核輔助廠房負(fù)壓存在問(wèn)題的分析與改進(jìn)

易宇輝，呂 杰，吳 龍

（中核核電運(yùn)行管理有限公司 運(yùn)行四處，浙江 嘉興）

引言

核輔助廠房通風(fēng)系統(tǒng)（DVN）是保障輻射防護(hù)屏障的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)其負(fù)壓控制來(lái)保證輻射防護(hù)屏障的完整性和穩(wěn)定性。運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在執(zhí)行一本關(guān)于DVN 的負(fù)壓調(diào)整的實(shí)驗(yàn)規(guī)程時(shí)發(fā)現(xiàn)8DVN018LP 讀數(shù)不穩(wěn)定且超過(guò)規(guī)程中的限值。筆者從DVN 系統(tǒng)負(fù)壓控制的原理出發(fā)，分析了8DVN018LP 讀數(shù)不穩(wěn)定且超過(guò)規(guī)程中的限值的根本原因，提出了增加規(guī)程中限值的合理區(qū)間，為之后順利實(shí)施對(duì)DVN 系統(tǒng)負(fù)壓監(jiān)測(cè)提供方案[1]。

1 運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及分析

1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

DVN 系統(tǒng)由送風(fēng)和排風(fēng)兩部分組成。

1.1.1 送風(fēng)部分

DVN 系統(tǒng)的送風(fēng)部分由并聯(lián)的三臺(tái)50%容量的送風(fēng)機(jī)（001 到003ZV）及相關(guān)設(shè)備組成，主要設(shè)計(jì)功能如下（圖1）：

圖1 送風(fēng)部分模擬圖

（1） 按照3、4 號(hào)機(jī)組安全殼換氣通風(fēng)系統(tǒng)（EBA）的運(yùn)行情況，DVN 系統(tǒng)可分為“0、a、b、c、d、e”6 種運(yùn)行工況。

室外新風(fēng)經(jīng)過(guò)濾器處理后，由送風(fēng)機(jī)送至DVN 系統(tǒng)各區(qū)域及3、4 號(hào)機(jī)組EBA 系統(tǒng)。

（2） 就地壓力表8DVN018LP 監(jiān)測(cè)送風(fēng)機(jī)出口壓力。

（3） 循環(huán)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8DVN018VA 用來(lái)手動(dòng)正常的送風(fēng)量。

1.1.2 排風(fēng)部分

DVN 系統(tǒng)的排風(fēng)部分由并聯(lián)的三臺(tái)50%容量的排風(fēng)機(jī)（004 到006ZV）、并聯(lián)的兩臺(tái)100%碘排風(fēng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備組成（圖2）。主要設(shè)計(jì)功能如下（運(yùn)行工況劃分同送風(fēng)部分）[2]：

圖2 排風(fēng)部分模擬圖

（1） 非碘污染區(qū)域排風(fēng)經(jīng)過(guò)濾器處理后，由正常排風(fēng)機(jī)排到室外。

（2） 碘污染區(qū)域排風(fēng)經(jīng)過(guò)濾和吸附處理后，由碘排風(fēng)機(jī)排至室外。

（3） 就地壓力表8DVN019LP 監(jiān)測(cè)排風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力。

（4） 循環(huán)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥8DVN019VA 用來(lái)手動(dòng)調(diào)節(jié)正常的排風(fēng)量，EBA 系統(tǒng)如被碘污染，則其排風(fēng)經(jīng)碘排風(fēng)回路排出，否則經(jīng)正常排風(fēng)回路排出。

1.1.3 負(fù)壓控制設(shè)計(jì)方案

DVN 系統(tǒng)的負(fù)壓是通過(guò)送風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量差來(lái)建立的，正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是2*105 000 m3/h，正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是2*108 000 m3/h。系統(tǒng)運(yùn)行中通過(guò)比較送風(fēng)和排風(fēng)管路中的壓力變化來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥 8DVN018VA 和8DVN019VA 的開度，非碘污染區(qū)域和碘污染區(qū)域間的負(fù)壓由排碘風(fēng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)建立，以實(shí)現(xiàn)DVN 系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的輻射防護(hù)屏障功能[3]。

1.2 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

運(yùn)行部門在執(zhí)行8 號(hào)機(jī)組定期實(shí)驗(yàn)規(guī)程PT8DVN001（DVN 調(diào)整和過(guò)濾器灰塵堵塞檢查）時(shí)發(fā)現(xiàn)8DVN018LP 超過(guò)規(guī)程中的限制值（2 600 Pa）現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)8DVN 系統(tǒng)狀態(tài)，風(fēng)機(jī)、在線、過(guò)濾器、8DVN018LP 表記無(wú)異常。

在出現(xiàn)8DVN018LP 超過(guò)規(guī)程中的限制值后，觀察8DVN018LP 壓力讀數(shù)一周時(shí)間發(fā)現(xiàn)有時(shí)2 660 Pa、有時(shí)2 680 Pa、有時(shí)2 800 Pa，時(shí)有波動(dòng)[4]。

1.3 原因分析

因?yàn)楹溯o助廠房的負(fù)壓是通過(guò)核輔助送排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量來(lái)維持的，并由8DVN018/019VA 這兩個(gè)閥門來(lái)調(diào)節(jié)，8DVN018/019VA 只是對(duì)核輔助廠房的負(fù)壓進(jìn)行微調(diào)。負(fù)壓是通過(guò)對(duì)8DVN018/019LP 讀數(shù)來(lái)進(jìn)行監(jiān)視的，實(shí)際就看核輔助廠房0 m 中央通道與環(huán)境的氣流流向來(lái)判斷。

8DVN018LP 是送風(fēng)機(jī)出口壓力, 代表風(fēng)機(jī)出力能力，電流、風(fēng)量更能體現(xiàn)風(fēng)機(jī)出力，因此8DVN018LP 的壓力讀數(shù)只是監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)出力能力的一種方式。如果開大8DVN018VA 即增大送風(fēng)機(jī)小流量，增加風(fēng)機(jī)出口流量，風(fēng)機(jī)流量增大出口壓力就會(huì)下降即8DVN018LP 讀數(shù)下降[5]。

于是如果要滿足規(guī)程中的2 600 Pa, 需要增大8DVN018VA 的開度，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證全開8DVN018VA后，8DVN018LP 讀數(shù)為2 680 Pa,2、3 號(hào)送風(fēng)機(jī)電流分別為280 A、250 A；全關(guān)8DVN018VA 后，8DVN018LP讀數(shù)為3 180 Pa,2、3 號(hào)送風(fēng)機(jī)電流分別為230 A、200 A；調(diào)節(jié)范圍500 Pa，電流波動(dòng)50 A，見(jiàn)圖3。

圖3 8DVN018VA 全開全關(guān)狀態(tài)下的壓力值和電流值

全開全關(guān)8DVN019VA，8DVN019LP 都是4 400 Pa，壓力及排風(fēng)機(jī)電流無(wú)影響。實(shí)地查看8DVN019LP引壓口，靠近排風(fēng)機(jī)吸入口；同時(shí)，排風(fēng)機(jī)吸入口總管（即排風(fēng)機(jī)房間）要明顯大于送風(fēng)機(jī)排風(fēng)總管（類似管廊通道，較?。?；加之排風(fēng)機(jī)直接排到煙囪（類似對(duì)空了），位置與空間的不同就可能造成8DVN019LP 無(wú)變化。在全開全關(guān)8DVN018VA/8DVN019VA 過(guò)程中核輔助廠房的負(fù)壓都完好。

從反饋問(wèn)題開始來(lái)的一周內(nèi)，經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，發(fā)現(xiàn)8DVN018LP 壓力讀數(shù)有時(shí)2 660 Pa、有時(shí)2 680 Pa、有時(shí)2 800 Pa，時(shí)有波動(dòng)。為了對(duì)比，經(jīng)過(guò)咨詢1/2 號(hào)機(jī)組的情況，發(fā)現(xiàn)他們也與我們一樣。每天都會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)波動(dòng)，因此排除是過(guò)濾器的堵塞情況引起的，于是猜測(cè)便是大氣壓的變化引起8DVN018LP 的讀數(shù)波動(dòng)。

我們查看了2017.2.13 號(hào)夜班執(zhí)行PT8DVN001大氣 壓 為0.103 Mpa，8DVN018LP 讀 數(shù) 為2 700 Pa，2017.2.19 號(hào)夜班執(zhí)行PT8DVN001 試驗(yàn)，試驗(yàn)中8DV N018LP 壓力為2 600 Pa，剛好滿足規(guī)程<=2 600 Pa的要求, 大氣壓為0.101 MPa, 可見(jiàn)隨著大氣壓增加，8DVN 018LP 也增加。

8DVN018LP 是送風(fēng)機(jī)的出口壓力，8DVN019LP 是排風(fēng)機(jī)的入口壓力，所以理論上當(dāng)大氣壓升高，8DVN018LP 的讀數(shù)會(huì)增加，進(jìn)而負(fù)壓絕對(duì)值會(huì)下降，8DVN019LP 讀數(shù)絕對(duì)值也會(huì)降低。圖4- 圖5 是2017.2.1 到2017.2.20 期 間8DVN018LP/8DVN019LP與大氣壓的關(guān)系。

圖4 8DVN018LP/8DVN019LP 2 月1 日-2 月20 日的讀數(shù)

圖5 2 月1 日-2 月20 日大氣壓力的讀數(shù)趨勢(shì)

之后再調(diào)取了2016.2.20 至2017.2.20 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。從趨勢(shì)中可以看出，春冬季大氣壓較大，8DVN018LP 就較大；夏秋季節(jié)大氣壓較小，8DVN018LP 就較小。不同風(fēng)機(jī)組合運(yùn)行時(shí)，電流、壓力都差不多，即使相同組合在不同天數(shù)壓差都不一定相同，見(jiàn)圖6- 圖7。

圖6 2016.2.20-2017.2.20 8DVN018LP/8DVN019LP 讀數(shù)

圖7 2016.2.20-2017.2.20 大氣壓力的讀數(shù)趨勢(shì)

從以上的分析我們了解到8DVN018LP 讀數(shù)的波動(dòng)是由季節(jié)變化以及8DVN018VA 的開度變化引起的，且8DVN018LP 的出現(xiàn)過(guò)的最大讀數(shù)超過(guò)了規(guī)程中限制值。

2 處理方案

以上試驗(yàn)說(shuō)明：如何調(diào)節(jié)8DVN018VA、019VA，包括全開、全關(guān)，8DVN018LP 的讀數(shù)始終不能滿足PT8DVN001 規(guī)程中的要求；在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中核輔助廠房的負(fù)壓能夠得到保證。

由于全開、全關(guān)8DVN018VA 過(guò)程中負(fù)壓完好，各項(xiàng)參數(shù)滿足系統(tǒng)要求，經(jīng)咨詢?cè)O(shè)計(jì)院，給出的答復(fù)2 600 Pa 限值是沒(méi)有依據(jù)的，當(dāng)時(shí)是從別的電站借鑒過(guò)來(lái)的，目前規(guī)程已作相應(yīng)修改。

3 結(jié)論

本文從DVN 的一本試驗(yàn)規(guī)程中出現(xiàn)的一個(gè)數(shù)據(jù)超出限值引出問(wèn)題，具體介紹DVN 系統(tǒng)的組成、DVN負(fù)壓控制的功能、負(fù)壓與周圍氣象條件變化的關(guān)系以及根據(jù)重要數(shù)據(jù)一年間的趨勢(shì)對(duì)比分析，最后將規(guī)程的限值合理地定在一個(gè)區(qū)間，希望能對(duì)DVN 后續(xù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供一種解決問(wèn)題的思路。