核電廠放射性廢物廠房微負(fù)壓試驗(yàn)偏差分析

（山東核電有限公司，山東 煙臺(tái) 265116）

核電廠放射性廢物廠房微負(fù)壓試驗(yàn)偏差分析

張輝仁

（山東核電有限公司，山東 煙臺(tái) 265116）

某核電廠放射性廢物廠房通風(fēng)系統(tǒng)在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)不能滿足維持廠房微負(fù)壓的要求，通過試驗(yàn)分析認(rèn)為是由于放射性廢物廠房未按要求進(jìn)行孔洞封堵和廠房卷簾門密封性不滿足要求造成的。本文介紹了放射性廢物廠房微負(fù)壓試驗(yàn)偏差分析過程和經(jīng)驗(yàn)反饋。

放射性廢物廠房；通風(fēng)；負(fù)壓；泄漏；卷簾門

AP1000核電廠設(shè)計(jì)要求放射性廢物廠房內(nèi)氣壓維持相對(duì)室外大氣為微負(fù)壓，以防止放射性廢物廠房產(chǎn)生無檢測(cè)的放射性物質(zhì)排放。放射性廢物廠房的微負(fù)壓由放射性廢物廠房通風(fēng)系統(tǒng)VRS實(shí)現(xiàn)。VRS系統(tǒng)設(shè)計(jì)送風(fēng)量為29988m3/h，設(shè)計(jì)排風(fēng)量為34813m3/h，放射性廠房內(nèi)設(shè)計(jì)壓力設(shè)定值為-20Pa。某核電廠在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)VRS系統(tǒng)送風(fēng)量和排風(fēng)量在設(shè)計(jì)風(fēng)量時(shí)，廠房內(nèi)氣壓達(dá)不到-20Pa的微負(fù)壓。本文了對(duì)放射性廢物廠房微負(fù)壓不滿足要求的原因和經(jīng)驗(yàn)反饋。

1 放射性廢物廠房介紹

放射性廢物廠房為低放射性廢物、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施以及三個(gè)廢液監(jiān)測(cè)罐提供存儲(chǔ)空間。三個(gè)廢液監(jiān)測(cè)罐中存放的是處理后的可排放到環(huán)境中的廢液。放射性廢物廠房中無安全相關(guān)的設(shè)備。放射性廢物廠房包含下列區(qū)域：廢物儲(chǔ)存間、電器/機(jī)械設(shè)備間、空調(diào)設(shè)備間、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施區(qū)、液體放射性廢物監(jiān)測(cè)箱室、卡車停放區(qū)。

2 VRS系統(tǒng)介紹

VRS是一個(gè)非安全相關(guān)的通風(fēng)系統(tǒng)，為放射性廠房內(nèi)的設(shè)備和人員提供加熱、冷卻和通風(fēng)，并維持放射性廠房的微負(fù)壓（電器/機(jī)械設(shè)備間為正壓），使空氣由干凈區(qū)域流向可能污染的區(qū)域。當(dāng)室外溫度在-23.3～37.7℃范圍內(nèi)時(shí)，VRS系統(tǒng)可以維持放射性廢物廠房內(nèi)的電氣/機(jī)械設(shè)備間溫度在10～29.44℃范圍內(nèi)，其他區(qū)域溫度在10～40.56℃。VRS系統(tǒng)是由送風(fēng)子系統(tǒng)和排風(fēng)子系統(tǒng)組成。送風(fēng)子系統(tǒng)包含兩臺(tái)50%容量的空氣處理機(jī)組，每臺(tái)空氣處理機(jī)組由過濾器、加熱盤管、冷卻盤管和帶入口調(diào)節(jié)擋板的離心風(fēng)機(jī)組成，每臺(tái)空氣處理機(jī)組的額定風(fēng)量為16150m3/h。風(fēng)機(jī)入口擋板根據(jù)廠房內(nèi)的壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，維持廠房內(nèi)-20Pa的微負(fù)壓。設(shè)計(jì)要求送風(fēng)子系統(tǒng)至少提供29988m3/h的送風(fēng)量，以維持放射性廢物處理設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)放射性廢物廠房內(nèi)的溫度低于40.56℃。排風(fēng)子系統(tǒng)包含兩臺(tái)50%容量的離心排風(fēng)機(jī)，每臺(tái)排風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量為20464m3/h。在兩臺(tái)排風(fēng)機(jī)的出口母管上安裝了輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（RMS）的粒子探測(cè)器，記錄放射性廢物廠房的放射性物質(zhì)排放量，并在放射性超標(biāo)時(shí)向主控室發(fā)出報(bào)警（圖1）。

圖1 VRS系統(tǒng)示意圖

3 放射性廢物廠房微負(fù)壓試驗(yàn)

在測(cè)量廠房內(nèi)外壓差前，先要完成VRS系統(tǒng)的風(fēng)量平衡。調(diào)節(jié)VRS系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉和排風(fēng)機(jī)入口風(fēng)閥，使送風(fēng)量和排風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量后，固定送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉和排風(fēng)機(jī)入口風(fēng)閥的開度，測(cè)量并調(diào)節(jié)每個(gè)風(fēng)口的風(fēng)量，使每個(gè)風(fēng)口的風(fēng)量都達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量。完成風(fēng)量平衡后將VRS系統(tǒng)兩列送風(fēng)機(jī)的入口導(dǎo)葉投自動(dòng)控制，在廠房壓力穩(wěn)定在-20Pa后檢查送風(fēng)量是否滿足設(shè)計(jì)要求。

3.1 首次微負(fù)壓試驗(yàn)

1#機(jī)組在完成VRS系統(tǒng)風(fēng)量平衡，將兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉投入自動(dòng)控制后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廠房壓差穩(wěn)定在-20Pa左右時(shí)，在實(shí)際排風(fēng)量大于設(shè)計(jì)排風(fēng)量的情況下，實(shí)際送風(fēng)總量不到設(shè)計(jì)送風(fēng)量的一半。送風(fēng)量不足會(huì)導(dǎo)致VRS系統(tǒng)不能滿足放射性廢物廠房溫度控制的要求，不能為廠房提供足夠的供暖或冷卻。將兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉手動(dòng)全開，使送風(fēng)總量接近設(shè)計(jì)送風(fēng)量，在實(shí)際排風(fēng)量大于設(shè)計(jì)排風(fēng)量的情況下，放射性廢物廠房的壓力只能維持在-11Pa左右（表1）。

表1 首次廠房微負(fù)壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

檢查發(fā)現(xiàn)放射性廢物廠房密閉性不足，墻壁和門上有大量孔洞和縫隙未封堵，空氣經(jīng)由孔洞和縫隙進(jìn)入廠房內(nèi)。在調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)送風(fēng)量等于設(shè)計(jì)要求的送風(fēng)量時(shí)，實(shí)際進(jìn)入廠房的送風(fēng)量包含送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量和從孔洞進(jìn)入廠房的送風(fēng)量，大于從送風(fēng)流量計(jì)讀取的送風(fēng)量，致使廠房負(fù)壓不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢查放射性廢物廠房的密封情況，發(fā)現(xiàn)主要有以下漏風(fēng)的孔洞：（1）卷簾門上部箱罩與外墻之間未密封，箱罩與外墻之間有15cm的縫隙。（2）廠房貫穿件孔洞封堵未完成，一些管道、電纜管、橋架的穿墻孔未正式封堵。（3）預(yù)制混凝土墻板和復(fù)合金屬掛板墻之間有縫隙。（4）卷簾門箱罩破損，有管道和支架的安裝與卷簾門箱罩沖突，管道支架穿過卷簾門箱罩，卷簾門箱罩被切割后未修復(fù)。

3.2 廠房封堵后的微負(fù)壓試驗(yàn)

在對(duì)放射性廢物廠房漏風(fēng)的孔洞全部封堵后，再次進(jìn)行廠房微負(fù)壓試驗(yàn)，將送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉投入自動(dòng)控制，廠房壓差穩(wěn)定在-20Pa左右時(shí)，總送風(fēng)量仍比設(shè)計(jì)送風(fēng)量少了大約7000m3/h。將兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉手動(dòng)全開，使送風(fēng)總量接近設(shè)計(jì)送風(fēng)量，在實(shí)際排風(fēng)量大于設(shè)計(jì)排風(fēng)量的情況下，放射性廢物廠房的壓力維持在-15Pa左右。試驗(yàn)結(jié)果仍不能滿足要求（表2）。

表2 廠房封堵后的微負(fù)壓試驗(yàn)

對(duì)比廠房漏風(fēng)孔洞封堵前后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，孔洞封堵前廠房壓差穩(wěn)定在-20Pa左右時(shí)，總排風(fēng)量和總送風(fēng)量的差值為30000m3/h,孔洞封堵后總排風(fēng)量和總送風(fēng)量的差值為18000m3/h，送風(fēng)量顯著增加。但是送風(fēng)量仍小于設(shè)計(jì)要求的送風(fēng)量，說明從廠房外泄漏進(jìn)入廠房內(nèi)的風(fēng)量仍然大于設(shè)計(jì)允許的風(fēng)量，廠房還存在密封不滿足設(shè)計(jì)要求的地方。將排風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行，查找漏風(fēng)的地方，發(fā)現(xiàn)放射性廢物廠房供車輛出入的4扇卷簾門的卷簾與導(dǎo)軌之間存在縫隙，有空氣漏入。

3.3 卷簾門臨時(shí)封堵后的微負(fù)壓試驗(yàn)

確認(rèn)漏風(fēng)位置為卷簾門后，使用臨時(shí)材料將放射性廢物廠房的4個(gè)卷簾門全部封堵，進(jìn)行廠房微負(fù)壓試驗(yàn)，將送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉投入自動(dòng)控制，廠房壓差穩(wěn)定在-20Pa左右時(shí)，在排風(fēng)量略高于設(shè)計(jì)排風(fēng)量但在排風(fēng)機(jī)額定排風(fēng)量范圍內(nèi)的情況下，送風(fēng)量達(dá)到設(shè)計(jì)送風(fēng)量，試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。對(duì)比卷簾門臨時(shí)封堵前后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，卷簾門封堵前廠房壓差穩(wěn)定在-20Pa左右時(shí)，總排風(fēng)量和總送風(fēng)量的差值為18000m3/h,卷簾門臨時(shí)封堵后總排風(fēng)量和總送風(fēng)量的差值為11000m3/h，通過卷簾門泄漏進(jìn)入廠房的風(fēng)量為7000m3/h，而設(shè)計(jì)允許通過卷簾門泄漏進(jìn)入廠房的風(fēng)量為2600 m3/h，通過卷簾門泄漏進(jìn)入廠房的風(fēng)量超出設(shè)計(jì)允許值4400 m3/h，卷簾門的密封性不能滿足設(shè)計(jì)要求（表3）。

表3 卷簾門臨時(shí)封堵后微負(fù)壓試驗(yàn)

型式檢驗(yàn)的方法為手試、目測(cè)檢查密封。卷簾門廠家認(rèn)為卷簾門的工藝技術(shù)不能滿足放射性廢物廠房門的密封性要求。經(jīng)多方討論決定將放射性廢物廠房的卷簾門更換為具有氣密性的鋼制氣密平開門。

4 經(jīng)驗(yàn)反饋

某核電廠放射性廢物廠房微負(fù)壓試驗(yàn)偏差，一方面是供車輛出入的門選型錯(cuò)誤，卷簾門不能滿足密封性要求，另一方面是各方人員經(jīng)驗(yàn)不足。AP1000核電站有大量要求相對(duì)外界環(huán)境微負(fù)壓或微正壓的房間，放射性廢物廠房微負(fù)壓試驗(yàn)是該核電廠1#機(jī)組開展較早的廠房差壓試驗(yàn)，通過放射性廢物廠房微負(fù)壓試驗(yàn)偏差問題的原因查找和分析，使各方都意識(shí)到了按要求進(jìn)行廠房封堵的重要性，在其他廠房移交和廠房差壓試驗(yàn)前對(duì)廠房封堵進(jìn)行排查。

5 結(jié)語

AP1000核電技術(shù)是第三代核電技術(shù)，AP1000核電廠的設(shè)計(jì)通過該核電廠1&2號(hào)機(jī)組等的建設(shè)和調(diào)試在逐步的完善。該核電廠的AP1000核電建設(shè)隊(duì)伍、調(diào)試隊(duì)伍和運(yùn)行維修隊(duì)伍也在逐步的成長、壯大。

R123.1

A

1671-0711（2017）04（上）-0098-02