摘要：为了确定核电厂汽轮机房通风系统的湿度和温度，需要对室内环境进行模拟，并加以分析和评价，即所谓的精细化设计。精细化设计设计方法使得核电风机厂房各个点的温度达到通风需求，并且充分开发了通风系统的设计优势。确保了核电厂的稳定运行。
关键词：核电厂；汽轮机房；通风系统；精细化设计
我国核电厂呈现不规则分布，南部沿海较多，核电厂发电过程中，厂房的温度对于发电安全具有直接影响。核电厂通常采取机械通风和自然通风相结合的方式来确保室内温度和湿度，通风系统的设计决定其通风效果。根据现代核电厂发电需求，应对其实施精细化设计，结合室内环境的具体特点，对其进行全新的分析与评价。
1 核电厂通风系统概况
（1）设计方案简介，核电厂一般采用机械通风和自然通风的结合，机械通风作为辅助通风方式，在核电厂运行中具有重要作用。作为南方高温地带，机械通风甚至占据主导地位。该工厂的通风属于机械通风，在工程的地下1层和2层设有开放部分，机械通风以屋顶风机和地下一层为主，输送风量为350 000 m3/h。中间层同样设有通风系统，以实现全面通风。工厂的室内温度较高，夏季平均最高温度约35 ℃，空气湿度较大，排风温度设置在40 ℃以下。
（2）机组发热量，核电厂汽轮机一般安装与固定的汽轮机房内，一般是由汽轮主机、辅助设备和通风管组成，目前的核电厂通风机组总发热量约在2 274.15 kW，可以满足基本的通风需求。在核电厂施工通风过程中，以焓差的方式来计算通风系统的进风量。这种方式一般只能反映厂房内的整体温度和湿度，但对于局部空间的温度无法把握，在施工过程中，由于操作和室内环境的不同，很可能出现局部温度过高的现象。而传统的基本通风设计方案无法测试局部温度，因此，需要对通风系统进行优化设计。精细化设计法是目前核电厂普遍使用的方法，可以通过对室内环境的整体模拟和局部模拟来测试出其温度，对厂房局部是否达到通风发电需求做出判断，确保了核电厂的发电安全。
（3）基于通风空调系统安全审评的核电厂建设
核电厂对于水源、通风环境等均有较高的要求，因此核电施工项目的选址具有难度。沿海地区作为首批核电厂建设基地，已经取得了优异的成果。但随着核电发电需求的增大，沿海地区的地理面积有限，我国目前正在考虑和实施向内陆地区发展。核电站在内陆地区的建设更是要加强对选址的重视。我国核电发展虽较晚，但效果明显。因此在相关评定和假设准则上，一定要综合国内发展现状，根据厂址的特点进行具体细分。要求设计人员不仅要分析表象的温度、湿度、污染物等条件，还应分析周边工厂的建设，是否会对周边环境造成影响、是否具有长期发展的可能等。根据分析出示完整的、具有可行性的审评报告，交由管理组进行核查，确认无误后方可进行施工。
2 模拟计算工况及结果
我们通过多种设计方案来进行核电厂室内通风效果的评价，温度是重要参数。具体的结果如下。
（1）自然通风对核电厂具有较大的影响，具有自然通风条件的厂房要首先进行自然通风。该次设计中，沿厂房方向全部敞开的子空间通风效果明显优于半封闭的空间，室内空气条件和湿度也都能够满足发电需求。但地下2层的空间具有更高的密闭性，发热量过大，这也说明了设计时要尽量选择自然通风。
（2）该次设计中我们采用了6种方案进行对比。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆发现工况1的效果最好，排风温度≤35 ℃，实现了给水泵、冷却水泵等设备的降温，通过长时间循环的风量进入，工况1的室内湿度也保持在合理的范围内，不易引起火灾，室内的核辐射物质的含量较低，对人体的危害降到最低。工况6虽然满足了设计要求，排风温度达到要求，但室内设备在长时间工作下，依然会造成局部温度过高现象。因此，通过综合评价和优化设计，我们采取工况1的设计方法，即在两相邻厂房之间的排柱全部打开，实行自然通风，但现实中一些工况很难实现自然通风，并且外部环境的变化对于自然通风效果具有很大影响，因此，机械通风作为辅助手段，还要进行精细化的设计，保证其不同的出风量，使局部通风具有针对性，并帮助核电厂节省成本。
3 模拟结果的分析与优化
（1）初步方案模拟结果，根据上文分析，通过不同的方案设计，得到的结果不同，方案1的通风效果最佳，但在实际工程中，只能采取相应的通风方法，因此，应重于方案的优化，利用精细化设计设计方法，来使通风设计优化。针对地下2层局部设备温度过高的情况，在核电厂汽轮机房地下2层适当的位置上，沿外风道向室内送风，并且风量要大于6 000 m3/h。为降低封闭式水泵的温度，要增加新风机适当地向其进行通风。该次增加了4台风机，并且每台风机的送风量在20 000 m3/h。地下1层和地下2层均要增设新风管，并且出风口距离地面的高度为1.5 m。主要针对地下2层的封闭和通风差特征进行辅助送风优化，达到2层地下平面断面的温度分布合理，优化设计方案需要达到的结果参照1层通风效果。优化后，工程地下2层的温度超标范围减少，局部高温现象明显减少，室内通风环境、温度、湿度均有所改善。可以达到或者超过地下1层的通风效果。室内温度均在40 ℃以下。并且通过通风优化，地下1层的通风效果也得到改善。尤其是针对封闭泵周边的温度，已经大大降低，可以满足核电设备的运行需求。
（2）优化效果分析，精细化设计软件的模拟过程和分析过程均在核电厂内完成，通过这一设计，核电厂室内通风效果更加理想。可以看清汽轮机房内的每个区域的温度分布实际状况，提供了通风优化方案。上文分析了优化后的通风方案，从基本上可以满足施工需求，尤其是针对地下2层的优化设计。在核电厂的具体施工中，地下施工是不可避免的，而这一过程中通风效果不理想引发的事故也很常见。因此，针对地下厂房汽轮机通风系统的室内精细化设计是必要的。经精细化设计软件模拟计算的室内通风方案是可行的，也是具有优势的。汽轮机房通风优化方案大范围减少了温度在40 ℃以上的网点，实现了温度的控制，同时对于核电厂施工的其他室内参数也具有积极的改善作用。通过精细化设计软件设计后，工程室内各点的环境温度也在不断地下降，尤其是局部温度变化明显，其优势还在于可以在原设计方案上进行修改，精细化程度较高，效果理想。要提高核电厂汽轮机的效果，要求供货商要提供管道的发热数据，并在厂内建立精细化设计数据模型，精细化设计建模和评价过程室内影响其通风效果的关键。另外，通过这一设计还应达到减小能耗的效果，取决于其对关键参数的控制。
4 结语
核电厂的通风效果影响施工生产，因此，要对其进行精细化设计。笔者提出精细化设计软件设计手段，是针对核电厂房室内环境的一种模拟、评价与计算，通过对工程的精细化设计精细化设计，明显改善了室内温度条件，可以促进核电施工和发电过程的通风良好，减少安全隐患。我们对于常规岛汽轮机的室内环境进行测试，通风条件差已经成为核电厂的普遍共识，加强核电厂的通风设计精细化是核电厂的主要任务。
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论文作者:赵俊武
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/15
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