核电厂主控制室微正压监测与控制系统设计方案
计调
核电厂主控制室微正压监测与控制系统设计方案
郑仕建;王丽俐
【摘 要】核电厂主控制室空调系统设计文件对主控制室的微正压提出了明确的要求,上级监管部门亦对此提出了明确的监管要求.但是,核电厂主控制室微正压的范围、实时监测与报警、调节与控制都没有明确的设计标准.本文结合洁净厂房设计规范(GB50073-2013)的相关规定以及工程实践经验确定了核电厂主控制室微正压范围,并且给出了一种主控制室微正压实时监测与报警、调节与控制的设计方案.
【期刊名称】《节能技术》
【年(卷),期】2016(034)006
【总页数】4页(P545-548)
【关键词】核电厂;主控制室;微正压;监测;报警;调节与控制;设计方案
【作 者】郑仕建;王丽俐
【作者单位】中国核电工程有限公司调试部,北京100840;中国核电工程有限公司调试部,北京100840
【正文语种】中 文
【中图分类】TU831.6
核电厂主控制室是核电厂整体状态控制的中枢所在，主要完成以下功能[1]：保证机组的安全运行；提高机组的可用率；保证设备安全；保证人员安全；能得到维修信息；进行定期试验管理；通讯(厂内、厂外)；数据记录；文件记录等。
核电厂操作人员需要在主控制室内每天24 h值守。为保证核电厂操作人员的舒适性需求和设备的长期稳定、连续运行，设置主控制室空调系统。
主控制室空调系统功能如下[2-3]：保持房间内的温度和湿度在所规定的限值内以满足设备运行和人员长期停留的要求；保证最小的新风量；维持室内压力略高于出入口区域的压力；在事故情况下，是新风净化或者使空气全部再循环；在厂区污染情况下该系统必须保证操作人员的安全卫生条件，同时该系统必须保持核安全有关的设备处于温度和湿度的允
许限值内。
具体指标如下[1]：
室内温度18～25℃；室内湿度20%～60%；在主要操作区域通过人体的气流速度不超过15 m/min，引入室外新鲜空气不小于0.43 m3/min人；保持控制室微正压，以组织有害气体或放射性产物进入控制室。
上述设计文件中明确要求主控制室需要维持微正压(相对于环境)，但是未明确微正压的范围，未明确微正压的测量方法，未明确微正压的监测方式和调节控制方案。
上级监管部门在审查福建福清核电厂3、4号机组最终核安全分析报告(FSAR)中明确提出：请提交主控制室可居留区域正压测试方案，说明测试数据处理方法和测试结论。上级监管部门明确的监管要求与设计文件的不明确性存在一定偏差。事实上，核电厂的辅助控制室、应急指挥中心、电气厂房蓄电池间亦存在同样问题。上述房间或区域有明确的正(负)压要求(相对于环境)，但是缺少必要的监测和控制措施。本文结合洁净室的相关设计规定以及核电工程实践，给出了核电厂主控制室微正压的建议值，并且给出了核电厂主控制室微正压监测、报警、调节控制系统的设计方案。
对于构筑物而言，无法做到绝对密封(不泄露或者不渗透)，通过调节房间(区域)的送风量和排风量可以创造出稳定的房间(区域)正压或者负压。
房间(区域)压力控制原理详见图1。
对于正压房间(区域)：送风量=排风量+泄漏风量；对于负压房间(区域)：送风量=排风量-渗透风量。
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鸡蛋糕的制作方法对于核电厂的主控制室、辅助控制室、应急指挥中心应该设计成正压房间，可以有效防止环境中潜在的放射性物质以及粉尘进入；对于核电厂电气厂房的蓄电池间应该设计为负压房间，可以有效防止房间中的氢气、酸雾等不受控制的逸散到环境中。
依据洁净厂房设计规范(GB50073-2013)的相关规定[4]：洁净室(区)与周围的空间必须维持一定的压差，并应按工艺要求决定维持正压差或负压差；不同等级的洁净室之间的压差不宜小于5 Pa，洁净区与非洁净区之间的压差不应小于5 Pa，洁净区与室外的压差不应小于10 Pa。
依据洁净厂房设计规范(GB50073-2013)的相关规定[4]：洁净室(区)空气洁净度整数等级分
为1～9级。其划分标准是按照单位体积空气中颗粒粒径和数目来划分的。洁净度等级越低，说明单位体积内的颗粒粒径越小，数目越少；洁净度等级越高，说明单位体积内的颗粒粒径越大，数目越多。
核电厂厂房压力示意图详见图2。
结合洁净厂房设计规范(GB50073-2013)的相关规定，对各相关厂房的压力说明如下：
空调开26度一晚上耗电多少钱电气厂房(含EU连廊和LX-WX连接厂房区域的DCS设备间，不包含主控制室的区域)：电气厂房内人员聚集，设计有消防逃生楼梯，同时精密的电仪设备大量分布，需要按照正压洁净区来控制压力。
因此，电气厂房的整体正压按照不低于+10 Pa来控制；
主控制室应该按照洁净度等级低的洁净区来控制压力，同时结合核电工程实践，将主控制室正压控制在+15 Pa～+30 Pa。之所以将主控制室的正压上限定为+30 Pa，原因如下：(1)主控制室正压上限越高，工程技术难度大幅增加，增加核电工程的成本；(2)主控制室正压上限提高会对主控制室吊顶等材料密封性会造成不良影响，同时继续增加主控室正压值
上限，在开门时容易出现啸叫等不良现象；(3)经过统计，在核电厂功率运行时，在主控制室门密闭的情况下，测量主控制室正压，其正压值在16.3～25.2 Pa；(4)依据安全相关系统和定期试验监督要求[5]:DVN定期试验检查—碘房间密封性验证：检查碘房间负压。要求：碘房间相对于非碘房间的负压为不低于20 Pa，其负压值一般不超过30 Pa。这一工程数据对于主控制室正压值上限的确定具有重要参考意义。
对于辅助控制室(位于核辅助厂房)，由于核辅助厂房整体进行负压控制，参照核电厂主控制室的微正压值，将核辅助厂房的正压控制在0～+10 Pa。
对于应急指挥中心，依据洁净厂房设计规范(GB50073-2013)将其正压值控制在0～+10 Pa。
对于核电厂蓄电池间，由于电气厂房整体进行正压控制，建议将其负压控制在-10～0 Pa。
依据洁净厂房设计规范(GB50073-2013)[4]：
静压差的测定应在洁净室(区)的风速、风量和送风均匀性检测合格后进行，并应在所有的门关闭时检测；仪器宜采用各种微差压力计，仪表灵敏度应小于1.0 Pa。
在主控制室共布置四块压力传感器，带远传功能，测量数据在人机界面显示，便于监测和控制。送风侧不直接布置压力传感器，在压力场相对稳定的区域对称布置两块压力传感器，两块压力传感器可以互校，便于排查仪表本身的故障，在排风侧布置两块压力传感器，排风侧作为整个压力场压力最低的区域，其测量数据对于主控制室正压控制具有重要的参考价值。在室外布置一块压力传感器，用于监测环境压力。所有仪表的测量数据送到逻辑运行单元进行模数转换，比较运算，最终实现监测数据的实时显示和压力的自动调节与控制。
五块压力传感器量程为0～160 kPa(按照标准大气压力101 325 Pa来选取仪表量程)；精度1.0 Pa。
主控制室压力传感器布置图详见图3。
4.1 主控制室微正压监测与报警
主控制室微正压监测、报警、调节与控制系统逻辑图详见图4。环境绝对压力、主控制室绝对压力均通过压力传感器送至主控制室人机画面显示；主控制室压力测量完成之后，四块
压力传感器将所测得数据送至加法平均器内进行求取平均值运算；主控制室压力平均值和环境压力同时送到减法器内进行减法运算，求取压差，即主控制室正压；主控制室正压送到主控制室人机画面实时显示。
如何装扮空间如果压差小于15 Pa或者大于30 Pa，并且这一结果稳定时间超过10 s，则发出主控制室正压不足或者主控制室正压过高的报警；通过人机画面的主控制室正压示值判断主控制室正压过高还是正压不足。
4.2 压力调节与控制雄浑的意思
洁净区排风侧设置排风电动调节阀，其控制信号来自主控制室正压；排风电动调节阀控制要求：当主控制室正压小于15 Pa时，则减小开度；当主控制室正压在15～30Pa时，则开度保持不变；当主控制室正压大于30 Pa时，则加大开度。排风电动阀应有自动和手动两种运行模式：自动模式为常规运行模式；手动模式在主控制室正压初次建立和自动模式失效时采用。对于核电厂的辅助控制室、应急指挥中心、蓄电池间可以采用相同的正压(负压)监测、显示与报警、调节与控制系统。

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