（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(guò)程中發(fā)現(xiàn)不能滿(mǎn)足維持廠房微負(fù)壓的要求，通過(guò)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(mén)密封性不滿(mǎn)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(guò)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(mén)

AP1000核電廠設(shè)計(jì)要求放射性廢物廠房?jī)?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(wú)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?jī)?nèi)設(shè)計(jì)壓力設(shè)定值為-20Pa。某核電廠在調(diào)試過(guò)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?jī)?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(mǎn)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(wú)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(chē)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?jī)?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?jī)?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(guò)濾器、加熱盤(pán)管、冷卻盤(pán)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?jī)?nèi)的壓差自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，維持廠房?jī)?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(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)放射性廢物廠房?jī)?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?jī)?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(kāi)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(mǎn)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(mǎn)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(kāi)，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(mén)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?jī)?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(mén)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(mén)箱罩破損，有管道和支架的安裝與卷簾門(mén)箱罩沖突，管道支架穿過(guò)卷簾門(mén)箱罩，卷簾門(mén)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(kāi)，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(mǎn)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(shuō)明從廠房外泄漏進(jìn)入廠房?jī)?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(mǎn)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(chē)輛出入的4扇卷簾門(mén)的卷簾與導(dǎo)軌之間存在縫隙，有空氣漏入。

3.3 卷簾門(mén)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(mén)后，使用臨時(shí)材料將放射性廢物廠房的4個(gè)卷簾門(mén)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(mǎn)足要求。對(duì)比卷簾門(mén)臨時(shí)封堵前后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，卷簾門(mén)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(mén)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(guò)卷簾門(mén)泄漏進(jìn)入廠房的風(fēng)量為7000m3/h，而設(shè)計(jì)允許通過(guò)卷簾門(mén)泄漏進(jìn)入廠房的風(fēng)量為2600 m3/h，通過(guò)卷簾門(mén)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(mén)的密封性不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求（表3）。

表3 卷簾門(mén)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(mén)廠家認(rèn)為卷簾門(mén)的工藝技術(shù)不能滿(mǎn)足放射性廢物廠房門(mén)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(mén)更換為具有氣密性的鋼制氣密平開(kāi)門(mén)。

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(chē)輛出入的門(mén)選型錯(cuò)誤，卷簾門(mén)不能滿(mǎn)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(kāi)展較早的廠房差壓試驗(yàn)，通過(guò)放射性廢物廠房微負(fù)壓試驗(yàn)偏差問(wèn)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(yǔ)

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(guò)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(zhǎng)、壯大。

R123.1

A

1671-0711（2017）04（上）-0098-02