核燃料貯存烘干系統(tǒng)噪聲分析與降噪措施

摘 要：中核核電運行管理有限公司兩臺重水堆機組在100%滿功率運行情況下，平均每天卸出16根乏燃料棒束。在85%負荷因子條件下，兩臺機組每年產(chǎn)生乏燃料棒束約為10000根，每個機組乏燃料儲存水池最多能存放7年卸出的乏燃料棒束，為滿足重水堆機組的持續(xù)生產(chǎn)需要，開工建設(shè)了國內(nèi)第一個乏燃料干式貯存。乏燃料干式貯存主要系統(tǒng)——烘干系統(tǒng)，只要烘干系統(tǒng)一啟動，整個廠房就會產(chǎn)生將近94分貝的噪聲污染，給現(xiàn)場工作人員身心健康及整個廠房環(huán)境帶來負面影響，本文將討論與分析烘干系統(tǒng)噪聲消聲降噪措施與相關(guān)設(shè)備特點。

關(guān)鍵詞：乏燃料；烘干系統(tǒng)；降噪；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.165

由于中核運行三廠重水堆核電廠，其燃料為天然鈾，優(yōu)越性是不停堆換料，平均每天都有16根棒束倒出堆外，但由于乏燃料池存入能力有限，必須將水池存放超過6年的乏燃料棒束倒出堆外進行臨時貯存，否則就會停堆停機，鑒于這一情況，秦山核電開工建設(shè)了重水堆臨時干式貯存區(qū)，存放能力可以滿足電站整個壽期。

乏燃料干式貯存其原理就是通過相應(yīng)的水下操作設(shè)備，將超過6年的乏燃料棒束轉(zhuǎn)移到一個容器存放，最終將帶有容器的燃料進行烘干，直至無露水方可滿足容器封口焊接，否則會引起放射性泄漏。其烘干系統(tǒng)由電加熱器、進風(fēng)機、排風(fēng)機、溫度控制系統(tǒng)等組成，其輔助設(shè)備通風(fēng)管道，法蘭等。其主要工藝流程為將帶有乏燃料的容器轉(zhuǎn)移到一個屏蔽的烘干廂，然后啟進排風(fēng)機及電加熱器，電加熱器熱量通過進風(fēng)機將熱風(fēng)通過進風(fēng)管道，吹至乏燃料容器上方，屏蔽烘干廂內(nèi)廢氣通過排風(fēng)機及排風(fēng)管道轉(zhuǎn)移至廠房內(nèi)部廢氣系統(tǒng)。只要烘干系統(tǒng)一啟動，整個廠房噪聲近94分貝，工作人員長期在此工作身心健康、聽力受到嚴重的影響，同時由于從事乏燃料相關(guān)操作，相互之間需進行三向流，如溝通交流不到位，就會造成重大人因事件發(fā)生，鑒于以上必須采取有效措施，將廠房內(nèi)噪聲降至可接受水平，確保工作人員身心健康及重大人因事件為“零”。

1 烘干系統(tǒng)概述

烘干系統(tǒng)由兩臺電加熱器、進風(fēng)機、排風(fēng)機、溫度控制器、進排風(fēng)管道等組成。當(dāng)燃料籃裝滿60根乏燃料棒束后通過水下操作設(shè)備及傳動裝置，將燃料籃轉(zhuǎn)移屏蔽工作站，在轉(zhuǎn)移前先啟動排風(fēng)機，然后啟動進風(fēng)機，將燃料籃轉(zhuǎn)移至烘干位置，提起籃蓋，啟動兩臺電加熱器，電加熱器產(chǎn)生的熱能通過進風(fēng)機將熱風(fēng)吹在燃料棒束上，排風(fēng)機將導(dǎo)出帶有余熱的廢氣進入廠房廢氣排放系統(tǒng)[1]。當(dāng)屏蔽工作站內(nèi)溫度達到90度時，自動關(guān)閉一臺電加熱器，如溫度繼續(xù)上升95度，溫度控制器起保護作用，溫控器跳開保護，等溫度下降一定溫度后，電加熱器繼續(xù)啟動，大約45分鐘后，監(jiān)測的儀控設(shè)備露點儀顯示完全干澡狀態(tài)，此時停止電加熱器及進風(fēng)機，進風(fēng)機停止，但后續(xù)進入燃料籃焊接流程，但在焊接過程中同樣排風(fēng)機工作直至焊接工作結(jié)束，在整個過程中，風(fēng)機的噪聲持續(xù)94分貝左右。

2 現(xiàn)場噪聲分布點測量

（1）廢氣處理排風(fēng)機組安裝在廠房內(nèi)，廠房的長×寬×24.38×

17.33×7.5m，廠房的中央是水池。

（2）廢氣處理排風(fēng)機組安裝在廠房的端部，廢氣處理排風(fēng)機組安裝在鋼平臺上，鋼平臺距地面約3.68m。

（3）廢氣處理排風(fēng)機組鋼平臺的正下方是控制柜，一般有兩名操作人員及水池邊有三到四名操作人員。

（4）廢氣處理排風(fēng)機組隔聲罩外1m，～90dB（A）。

（5）廢氣處理排風(fēng)機組排風(fēng)管道的第一個彎頭近場92dB（A）。

（6）廠房排風(fēng)管道下方的走道上92～93dB（A）。

（7）廠房排風(fēng)管道入風(fēng)口斜下方1.5m，95dB（A）。

3 產(chǎn)生噪聲來源

對廠房產(chǎn)生影響的噪聲主要來源于以下幾部分：（1）廢氣處理排風(fēng)機組的排風(fēng)口噪聲（主要）；（2）廢氣處理排風(fēng)機組出口側(cè)管道傳出的噪聲；（3）廢氣處理排風(fēng)機組進口側(cè)管道傳出的噪聲；（4）加熱/吹風(fēng)機組送風(fēng)管道傳出的噪聲；（5）從屏蔽工作箱內(nèi)傳出的廢氣處理排風(fēng)機組進風(fēng)口噪聲和加熱/吹風(fēng)機組送風(fēng)口噪聲。

4 采取措施

（1）廢氣處理排風(fēng)機組的排風(fēng)口加裝排風(fēng)消聲器，具體實施如下：

排風(fēng)消聲器安裝在排風(fēng)管道的末端，需先將一端排風(fēng)立管割掉，并在管道上焊接一個法蘭，然后再接變徑管和排風(fēng)消聲器、導(dǎo)流彎頭。

排風(fēng)消聲器采用片式阻性消聲器，由外殼和消聲片組成，外殼采用3mm的不銹鋼板。消聲片由巴數(shù)特吸聲材料和穿孔不銹鋼板組成，巴數(shù)特吸聲材料由德國巴斯夫公司生產(chǎn)，環(huán)保、阻燃。

（2）管道進行阻尼隔聲包扎。為降低管道噪聲的影響，對管道進行阻尼隔聲包扎。先用阻尼隔聲墊粘貼在管道外壁上，然后再在外側(cè)包覆100mm的聚酯纖維吸聲棉，最后再包覆0.4mm的不銹鋼皮。阻尼隔聲墊無毒、阻燃。

廠房的吸聲處理主要是在內(nèi)墻面上安裝吸聲結(jié)構(gòu)，吸聲結(jié)構(gòu)靠近聲源和人員活動的區(qū)域布置，吸聲結(jié)構(gòu)從地面以上1m開始至地面以上4m處，總高度3m，其中靠近風(fēng)機的墻面吸聲結(jié)構(gòu)的高度增加到5m，提高吸聲降噪的效果。

5 結(jié)束語

乏貯關(guān)鍵設(shè)備的維修保養(yǎng)，不僅僅有利保證安全生產(chǎn)，提高設(shè)備利用率和企業(yè)的自身效率，更重要的是有利于培養(yǎng)了一批從事核電尖端科技技能人才，有著設(shè)備管理創(chuàng)新經(jīng)驗豐富的團隊，為乏燃料后處理及利用核電商用堆生產(chǎn)鈷同位素，為社會保護公眾，保護環(huán)境做出巨大的貢獻。

參考文獻：

[1]張文群.降噪分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.

作者簡介：蔣軍建（1964-），男，江蘇泰州人，專科，高級技師，現(xiàn)從事核電站燃料領(lǐng)域工作。