核电厂放射性废物厂房微负压试验偏差分析

2017-04-10

中国设备工程 2017年7期

关键词：卷帘门核电厂废物

（山东核电有限公司，山东烟台 265116）

核电厂放射性废物厂房微负压试验偏差分析

张辉仁

（山东核电有限公司，山东烟台 265116）

某核电厂放射性废物厂房通风系统在调试过程中发现不能满足维持厂房微负压的要求，通过试验分析认为是由于放射性废物厂房未按要求进行孔洞封堵和厂房卷帘门密封性不满足要求造成的。本文介绍了放射性废物厂房微负压试验偏差分析过程和经验反馈。

放射性废物厂房；通风；负压；泄漏；卷帘门

AP1000核电厂设计要求放射性废物厂房内气压维持相对室外大气为微负压，以防止放射性废物厂房产生无检测的放射性物质排放。放射性废物厂房的微负压由放射性废物厂房通风系统VRS实现。VRS系统设计送风量为29988m³/h，设计排风量为34813m³/h，放射性厂房内设计压力设定值为-20Pa。某核电厂在调试过程中发现当VRS系统送风量和排风量在设计风量时，厂房内气压达不到-20Pa的微负压。本文了对放射性废物厂房微负压不满足要求的原因和经验反馈。

1 放射性废物厂房介绍

放射性废物厂房为低放射性废物、转运系统设施以及三个废液监测罐提供存储空间。三个废液监测罐中存放的是处理后的可排放到环境中的废液。放射性废物厂房中无安全相关的设备。放射性废物厂房包含下列区域：废物储存间、电器/机械设备间、空调设备间、转运系统设施区、液体放射性废物监测箱室、卡车停放区。

2 VRS系统介绍

VRS是一个非安全相关的通风系统，为放射性厂房内的设备和人员提供加热、冷却和通风，并维持放射性厂房的微负压（电器/机械设备间为正压），使空气由干净区域流向可能污染的区域。当室外温度在-23.3～37.7℃范围内时，VRS系统可以维持放射性废物厂房内的电气/机械设备间温度在10～29.44℃范围内，其他区域温度在10～40.56℃。VRS系统是由送风子系统和排风子系统组成。送风子系统包含两台50%容量的空气处理机组，每台空气处理机组由过滤器、加热盘管、冷却盘管和带入口调节挡板的离心风机组成，每台空气处理机组的额定风量为16150m³/h。风机入口挡板根据厂房内的压差自动调节送风量，维持厂房内-20Pa的微负压。设计要求送风子系统至少提供29988m³/h的送风量，以维持放射性废物处理设备满负荷运行时放射性废物厂房内的温度低于40.56℃。排风子系统包含两台50%容量的离心排风机，每台排风机的额定风量为20464m³/h。在两台排风机的出口母管上安装了辐射监测系统（RMS）的粒子探测器，记录放射性废物厂房的放射性物质排放量，并在放射性超标时向主控室发出报警（图1）。

图1 VRS系统示意图

3 放射性废物厂房微负压试验

在测量厂房内外压差前，先要完成VRS系统的风量平衡。调节VRS系统送风机入口导叶和排风机入口风阀，使送风量和排风量达到设计风量后，固定送风机入口导叶和排风机入口风阀的开度，测量并调节每个风口的风量，使每个风口的风量都达到设计风量。完成风量平衡后将VRS系统两列送风机的入口导叶投自动控制，在厂房压力稳定在-20Pa后检查送风量是否满足设计要求。

3.1 首次微负压试验

1#机组在完成VRS系统风量平衡，将两台送风机入口导叶投入自动控制后发现，当厂房压差稳定在-20Pa左右时，在实际排风量大于设计排风量的情况下，实际送风总量不到设计送风量的一半。送风量不足会导致VRS系统不能满足放射性废物厂房温度控制的要求，不能为厂房提供足够的供暖或冷却。将两台送风机入口导叶手动全开，使送风总量接近设计送风量，在实际排风量大于设计排风量的情况下，放射性废物厂房的压力只能维持在-11Pa左右（表1）。

表1 首次厂房微负压试验数据表

检查发现放射性废物厂房密闭性不足，墙壁和门上有大量孔洞和缝隙未封堵，空气经由孔洞和缝隙进入厂房内。在调节送风机送风量等于设计要求的送风量时，实际进入厂房的送风量包含送风机的送风量和从孔洞进入厂房的送风量，大于从送风流量计读取的送风量，致使厂房负压不能达到设计要求。检查放射性废物厂房的密封情况，发现主要有以下漏风的孔洞：（1）卷帘门上部箱罩与外墙之间未密封，箱罩与外墙之间有15cm的缝隙。（2）厂房贯穿件孔洞封堵未完成，一些管道、电缆管、桥架的穿墙孔未正式封堵。（3）预制混凝土墙板和复合金属挂板墙之间有缝隙。（4）卷帘门箱罩破损，有管道和支架的安装与卷帘门箱罩冲突，管道支架穿过卷帘门箱罩，卷帘门箱罩被切割后未修复。

3.2 厂房封堵后的微负压试验

在对放射性废物厂房漏风的孔洞全部封堵后，再次进行厂房微负压试验，将送风机入口导叶投入自动控制，厂房压差稳定在-20Pa左右时，总送风量仍比设计送风量少了大约7000m³/h。将两台送风机入口导叶手动全开，使送风总量接近设计送风量，在实际排风量大于设计排风量的情况下，放射性废物厂房的压力维持在-15Pa左右。试验结果仍不能满足要求（表2）。

表2 厂房封堵后的微负压试验

对比厂房漏风孔洞封堵前后的试验数据，孔洞封堵前厂房压差稳定在-20Pa左右时，总排风量和总送风量的差值为30000m³/h,孔洞封堵后总排风量和总送风量的差值为18000m³/h，送风量显著增加。但是送风量仍小于设计要求的送风量，说明从厂房外泄漏进入厂房内的风量仍然大于设计允许的风量，厂房还存在密封不满足设计要求的地方。将排风机投入运行，查找漏风的地方，发现放射性废物厂房供车辆出入的4扇卷帘门的卷帘与导轨之间存在缝隙，有空气漏入。

3.3 卷帘门临时封堵后的微负压试验

确认漏风位置为卷帘门后，使用临时材料将放射性废物厂房的4个卷帘门全部封堵，进行厂房微负压试验，将送风机入口导叶投入自动控制，厂房压差稳定在-20Pa左右时，在排风量略高于设计排风量但在排风机额定排风量范围内的情况下，送风量达到设计送风量，试验结果满足要求。对比卷帘门临时封堵前后的试验数据，卷帘门封堵前厂房压差稳定在-20Pa左右时，总排风量和总送风量的差值为18000m³/h,卷帘门临时封堵后总排风量和总送风量的差值为11000m³/h，通过卷帘门泄漏进入厂房的风量为7000m³/h，而设计允许通过卷帘门泄漏进入厂房的风量为2600 m³/h，通过卷帘门泄漏进入厂房的风量超出设计允许值4400 m³/h，卷帘门的密封性不能满足设计要求（表3）。

表3 卷帘门临时封堵后微负压试验

型式检验的方法为手试、目测检查密封。卷帘门厂家认为卷帘门的工艺技术不能满足放射性废物厂房门的密封性要求。经多方讨论决定将放射性废物厂房的卷帘门更换为具有气密性的钢制气密平开门。

4 经验反馈

某核电厂放射性废物厂房微负压试验偏差，一方面是供车辆出入的门选型错误，卷帘门不能满足密封性要求，另一方面是各方人员经验不足。AP1000核电站有大量要求相对外界环境微负压或微正压的房间，放射性废物厂房微负压试验是该核电厂1#机组开展较早的厂房差压试验，通过放射性废物厂房微负压试验偏差问题的原因查找和分析，使各方都意识到了按要求进行厂房封堵的重要性，在其他厂房移交和厂房差压试验前对厂房封堵进行排查。