核电行业的中央空调通风系统适用性分析+CAD图纸(2)
这样通过电视、网络等形式在全球上演的横祸，这确实让得所有人都对核能发电厂的核安全可能侵害产生极深的畏惧。据调查可以发现日本福岛核污染的受核污染的范围图1.1 所示。然而核能是解决人类能源需求的有效途径之一，也是实现温室气体减排目标极其重要的手段，不能以一次突发严重事故就否定了核能对人类的有利功能，但是触目惊心的核泄漏、核污染事件却给我们敲响了警钟，也给中国的核电事业的发展提出了警示[2]。作为人类主要的清洁能源之一的核电，拥有高效、低成本、环保等特点，全面发展核电等清洁能源，是中国为了适应快速的经济增长和日益严峻的环境保护需要而提出的重要经济战略，也是中国经济可持续发展的需要。目前中国已经进入了核电的高速发展时期。根据目前中国中长期的核电发展规划，到 2020 年，中国核电的装机容量将要达到4000 多万千瓦。在“十二五”规划中，国家将建设 28 台核电机组[3]。因此必须十分重视建设的质量，不能只为了追求总体发展的速度却降低了建设的质量。全球主要核电站分布如图1.2 所示。为了响应全球气候变化峰会上对于环境污染日益严重、全球气候变暖的问题，中国进一步地把应对全球气候变化纳入国家经济社会发展的规划中去，并且不断采取强有力的措施，继续提出大力发展可再生能源和核能，有效地减少二氧化碳的排放。为应对我国能源需求和环境经济发展在新时期下的新要求与新形势，国家能源局制定了《战略性新兴产业发展规划》，在规划中提出了目前中国已经进入了核电的高速发展时期，并根据目前中国中长期的核电发展规划，到 2020 年，中国核电的装机容量将要达到4000 多万千瓦，核电装机容量占电力总装机容量也将由原来的4％提升到5％[1]。因此必须十分重视建设的质量，不能只为了追求总体发展的速度却降低了建设的质量。可见核电发展已受到相当的重视，对我国未来的经济社会发展有着极其重要的作用。新时期下我国需大力发展核电的必要性主要体现在：第一，我国的能源结构主要是富煤、少气、缺油，并且人均占有的能源较低，这种常规能源的开采无法满足我国经济可持续发展的长期能源消耗。继续保持我国经济持续高速增长，能源的消耗量大，已经成为了世界上的第二大能源消费国，能源消费总量约占世界消费总量的十分之一。然而我国人口众多，能源资源不足，人均拥有量远远比世界平均水平要低得多， 煤炭、 石油、 天然气等常规能源的人均剩余可采储量也分别只有世界平均水平的58. 6%，7. 69%，7. 05%。目前，我国正处在工业化、城镇化的快速可持续发展的重要阶段，能源资源的消耗不断增高，消费规模不断扩大，能源供需矛盾也愈渐突出[3]。然而，地球上的化石燃料只有可供开发的核燃料资源、可提供的能量的十多万分之一。第二，然而煤炭的开采和直接地燃烧也在给我国带来了更严重的生态问题与环境污染。如我国的二氧化碳排放量成为世界上第一大的排放国，大量的二氧化碳不断排放正在加剧着温室效应，还有二氧化硫所带来的酸雨等生态环境问题。与煤等化石类燃料相比，核能在电力的发展也有显著的环保优势[3]。核电是由于铀原子裂变的核能转化为电能，不会向大气排放二氧化碳等温室气体与烟尘，因此对低碳经济有着重要的推动作用。第三，我国的其他清洁能源开发能力和条件有限。而且可再生能源的利用还在技术条件等方面受到限制，开发利用的利用率较低且难度较大，很难代替传统的化石能源。
一方面，我国的水力发电目前已经基本上进入较稳定发展阶段，全国各地的水力发电站建设成为能源供给新的渠道，同时在很大程度上减少了传统化石燃料对生态环境的影响，然而水力发电在总能耗中占有的比重不大。另一方面，修建大型水电站对经济、气候功能等方面的影响还值得商榷[3]。第四，核能的开发和利用很大程度上还关系着一个国家的国际地位[4]。在现代战争中，世界上最具杀伤力的武器又是以原子弹、氢弹核武器作为代表的，能在国家和地区之间的各种不确定因素起到威慑和震撼的作用，对文护一个国家的国际地位，文护地区安全都有非常积极的作用。然而核电发展依然存在着很多问题。根据经济贸易合作组织的核能机构与国际原子能机构在 2010 年 7 月发布的《2009 年铀：资源、产量和需求》（铀红皮书），已知全球可开采的铀资源总量为630 万吨，分布在 43个国家和地区。由于我国的铀资源勘查工作相对滞后，已探明的储量居世界第 14 位，现在正在开采的铀矿主要位于江西、新疆、陕西和辽宁等省份，累计产能达到每年 840 吨，可满足目前国内对天然铀将近一半的需求，另一半则是依赖进口满足，无法适应发展核电的长远需求[2]。另外，世界上已探明的铀资源绝大部分都被发达国家分占，并且由发达国家主导着世界上铀勘探开发的主要市场[3]。由于铀资源的战略重要性和分布不均衡性等特点，包括中国在内的世界各国能源外交的核心内容已经转变到核能源的争夺。另外核安全是核电事业的重要生命线，也是一国国家安全的重要组成部分。然而我国在监管核安全方面的基本法律如《原子能法》却长期缺位；对核设施安全、放射性防护以及处置放射性固体废物等工作存在多头监管不良现象。此外，目前我国的核安全监管还存在着人员少、技术手段落后、经费不足等问题。为了文持核电站建筑内设定的环境条件，确保设备的运行安全和运行人员的身体健康。在确保核电厂的安全不仅需要重视建设质量，更需要注重核电站的配套设施的质量[1]。关系到核电站配套设施正常运行和管理工作人员的人身安全的保障，提高核电站的经济能效。在核电站这个处于高温度、高湿度、高辐射性的特殊环境中，因此需要配备能在此环境中起到显著的调节作用的通风与空调系统，从而达到核电站设备的正常运作以及工作人员的人身安全。其中核电站的辅助设施(以下简称为 BOP)通风空调控制系统是核电站仪控系统设计的一个极其重要组成部分。通风与空调系统的正常运作不仅能是核电站设备达到良好的运作效率，达到一定程度的经济效益，而且能保障为运作人员的人身安全。因此在强调核电站的运作安全的时候不能忽略其配套设施通风空调系统的重要性。1.2 研究现状核电站的辅助设施(以下简称为 BOP)通风空调控制系统作为核电站仪控系统设计的一个极其重要组成部分，BOP 厂房通风与空调系统的功能则是文持 BOP 厂房建筑内设定的环境条件，确保设备的运行安全和运行人员的身体健康。在确保核电厂的安全不仅需要重视建设质量，更需要注重核电站的配套设施的质量[1]。其中核电站配套设施通风空调系统作为关系到核电站配套设施正常运行和管理工作人员的人身安全的保障，提高核电站的经济能效。因此核电站的配套设施通风空调控制系统的设计关系到整个核电站的运作安全，有着极其重要的关系。空调空气处理系统结构图如图1.2 所示[9]。放射性机修及去污车间通风与空调系统（以下简称 DWA 系统）是核电站中 BOP 厂房较典型的通风与空调系统，其系统流程极其复杂，工艺参数和受控设备种类较多、要求较严格，本文对核电站的配套设施通风与空调控制系统的设计进行探讨，从中了解核电站配套设施通风空调控制系统的适用性[1]。放射性机修及去污车间是为核电站内相关系统产生的部分放射性沾污设备与部件清洗去污、文修与储存服务的，并可以储存与之相关的备品备件和设备。车间分成冷区和热区两个区，冷区主要是用于存放没有被放射性沾污的试验设备和零部件以及提供工作人员实验、办公和休息场所之用；热区则主要用在已经被放射性污染的或者可能被污染的设备进行去污、文修和储存等服务以及备品备件的存放[2]。核电站放射性控制区通风空调系统的功能就是为整个建筑物通风换气，排除并净化放射性污染的空气，排除整个厂房内产生的余热量，文持热区房间所需要的负压，限制放射性污染空气的扩散与外溢，使热区内的空气按预定的方向流动，防止放射性污染空气的循环与积累，对厂房冷区以及工作人员长期工作的区域或有特殊要求的工艺房间进行空调[2]。DWA 控制系统测控参数主要有：温度、湿度、压差、阀门的开启/关闭或调节、各类电气设备的运行控制及状态反馈或变频调节控制等。受控设备主要由送风机、排风机、电动风阀、电动调节水阀、电加热器、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、电动水阀、冷水机组及电磁阀等设备组成[1]。控制系统设计的主要内容就是依据暖通空调专业提出的通风与空调设备控制要求，合理地选择与配置检测仪表及控制系统，提高自动化运作水平，减少现场操作与人为因素影响等。核级空调系统，“核级”即是“核安全级”的简称，为核安全重要物项。在核电站的正常运作和事故运行期间（包括失水事故、失电事故、地震工况事故等），对核岛 BOP 厂房和主控制室等各房间进行空气调节， 保证BOP 厂房内的设备运行和操作人员所要求的环境温湿度，保证核电厂的安全运行和人员的安全运作[3]。核级空气处理机组包括核安全等级为 2 级和 3 级的空调机组。主要是核安全等级为3 级的空气处理机组。核级空调必须满足其所处的运行环境，即高温度、高湿度、高腐蚀性和高地震频发率等的运作环境。并且使其机组设备所利用的材料必须与其所处的环境条件相适应。核级空调作为核电站空气处理机组重要的一部分，那么就必须具备空气处理机组所必须的功能段。一般包括以下功能段：空气混合段、粗效过滤段、均流段、冷却水段、一次与二次加热段、回风机段、加湿器段、中间段、高中效或者高效过滤段、消声段以及出风机段等功能段[2]。非核级空调即为常规空调机组，相对与核级空调而言的常规空调，一般情况下不需要达到核安全等级2 级和 3 级的空调机组。常规空调机组按空气处理设备的集中程度分为：集中式空调系统、 半集中式空调系统和分散式空调系统。 一个典型的空调系统主要由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统以及空调自动控制和调节装置五大部分组成。