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摘要：核电厂通风系统设计是确保核电厂稳定运行的重要保障系统，也是核电厂生产运行过程中的重要辅助系统，具有保持室内湿度、压力的基础功能，换具备限制室内气溶胶放射性、过滤空气、降低放射性污染物扩散的一般功能。本文以核电厂管道设计一般原则为基础，结合核电厂通风管道功能性需求，简要分析核电厂通风管道设计的技术和安装要点。
关键词：核电厂；通风管道；设计；
引言：
通风系统是核电厂运行过程中的重要辅助系统，其是保持河电厂室内湿度、压力在规定范围内的重要控制系统，同时通风系统也是限制核电厂室内气溶胶放射性水平、净化室内空气、降低室内放射性污染物向环境扩散的保障系统，其对核电厂生产运行环境以及工作人员工作安全、工作环境稳定具有重要意义。
为确保通风系统的全覆盖，利用通风管道将核电厂各个工作空间纳入通风管理范畴。通风管道是核电厂通风控制系统的重要组成机构，外部空气通过通风管道输送至房间，房内进废气通过通风管道输送至外部环境，同时将通风管道与其他设施连接，可对空气进行湿度控制和放射性物质处理等。综合来说，通风管道是核电厂内部和外部环境进行气体交换的通道，同时也是预防火灾、放射性污染扩散的重要保障，合理设计通风管道是保证核电厂通风功能的关键，也是稳定核电厂生产经营秩序的重要环节。
1通风管道基本设计原则
核电厂通风管道设计应当遵循管道设备安装的一般规则。在设置和安装时应当充分考虑通风管道和其他专业实施、其他管道、缆线之间的空间关系，避免管道、设施、缆线之间交错分布的情况发生，以方便管理。同时新旧通风管道的铺设以成列铺设为主，减少支架生根杂乱的问题发生。
核电厂通风管道安装时应当遵循一般安装焊接技术特点。管件的焊接应当避免直接相互焊接的情况，为后续检验和调试留下空间，同时焊接时注意保持管件之间的距离适当，避免管道内热应力的相互影响和叠加。
关于通风管道阀门的设置，应当设置在水平方向的管道上，方便维护和检修。同时对于特殊位置的管道阀门，应当配有专门的检修平台和防护栏，确保检修和调试安全性。
考虑到核电站工作性质和工作内容的特殊性，通风管道设计时应当充分考虑安全性、可靠性和可靠操作性。通风管道设计安装应当充分计算辐射区域、有水区域、高热区域面积和相应参数，选择合适的管道材料，同时管道要避开高辐射区域，一方面是降低辐射对通风管道使用年限的影响，另一方面是为检修工作人员提供更加安全的工作环境。
2通风管道材料的选择
管道材料影响到管道的功能性和耐腐蚀性，核电厂工作环境较为特殊，空气中腐蚀性物质含量相对较高，因此推荐从工业通风体系常用风管材料中进行选择。
碳钢材料的通风管刚性良好，抗压能力突出，物理稳定性受环境变化、尤其是外部温度、湿度变化影响较小，同时碳钢材料可承受较大的外力冲击。但是碳钢的化学稳定性较差，在酸、碱、金属盐的影响下容易发生强烈的化学反应，发生损坏或变性。考虑到核电厂通风管多为上层结构，埋地较少，且核电厂工作环境内酸、碱、金属盐分布较小，碳钢是一种较为理想的核电厂通风管材料。
PVC管道化学稳定性良好，对酸、碱、金属盐的反应较小，耐腐蚀性强，是一种可直接接触酸、碱、盐物质的管道材料。但是PVC管的物理稳定性较低，尤其是对温度变化较为敏感，在低温影响下会变得极为脆弱，容易破损和断裂，是一种适合在室内或高腐蚀物质浓度空间使用的管道材料。
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核电厂通风管的材料选择应当综合具体安装时的空间布局、环境特点、功能性需求等进行选择，这是降低设计成本，合理利用资源的重要内容。结合核电厂通风管道的使用环境和核电厂工作特点，推荐选用碳钢管道和PVC管道结合的材料选择方案，直接暴露在空气中的通风管道部分以碳钢为主，暴露在腐蚀性物质环境中的通风管道以PVC管道为主，一般工作环境下室内管道推荐选用PVC管道，以优化设计成本。
3通风管道设计
3.1勘察
通风管道是核电厂保障系统的重要组成本分，在设计和安装前，需要对管道安装区域进行实地勘察。在勘查中主要确定内容有以下几方面：1）确定通风管道穿过区域，计算通风管道长度和预期投入。2）明确不同区域通风管道外部环境，主要是对管道外部物理环境和化学环境进行评估，用于选择管道材料的依据。3）明确通风管道与其他管道的位置关系，为综合规划核电厂管道系统布局准备数据信息。
3.2综合规划
综合规划通风管道走向、布局等，需要充分考虑功能性需求以及后期检修维护工作。
首先，通风管道和其他管道应当避免交叉。由于不同管道功能不同，管道内容物不容，可能为气体、液体等，因此不同管道的材质不同，管道交叉可引起管道之间相互腐蚀的情况，降低管道的使用年限。同时管道交叉会增加管道安装成本，同时交叉部分也是管道最脆弱的区域，容易发生泄露、断裂等事故。
其次，管道应当以直线布局。直线布局可减少管道长度，降低管道安装成本，提高管道的通畅度，确保通风管道功能性的实现。
此外，充分考虑管道功能性需求，严格按照规范进行管道部件尺寸、型号、安装参数设计，明确各区域通风管道的具体安装参数、连接路线等。同时将后期检修和维护的工作参数纳入通风管道设计的范畴，充分考虑后期检修难度和安全性，优化通风管道路线设计、布局设计。
4通风管道支架设计
4.1生根条件
支架生根并不一定要按照标准间距确定，而是要综合考虑通风管道通过区域情况进行设计和装配。
首先，支架生根应当避免人工作车流量、人流量大的部位，减少其他工作对管道支架的影响，预防磕碰、人为损坏的情况发生。当然在人员密集，但又不得不进行支架生根的部位，可通过适当延长或缩短支架生根距离来解决前述问题。
一般而言，小通风管道的支架生根应优先考虑借助大支架，如采用大小支架共架的方式，当然也可以直接在土墙或钢结构上生根，但是并不推荐小支架独立生根，一方面是出于结构稳定性考虑，另一方面则是成本控制。对于新增的通风管道，可以通过优化管道布局的方式为新增管道创造共架条件，可有效降低通风管道铺设时的工作量，且对厂房内力学结构影响较小，更有利于通风管道功能性的实现。
4.2吊架间距选择
核电厂通风管道吊架间距选择应当尊重力学基本原理并充分考虑厂房内工作空间和工作环境，精确计算管道直径以及吊架间距值，根据荷载能力确定吊架物理特征，确保结构稳定性。
垂直走向吊架应当控制好适当距离，一方面是预防吊架在自身重力影响下荷载能力降低后不足以维持通风管道稳定的情况发生，另一方面则是通过适当的间距值可以有效将何在压力均匀分散，减少过应力的产生。
对于工作强度较高的区域，尤其是容易发生振动的空间，通风管道吊架的实际间距应当比理论间距要小，以协调原有频率。
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论文作者:赵军军1,李文帅2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年20期
论文发表时间:2020/1/8
标签：通风管道论文; 核电厂论文; 管道论文; 支架论文; 工作论文; 吊架论文; 环境论文; 《建筑学研究前沿》2019年20期论文;