shall be designed so that the pressure is lowest in the areas where the radioactive
substances are contained (process equipment or glove boxes or cells), so that if a leak occurs, except in
2)
certain circumstances , the air flow goes from the low contamination to the high contamination area.
2) As described in 6.1.1, for the case of special working atmospheres, sometimes a purged interspace volume will have
the lowest pressure, which must then be exhausted via a dedicated filtration system.
10 © ISO 2004 – All rights reserved
Such dynamic confinement is provided primarily by the ventilation system, described in Clause 8, which
3)
includes at least one and preferably two HEPA filters at the exhaust to avoid the release of radioactive
material to the surrounding environment. The number of filtration stages are indicated in 8.2.3 (see also
Annex B).
In new installations, air transfer between minimally contaminated areas and highly contaminated areas shall
be limited as far as possible and realized using appropriately dimensioned inlet and outlet ventilation networks.
Where such transfers could not be avoided, a filtration unit must be installed in these transfer lines whose
efficiency is as large as practicable, and at least equal to the ratio between the potential airborne
contaminations of the respective areas.
The ventilation system for any radioactive area is a major component for maintaining confinement of the
radioactive material within it. Figure 2 below illustrates a typical radiological facility in this context.
Key
1 last filtration stage 6 stack 11 shielded cell
2 extraction fan 7 filtration room 12 primary containment
3 high-depression extraction line 8 building 13 secondary containment
4 low-depression extraction line 9 contaminated area 14 tertiary containment
5 glove-box extraction line 10 glove box
Pre-filter (Coarse filter) HEPA filter Chemical scrubber (optional)
Figure 2 — Schematic diagram of a possible ventilation system
3) The definition of HEPA filters is given in Annex C.
6.2 Specific requirements associated with containment systems
In addition to the previous general principles, the following specific requirements shall be met:
a) classify and consider the optimisation of the arrangement of the different equipment, enclosures, rooms
and the associated ventilation systems according to the hazard potential and the risk of radioactive
material escape;
b) provide separate ventilation extraction networks, which allow the designer to vary the reliability of each
one (redundancy, choice of equipment, quality of construction, reliability of electrical supply, etc.) to suit
the potential risk for each different type of exhaust flow (extraction from process equipment areas,
containment enclosures, occupied rooms of the building);
c) achieve and sustain a hierarchy of pressure levels between zones presenting different radioactive
contamination-dispersion hazards, according to design criteria that take into account the influence of the
different physical factors that govern the regime of the ventilation and its control;
d) equip the ventilation systems with appropriate monitoring and control devices in order to guarantee the
required behaviour throughout the projected lifetime of the plant;
e) equip ducts of the extraction networks with appropriate contamination-monitoring devices, which facilitate
the monitoring of the transported air according to the level of risk of the corresponding rooms;
f) provide continuity of the containment barriers by systems of airlock chambers, or by taking special
precautions during normal and occasional openings:
by ensuring some minimum air velocity to limit back-flow (turbulent distribution) and thermal
convection;
by arranging an air speed as homogeneous as possible in the openings;
g) improve some radiological protection measures in the areas routinely accessible to operators, by
reducing the natural radioactivity present (mainly radon).
Various operating regimes of the ventilation systems corresponding to the different operating characteristics
may be considered. These regimes shall be listed with adequate precision and the values of a
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17873
Première édition
2004-10-15
Installations nucléaires — Critères pour
la conception et l'exploitation des
systèmes de ventilation des installations
nucléaires autres que les réacteurs
nucléaires
Nuclear facilities — Criteria for the design and operation of ventilation
systems for nuclear installations other than nuclear reactors
Numéro de référence
©
ISO 2004
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
© ISO 2004
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2004 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Fonctions assurées par le système de ventilation. 5
5 Aspects de sûreté des systèmes de ventilation . 6
5.1 Principes généraux . 6
5.2 Procédure d'évaluation des risques . 6
6 Principes de confinement des matières radioactives . 8
6.1 Exigences générales. 8
6.2 Exigences spécifiques associées aux systèmes de confinement. 11
6.3 Dispositions complémentaires pour limiter le risque de dissémination de la
contamination radioactive. 12
6.4 Dispositifs d'épuration d'air. 13
7 Principes de prévention des autres risques . 14
7.1 Prévention des risques liés aux dégagements thermiques et aux rejets de gaz ou de
vapeurs toxiques. 14
7.2 Prévention contre les dépôts de matières dans les conduits de ventilation. 14
7.3 Prévention des risques d'incendie. 14
7.4 Considérations sur les risques d'origine externes . 18
8 Méthodologie de dimensionnement des systèmes de ventilation. 18
8.1 Classification de l'installation en zones de travail . 18
8.2 Exigences relatives aux paramètres principaux de ventilation . 20
8.3 Élaboration des schémas de ventilation et calcul des pertes de charge. 27
9 Recommandations relatives à l'exploitation et la conduite des systèmes de ventilation. 28
9.1 Organisation et procédures d'exploitation.28
9.2 Règles générales d'exploitation . 28
9.3 Considérations sur la gestion de l'exploitation . 28
9.4 Procédures d'essais et maintenance. 29
9.5 Surveillance du système de ventilation. 31
9.6 Conduite du système de ventilation pour prévenir le risque d'incendie . 31
10 Systèmes de conduite et instrumentation. 33
10.1 Systèmes de conduite . 33
10.2 Instrumentation . 34
10.3 Alarmes . 34
Annexe A (informative) Exemple de classification des zones de travail en fonction du risque de
contamination radioactive. 36
Annexe B (informative) Exemple de classification des types de ventilation en fonction des
risques de contamination radiologique — Recommandations concernant la configuration
des systèmes de ventilation associés . 38
Annexe C (informative) Exigences relatives aux filtres à particules utilisés dans les systèmes de
ventilation . 43
Bibliographie . 49
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 17873 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2,
Radioprotection.
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
Introduction
La présente Norme internationale s'applique à tout type d'installations nucléaires autres que les enceintes de
confinement primaires de réacteurs nucléaires et certaines catégories de réacteurs de recherche.
Les installations visées regroupent les accélérateurs de particules, les générateurs de rayonnements, les
machines à fusion, les laboratoires de recherche ou d'examen, et plus généralement toutes les installations
du cycle du combustible nucléaire (par exemple usines d'enrichissement, unités de fabrication et de contrôle
de combustibles nucléaires, installations de manipulation de plutonium, usines de retraitement, unités de
traitement de déchets radioactifs, installations d'entreposage de déchets radioactifs, etc.).
Elle peut également s‘appliquer aux enceintes de confinement primaires de certains réacteurs de recherche
où de faibles surpressions peuvent survenir en cas d'accident ainsi qu'aux bâtiments auxiliaires de réacteurs
nucléaires de puissance.
Les exigences spécifiques associées aux enceintes primaires de réacteurs nucléaires de puissance ou à
certaines catégories de réacteurs de recherche seront développées dans le cadre d'une autre Norme
internationale.
NORME INTERNATIONALE ISO 17873:2004(F)
Installations nucléaires — Critères pour la conception et
l'exploitation des systèmes de ventilation des installations
nucléaires autres que les réacteurs nucléaires
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences applicables relatives à la conception et à
l'exploitation des systèmes de ventilation dans les installations nucléaires telles que les cellules de haute
activité, laboratoires de fabrication et de contrôle de combustible nucléaire, installations de manipulation du
plutonium, usines de retraitement, installations d'enrichissement, unités de traitement de déchets radioactifs,
installations d'entreposage, etc.
La ventilation et les systèmes de confinement ont pour objet d'assurer des fonctions de sureté et la protection
du personnel, du public et de l'environnement contre toute contamination radioactive résultant des procédés
mis en œuvre au sein de ces installations nucléaires.
La présente Norme internationale ne s'applique pas aux enceintes de confinement de réacteurs nucléaires de
puissance et à certaines catégories de réacteurs de recherche où de fortes surpressions peuvent survenir en
cas d'accident. Elle s'applique aux bâtiments auxiliaires de telles installations.
Les exigences requises pour la conception et l'exploitation des systèmes de ventilation des réacteurs
nucléaires seront définies dans une autre Norme internationale.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 2889, Principes généraux pour le prélèvement des matières radioactives contenues dans l'air
ISO 10648-2, Enceintes de confinement — Partie 2: Classification selon leur étanchéité et méthodes de
contrôle associées
ISO 11933-4, Composants pour enceintes de confinement — Partie 4: Systèmes de ventilation et d'épuration
tels que filtres, pièges, vannes de régulation et de sécurité, organes de contrôle et de protection
CIPR 60, 1990, Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP
Publication 60, Annals of the ICRP, 21, (1-3), Pergamon Press, Oxford (1991)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
aérosol
particules solides et gouttelettes liquides de toutes dimensions en suspension dans un fluide gazeux
3.2
taux de renouvellement
rapport entre le débit de ventilation d'une enceinte ou d'un compartiment, dans les conditions normales
d'utilisation, et le volume de ladite enceinte ou compartiment
3.3
conditionnement d'air
dispositions permettant le maintien d'une atmosphère contrôlée (température, humidité, pression, niveaux
d'empoussièrement, teneur en gaz, etc.) au sein d'un volume fermé
3.4
barrière
élément structural définissant les limites physiques d'un volume présentant un environnement radiologique
particulier et permettant de prévenir ou de limiter la dispersion de la contamination radioactive hors de ce
volume
EXEMPLE Enceinte de confinement, cellule blindée, filtres.
3.5
registre
vanne de réglage
organe ajustable inséré dans un conduit aéraulique permettant le réglage du débit et/ou de la pression d'un
fluide en cours d'exploitation
3.6
cellule
enceinte blindée
terme généralement utilisé pour désigner une enceinte munie d'écrans de protection, de dimensions
importantes, éventuellement étanche
Voir enceinte de confinement (3.9).
3.7
confinement
dispositions permettant de maintenir des environnements séparés à l'intérieur ou à l'extérieur d'une enceinte,
empêchant les transferts entre les deux milieux de matières issues du procédé et de substances résultant de
réactions physiques et chimiques potentiellement dangereuses pour le personnel, le public, l'environnement,
ou pour les produits manipulés
Voir enceinte de confinement (3.9) ou barrière (3.4).
3.8
secteur de confinement
SC
compartiment dont les parois (ou les parois les plus proches d'un volume comportant un ou plusieurs secteurs
de feu) peuvent contenir les matières radioactives résultant de réactions chimiques ou physiques et qui
seraient dispersées par un incendie éventuel déclaré dans l'un des secteurs de feu
NOTE Il est généralement plus aisé de limiter l'extension d'un incendie grâce à des parois résistantes au feu, et de
contenir l'extension de la contamination dans des volumes adjacents.
3.9
enceinte de confinement
enceinte conçue pour empêcher la fuite de produits contenus dans l'environnement interne concerné vers
l'environnement extérieur, ou la pénétration de substances de l'environnement extérieur vers l'environnement
interne, ou les deux simultanément
NOTE Il s'agit là d'un terme générique servant à désigner tous les types d'enceintes, y compris les boîtes à gants, les
enceintes étanches et les cellules blindées équipées de moyens de manipulation à distance.
3.10
système de confinement
système composé d'un ensemble cohérent de barrières physiques et/ou de systèmes dynamiques auxiliaires
destinés à confiner les substances radioactives en vue d'assurer la sécurité du personnel et du public ainsi
que la protection de l'environnement
2 © ISO 2004 – Tous droits réservés
3.11
contamination
présence de substances radioactives dans ou sur une matière ou un corps humain, ou dans tout lieu où elles
sont indésirables ou pourraient être nocives
3.12
facteur de décontamination
indice de mesure de l'efficacité obtenue au moyen d'un dispositif filtrant et correspondant au rapport des
concentrations radiologiques mesurées en amont et en aval du dispositif filtrant
3.13
cheminée de rejet
conduit (généralement vertical) disposé en sortie du système de ventilation, par lequel s'effectuent les rejets
gazeux vers l'atmosphère
3.14
confinement dynamique
action permettant, grâce à une circulation maîtrisée de l'air, la limitation des rétro-diffusions entre deux
volumes ou entre l'intérieur et l'extérieur d'une enceinte, de manière à éviter la dispersion des substances
radioactives hors d'un volume physique donné
3.15
filtre
dispositif visant à piéger les particules solides ou liquides suspendues dans un gaz ou dans un fluide ou à
épurer les gaz eux-mêmes
NOTE Un filtre à particules est constitué d'un media filtrant, généralement réalisé à partir d'un matériau de structure
poreuse ou à base de fibres (par exemple de la fibre de verre ou du papier) maintenu dans un cadre ou un caisson. Le
filtre est monté de manière étanche dans son cadre ou son caisson, lors du processus de fabrication, au moyen d'un lut.
Les filtres à gaz sont généralement utilisés dans les systèmes de procédés physiques ou chimiques où le principal objectif
est de piéger certains gaz.
3.16
secteur de feu
SF
volume de référence délimité par des éléments de construction dont le degré de résistance au feu a été choisi
en fonction de l'incendie considéré comme plausible qui s'y déclarerait ou qui y pénètrerait
3.17
clapet coupe-feu
dispositif destiné à empêcher, généralement automatiquement dans des conditions spécifiées, la propagation
d'un incendie à l'intérieur d'un conduit ou à travers les parois d'un local
3.18
charge calorifique
énergie susceptible d'être dégagée par la combustion complète de l'ensemble des éléments combustibles
contenus dans un volume, y compris les revêtements de murs, les cloisons, les sols et les plafonds
3.19
épuration
action consistant à diminuer la teneur de certains constituants indésirables d'un fluide
NOTE La filtration des aérosols et le piégeage des iodes sont des exemples d'épuration.
3.20
piège à iode
dispositif d'épuration, généralement à base de charbon actif, destiné à éliminer les composants radioactifs
volatils tels que l'iode radioactif dans l'air ou dans les gaz de ventilation
3.21
pression négative ou dépression
différence de pression entre la pression d'un volume défini qui est maintenue à une valeur inférieure à celle
de la pression d'un volume de référence ou à celle de la pression atmosphérique ambiante extérieure
3.22
système de dépression ou de pression négative
système de ventilation régulée assurant une dépression entre la zone ventilée et les zones adjacentes ou la
pression ambiante extérieure
3.23
préfiltre
dispositif filtrant, disposé en amont des filtres principaux, permettant de minimiser, grâce au piégeage des
particules de grandes dimensions, l'empoussièrement des filtres principaux
3.24
perte de charge
perte de pression dans un flux d'air du fait de son écoulement dans un conduit, dans un filtre ou dans des
raccordements
3.25
ventilation procédé
système de ventilation dont l'objet est de traiter spécifiquement les gaz et aérosols actifs produits au sein des
équipements de procédé (tels que réacteurs, réseaux de tuyauterie, évaporateurs et fours) mais excluant les
systèmes de ventilation des enceintes de confinement contenant généralement ces équipements (par
exemple cellules, boîtes à gants, hottes ventilées ou laboratoires de haute activité)
3.26
débit de sécurité
débit garantissant un flux d'air à travers toute ouverture occasionnelle ou accidentelle, suffisant pour limiter la
rétro-diffusion des produits contaminants (radioactifs ou autres) hors du volume de travail ou pour éviter la
pollution des produits manipulés à l'intérieur de ce volume
3.27
ventilation
organisation des écoulements d'air au sein d'une installation
NOTE Deux types de systèmes sont généralement utilisés:
ventilation en série: ventilation de locaux successifs par transfert de l'air de l'un à l'autre;
ventilation en parallèle: ventilation par des réseaux distincts de locaux ou de groupes de locaux présentant les
mêmes risques radiologiques. Terme utilisé également pour indiquer que l'ensemble des bouches de soufflage et
d'extraction des locaux concernés est raccordé directement au réseau général (par opposition à la ventilation en
série).
3.28
conduit de ventilation
enveloppe habituellement de section rectangulaire ou circulaire, permettant le passage de l'air ou d'un gaz
3.29
système de ventilation
ensemble des composants d'un réseau incluant les conduits, les ventilateurs, les dispositifs filtrants et les
autres équipements contribuant aux fonctions de ventilation et d'épuration tels que définies dans le présent
document
4 © ISO 2004 – Tous droits réservés
4 Fonctions assurées par le système de ventilation
La ventilation des installations nucléaires permet de garantir la sécurité du personnel, du public et de
l'environnement et, le cas échéant, la protection des produits manipulés. Elle joue un rôle
de sûreté, en contribuant à maintenir le personnel, le public et l'environnement hors d'atteinte de la
contamination, et
de protection du matériel et des produits manipulés (et indirectement de sûreté) en maintenant
l'atmosphère interne dans un état (température, humidité, propriétés physico-chimique) compatible avec
l'utilisation requise des équipements et des procédés.
La ventilation assure les fonctions suivantes:
a) Le confinement, en agissant de manière dynamique pour pallier les défauts d'étanchéité du confinement
statique constitué par les parois des volumes considérés. Dans ce cas, le confinement «dynamique»
assuré par les systèmes de ventilation, revêt deux aspects.
Entre équipements, enceintes (ou cellules) et locaux d'un même bâtiment (c'est-à-dire le
confinement dynamique interne), la ventilation assure une hiérarchie des pressions de manière à
imposer un sens de circulation de l'air des volumes présentant un faible danger potentiel de
contamination radioactive vers ceux présentant un danger potentiel élevé de contamination
radioactive. Le confinement dynamique permet également de pouvoir circonscrire, traiter et surveiller
la contamination au plus près de la source émettrice et donc de compléter les autres dispositions de
protection des travailleurs contre le danger des rayonnements ionisants.
Vis-à-vis de l'environnement (c'est-à-dire le confinement dynamique externe), le système de
ventilation maintient une dépression significative à l'intérieur des zones contrôlées présentant un
risque potentiel de contamination radioactive, de manière à éviter les rejets incontrôlés vers
l'extérieur et à faire converger les effluents gazeux vers des points de rejets identifiés et, le cas
échéant, permettre, si nécessaire, l'épuration des gaz et leur contrôle.
b) L'épuration, en dirigeant les gaz collectés vers des emplacements définis et contrôlés, y compris les
poussières, les aérosols et les composés volatils, en vue de leur collecte, leur traitement et leur
élimination (par utilisation de filtres, pièges, etc.).
c) La surveillance de l'installation, par l'organisation des débits d'air de manière à permettre des mesures
significatives à l'égard de la détection et de la limitation de la dissémination des matières radioactives en
situations normales ou accidentelles, y compris en cas d'incendie. Les systèmes de ventilation, avec ou
sans surveillance, peuvent également contribuer à l'amélioration de certaines mesures radiologiques à
l'intérieur des locaux en participant au contrôle du bruit de fond de la radioactivité naturelle (radon).
d) L'assainissement de l'atmosphère des enceintes ou locaux, par renouvellement d'air des volumes
considérés, en vue de minimiser les niveaux de risques de l'atmosphère correspondante (par exemple,
par l'élimination de tout gaz susceptible d'entraîner un risque d'explosion).
e) Le conditionnement de l'atmosphère des enceintes ou des locaux, en vue d'obtenir un fonctionnement
optimal des équipements ou d'améliorer la sûreté de certaines opérations dangereuses (par exemple, le
maintien de conditions ambiantes compatibles avec le bon fonctionnement des équipements).
f) Le confort, en assurant le traitement (chauffage ou refroidissement) de l'air, la régulation de la
température et de l'humidité relative de l'atmosphère des locaux, en vue de maintenir les conditions
climatiques adaptées au travail effectué par le personnel.
Les cinq premières fonctions constituent des fonctions de sûreté.
La recherche de l'obtention des conditions optimales de confort a, indirectement, une fonction de sûreté car
elle permet de réduire les risques «d'erreurs humaines» pouvant être induites par des conditions climatiques
inadaptées.
5 Aspects de sûreté des systèmes de ventilation
5.1 Principes généraux
Les systèmes de ventilation doivent être en mesure d'assurer les fonctions de sûreté et de protection définies
dans l'article précédent, dans toutes les conditions normales d'exploitation et de maintenance des enceintes.
Ils doivent également être en mesure d'assurer certaines de ces fonctions dans des conditions d'exploitation
dégradées définies lors de l'étude de sûreté, lors des opérations de maintenance ou d'interventions
exceptionnelles ou dans des situations accidentelles qu'il convient de définir au cas par cas.
Avant de commencer toute étude de conception de la ventilation, une évaluation des risques doit être menée
afin de pouvoir définir les options de sûreté fondamentales et les objectifs associés. Le Paragraphe 5.2 donne
une méthodologie de mise en œuvre de cette étude de risque, en relation avec la conception de la ventilation.
Les concepteurs de systèmes de ventilation pour installations nucléaires doivent également respecter toutes
les réglementations nationales en vigueur et toutes les exigences plus contraignantes spécifiées par les
autorités nationales compétentes.
5.2 Procédure d'évaluation des risques
La conception d'un système de ventilation approprié exige des analyses préliminaires, prenant en compte:
a) les risques radiologiques générés par les matières et les opérations conduisant à la nécessité de ventiler
les enceintes et les locaux dans lesquels sont manipulées des substances dangereuses, comprenant:
les niveaux admissibles de contamination surfacique ou atmosphérique à l'intérieur du bâtiment, et
les exigences relatives à la surveillance de l'air, conduisant à la classification de zones relatives aux
risques de contamination, telles que définies en 8.1.1;
les risques d'exposition aux rayonnements, conduisant à la classification de zones radiologiques
1)
conformément aux définitions proposées par la CIPR 60 ;
b) l'existence d'une marge suffisante entre les limites d'autorisation de rejets et les rejets réels générés par
les systèmes de ventilation considérés dans leur globalité, ainsi que les exigences fixées pour les
dispositifs d'épuration disposés en amont de ces rejets;
c) les risques non radiologiques liés aux équipements de procédé mis en œuvre dans les enceintes devant
être ventilées (par exemple rupture brutale du confinement due à une défaillance mécanique, variation
brusque de pression, explosion, incendie, corrosion, condensation);
d) les risques d'origine externe à l'installation auxquels les enceintes et le système de ventilation lui-même
peuvent être exposés et qui peuvent être considérés comme plausibles sur l'installation (par exemple
incendie, inondations, explosion externe, séismes, vent et températures extrêmes);
e) l'indisponibilité temporaire éventuelle des fluides ou de l'énergie nécessaires au bon fonctionnement du
système de ventilation.
Dans chaque cas, une méthodologie d'évaluation des risques du type analyse de sûreté doit être mise en
œuvre dans laquelle le risque résulte de la combinaison des conséquences potentielles d'un événement et sa
probabilité d'occurrence. Une alternative peut consister en une approche déterministe fondée sur des
scénarios de fonctionnement dégradés ou accidentels d'enveloppe. Il est important de ne pas exclure certains
scénarios de cumul de risques d'origine interne ou externe à l'installation (par exemple vents forts et situations
conduisant à une dispersion de la contamination radioactive dans le bâtiment). En tout état de cause, les
règles de cumul des charges associées à ces systèmes doivent figurer dans les documents de sûreté de
l'installation, conformément à la politique d'évaluation de sûreté de la (ou des) organisation(s) concernée(s).
1) CIPR: Commission Internationale de Protection Radiologique.
6 © ISO 2004 – Tous droits réservés
Les autres facteurs à prendre en compte, lors de la conception de systèmes de ventilation, sont les suivants.
Il est nécessaire de minimiser, autant que raisonnablement possible, le niveau de contamination dans les
locaux de travail.
Pour la protection de l'environnement, il est actuellement nécessaire de prendre en compte lors de la
conception d'une installation nucléaire, l'obligation de réduire à un niveau aussi bas que raisonnablement
possible, la quantité de déchets produits et de rejets radioactifs (liquides et gazeux). Cette exigence doit
s'appliquer sur la durée de vie complète de l'installation et inclure les flux de déchets produits lors de
l'exploitation courante de l'installation, des opérations de maintenance et de la phase de démantèlement
(matériaux et produits consommables: joints, filtres et matériel de nettoyage, fluides contaminés de
lubrification, de nettoyage et d'épuration des effluents gazeux, etc.). Il est également d'usage de
minimiser la quantité de déchets de haute activité au profit de déchets conventionnels, ou de déchets de
faible activité. En particulier, les filtres contaminés étant de faible densité, sont très onéreux à entreposer
ou à éliminer comme déchets radioactifs. Des solutions alternatives comme des filtres régénérables, des
cyclones, ou des techniques de compactage des filtres doivent être considérés, si besoin.
La conception d'une enceinte, par laquelle l'air est évacué au travers des conduits, des filtres, des
ventilateurs et d'une cheminée vers l'atmosphère extérieure, doit tenir compte de la pression, de la
température, de l'humidité au regard des tolérances de chaque composant en situation normale comme
en situation dégradée.
Des conditions de confort appropriées doivent être offertes tant au personnel d'exploitation qu'à celui
chargé de la maintenance.
Il ressort de ce qui précède, que certains principes de sûreté généraux doivent être respectés lors de la
conception des systèmes de ventilation pour les locaux radioactifs, conformément aux indications suivantes:
1) Le débit d'air total circulant à travers les réseaux de ventilation, depuis son admission jusqu‘à son
rejet dans l'atmosphère, doit être minimisé tout en permettant d'assurer la fonction nécessaire.
2) Les flux d'air et les régimes de débit dans les locaux et aires de travail doivent être appropriés afin
d'assurer aux occupants la protection nécessaire contre la contamination de l'ambiance, avec pour
objectif que les doses d'exposition soient à des niveaux «aussi faible que raisonnablement
applicable».
3) Un flux d'air neuf suffisant doit être fourni, afin de procurer des conditions d'hygiène industrielles
acceptables dans les espaces habituellement occupés.
4) Des systèmes de filtration sont recommandés à l'admission d'air dans le bâtiment afin de réduire
d'une part, la quantité de poussières et autres impuretés susceptibles de colmater les filtres
d'extraction et de prolonger ainsi leur durée de vie et également, la rétro-diffusion de la
contamination à travers les circuits d'admission en cas d'arrêt de la ventilation.
5) Les dispositifs de confinement statique (par exemple les enceintes de confinement) constituent la
barrière la plus efficace pour minimiser la dissémination radioactive et pour la protection des produits
manipulés. La ventilation procure une protection additionnelle en créant un sens d'écoulement
favorable entre les différentes zones de confinement.
6) Le système de ventilation doit procurer des vitesses suffisantes d'air au niveau des ouvertures,
inévitables ou accidentelles, dans les barrières de confinement, afin de limiter aussi efficacement
que possible la dispersion de particules, d'aérosols et de vapeurs contaminantes.
7) Les flux d'air doivent, dans toute la mesure possible, être adaptés aussi bien aux conditions
normales d'exploitation qu'aux situations accidentelles.
8) Les systèmes doivent être conçus dans un souci de récupération d'énergie (par exemple
récupération de la chaleur de l'air extrait), mais ceci ne doit pas se faire au détriment des exigences
de confinement et de sûreté.
6 Principes de confinement des matières radioactives
6.1 Exigences générales
Le principe de base relatif à la prévention de la dissémination des matières radioactives est:
en situation normale, de limiter les rejets de matières radioactives à l'extérieur de l'installation (par rapport
aux autorisations réglementaires), mais également de maintenir un niveau de contamination aussi faible
que raisonnablement possible à l'intérieur de l'installation;
en situation accidentelle, de limiter à des niveaux acceptables les conséquences radiologiques pour
l'environnement, le personnel directement impliqué dans les opérations susceptibles d'entraîner une
dissémination importante de matières radioactives, les autres opérateurs présents dans l'installation
concernée et le public.
L'application de ce principe conduit à interposer différents systèmes de confinement entre l'environnement et
les substances radioactives. Chaque système de confinement et les dispositifs associés sont conçus pour
répondre aux risques auxquels ils doivent faire face. L'objectif étant de maintenir en tout état de cause la
permanence d'au moins une barrière de filtration efficace entre les zones contaminées et l'environnement,
cela dans toutes les situations de fonctionnement, y compris en situation accidentelle telle qu'un incendie ou
une explosion.
Une attention particulière doit être portée à la conception des moyens de protection destinés au personnel en
charge des opérations susceptibles d'être à l'origine d'une dispersion de la contamination radioactive, et aux
moyens de protection destinés aux opérateurs présents dans les locaux adjacents.
Dans les installations nucléaires, on distingue généralement plusieurs systèmes de confinement, chacun de
ces systèmes pouvant comprendre (voir Figure 1):
une ou plusieurs barrières de confinement statiques;
en complément, le cas échéant, des systèmes dynamiques composés d'un système de ventilation
spécifique et de dispositifs appropriés d'épuration d'air.
Figure 1 — Schéma de principe avec trois systèmes de confinement
8 © ISO 2004 – Tous droits réservés
6.1.1 Premier système de confinement
L'objectif du «premier système de confinement» est d'empêcher la dissémination de substances radioactives
dans les zones accessibles de travail et dans l'environnement.
Dans des cas de manipulation de matières sous forme gazeuse, liquide ou solide, le premier système de
confinement inclut les équipements de procédé, les tuyauteries, les cuves, les boîtes à gants, les conteneurs
ou enceintes d'entreposage, les enceintes de confinement, etc. complétés de leur système de ventilation doté
des moyens de filtration et de traitement des dégagements gazeux. Lorsque la continuité de la barrière
statique constituant le premier système de confinement n'est pas assurée dans toutes les conditions normales
d'exploitation et de maintenance, il est recommandé que le concepteur la complète par des dispositifs
statiques ou dynamiques appropriés, pour minimiser la dissémination des matières radioactives dans les
locaux adjacents. Cette disposition est spécialement préconisée en cas de manipulation de produits
pulvérulents dans des boîtes à gants, qui nécessite la mise en place de nombreuse traversées de servitude
telles que des conduits de ventilation, des passages de fluides, de gaz ou électriques, des systèmes
d'introduction d'objets ou d'évacuation de déchets, des moyens de vision ou de manipulation, etc.
À cette fin, le volume interne de l'enceinte de confinement primaire doit être maintenu, au moyen du système
de ventilation qui lui est associé, à une pression inférieure à celle qui règne dans les zones accessibles au
personnel qui lui sont adjacentes. Lorsqu'il est nécessaire de maintenir une haute pureté spécifique dans
l'atmosphère de l'enceinte de confinement, un espace intermédiaire à étanchéité spécifiée, maintenue en
dépression relative vis-à-vis de la zone de travail et des zones adjacentes, peut être mis en place autour de
l'enceinte primaire afin de maintenir une pureté de l'atmosphère de travail et de faciliter le contrôle de cette
atmosphère, grâce au système de purge d'air disposé sur cet espace inter-enceinte. Dans ce cas, un système
d'extraction spécial sera installé sur l'espace inter-enceinte avec son propre équipement de filtration.
6.1.2 Deuxième système de confinement
L'objectif du «deuxième système de confinement» est d'éviter le rejet des matières radioactives, hors du
confinement secondaire, dans les locaux accessibles aux personnes non habilitées (au plan radiologique),
aux personnes du public et à l'environnement, en cas de fuite de ces matières à l'extérieur du premier
système de confinement, et dans les circonstances, accidentelles ou non, où le confinement primaire ne serait
plus assuré.
Le deuxième système de confinement comprend la structure des locaux contenant les volumes de
confinement primaire et les systèmes de ventilation associés: murs des locaux, conduits de ventilation
associés, filtres installés sur ces conduits ou sur les traversées de parois, etc.
La conception du deuxième système de confinement doit tenir compte de la quantité maximale de substances
radioactives présentes sous forme dispersable à l'intérieur du confinement primaire, de la qualité de la ou des
barrières de confinement et des conséquences possibles des risques induits par le ou les processus
industriels mis en œuvre.
6.1.3 Troisième système de confinement
L'objectif du «troisième système de confinement» est d'empêcher le rejet de la contamination radioactive à
l'extérieur du bâtiment en cas de défaillance des deux systèmes de confinement précédents et de compléter,
à un niveau acceptable, la protection du public et de l'environnement. Il comprend le bâtiment et le système
de ventilation et de conditionnement d'air associé.
Le troisième système doit être mis en place, en cohérence avec les exigences de sûreté, dans les
installations présentant un risque élevé. Il est généralement recommandé dans les installations présentant
des risques de dissémination de matières radioactives élevés ou dans lesquelles sont manipulées des
matières de forte radiotoxicité (par exemple le plutonium).
Le Tableau 1 ci-dessous résume la composition des différents systèmes de confinement.
Tableau 1 — Exemples typiques de systèmes de confinement statiques
Forme des matières
Type de confinement
Solide Liquide et gazeuse
Boîte à gants, conteneur, gainage du Équipement, tuyauterie, cuve, cellule,
combustible, cellule, enceinte de enceinte de confinement et leurs
Premier système de confinement
confinement et réseaux de ventilation réseaux de ventilation associés de
associés procédé et/ou d'enceinte
Local(aux) adjacent(s) et réseaux de Local(aux) adjacent(s) et réseaux de
Deuxième système de confinement
ventilation associés ventilation associés
Troisième système de confinement (si Bâtiment, réseau de ventilation du Bâtiment, réseau de ventilation du
nécessaire) bâtiment bâtiment
6.1.4 Remarques complémentaires relatives au confinement statique
Dans le présent document, les parties d'installations, de bâtiments et d'équipements prévus spécialement
pour limiter la dispersion de substances radioactives et toxiques, que ce soit sous forme de gaz, d'aérosols ou
de vapeur, sont parties intégrantes du confinement. Les enceintes étanches, les hottes et les locaux dans
lesquels elles sont installées constituent des exemples de confinement.
Une enceinte de confinement étanche représente le moyen le plus efficace d'éviter le rejet de substances
radioactives sous forme de particules ou de gaz. Toutefois, dans la pratique, une étanchéité parfaite n'est pas
possible et comme certaines ouvertures dans le confinement sont nécessaires pour permettre l'accès des
opérateurs, le transfert de matières et d'équipements, etc., et l'occurrence inévitable de fuites dans les
structures, une dépression entre chaque barrière de confinement doit être maintenue pour créer un flux d'air
entrant en vue de minimiser les fuites.
Le degré d'étanchéité d'une installation particulière, y compris le nombre de barrières nécessaires, doit être
déterminé par une évaluation de risques tenant compte des principes de sûreté établis lors de la conception
du projet. À cet effet, les facteurs suivants doivent être considérés: gravité et fréquence probable des
accidents potentiels, quantité de radioactivité présente, radiotoxicité et potentiel de dispersabilité (gaz, liquide,
solide) des matières concernées.
Lorsqu'il existe plusieurs barrières, la première sera souvent assurée par l'enceinte contenant les substances
radioactives, qui peut être une enceinte de confinement ou une boîte à gants. Un confinement supplémentaire
peut être requis pour éviter le rejet de matières radioactives vers les zones de travail ou dans l'environnement.
Il peut s'agir d'une partie intégrante de la structure du bâtiment qui doit entourer totalement l'enceinte interne
et doit demeurer efficace dans les conditions d'accident retenues. Ce confinement supplémentaire est
souvent nécessaire pour assurer une protection adéquate du personnel, en particulier lorsque des substances
hautement toxiques sont impliquées.
Différentes approches des principes de sectorisation et de la maîtrise de la contamination doivent être
examinées afin de traiter les différents problèmes rencontrés dans l'installation. Toutefois, ce qui précède a
pour objet fournir les principes de base applicables aux dispositifs de confinement. Pour un projet particulier,
doit prendre le concepteur des systèmes de ventilation des zones présentant un risque de contamination
prenne en compte les exigences opérationnelles associées aux différentes zones à ventiler, car la présence
de flux d'air à l'intérieur des zones et entre zones représente une mesure de protection essentielle. L'objectif
ultime étant de minimiser les fuites de matières radioactives vers les zones où évoluent les opérateurs et vers
l'environnement.
10 © ISO 2004 – Tous droits réservés
------------------
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...