核电厂放射性固体废物暂存库的通风设计探讨

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1、核电厂放射性固体废物暂存库的通风设计探讨摘要：核电厂放射性固体废物暂存库（即QT厂房）是核电厂辅助设施（BOP）的重要技术性厂房之一。本文以福清一期放射性固体废物暂存库为例，基于参考电站的中放废物贮存室规模较小，其在防护墙内设风管镶入件的通风方案不适用于本厂房，故提出在中放贮存室底部预设混凝土风道的优化方案；同时，针对厂房工艺特点及其对红区、黄区的通风要求，经过方案比选，最终确定采用电加热器加热送风以满足黄区送风相对湿度＜70%的工艺要求。关键词：固体废物暂存库，放射性，风管镶入件，旁路过滤中图分类号：TL4文献标识码：A1放射

2、性固体废物暂存库简述放射性固体废物暂存库，简称QT厂房，是核电厂中重要的带放射性的技术性厂房之一，其主要功能是暂存核电厂中机组在运行中产生并经处理整备后的低、中放射性固体废物、轻微污染设备，并可作为APG废树脂、轻微污染的大尺寸废物、通风过滤器芯和经衰变后可清洁解控的杂项干废物（工作服、手套等）的中间贮存场所，其中贮存的低、中水平放射性废物最终转运到低、中水平放射性固体废物处置场处置。放射性固体废物暂存库划分为控制区与监督区；控制区按放射性由高到低分为：红区、黄区和绿区。附图1放射性固体废物暂存库建筑附图2放射性固体废物暂存库辐

3、射防护分区简2红区通风放射性固体废物暂存库中，中放废物贮存室为红区，该区由放射性屏蔽混凝土墙分割成一个个独立的贮存单元，并在每个贮存单元上方覆盖放射性屏蔽混凝土防护盖板，以形成密闭的独立空间。为实现中放贮存室各贮存单元的均匀排风且不削弱防护墙的防护性能，岭澳二期放射性固体废物暂存库的设计中，考虑在中放贮存室分隔墙底部预留风洞将室内各个独立空间连成一体，并采用“Z”字形风管镶入件埋入中放贮存室的防护外墙（厚度900mm）。红区排风经风管镶入件汇总后，接至两级HEPA级高效过滤箱，过滤达标后，排至室外。运行中发现，该通风方案能够满足

4、工艺设备及操作人员对厂房室内环境的要求，但是该方案在施工时应特别注意以下几点：1）需要在防辐射外墙现浇混凝土时，将预制好的风管与墙体钢筋一起捆扎，安装单位和土建施工单位要一同协作，施工难度较大；2）因风管是镶入件，对其材质和焊接要求都非常高；3）由于防护墙埋入风管形成薄弱区域，需要整体加厚墙体或局部处理以满足辐射防护要求。根据现场施工的反馈来看，该方案虽然能够较好的解决中放废物贮存室通风换气的问题，但同时因其为预埋通风管道，提高了风管焊接和材质要求、增加了现场施工和辐射防护的难度，大幅度提高了工程造价。同岭澳二期放射性固体废物暂

5、存库相比，福清一期放射性固体废物暂存库的中放废物贮存室容量较大，增长了将近两倍。若此中放废物贮存室仍沿用上述风管镶入件的方案来解决其通风换气问题，势必会增加现场施工难度与工作量，同时也会降低系统运行的可靠性。基于上述分析，最终确定如下通风设计方案：在贮存室底部预设一条混凝土风道为整个中放废物贮存室完成通风换气，同时为不破坏贮存室防护墙防护功能的完整性，预设的混凝土风道在穿防护墙处做了“Z”字形处理，如附图3~5所示。预埋风管镶入件的方案与在贮存室底部预设混凝土风道的方案相比，前者不以牺牲贮存单元为代价，更适用于较小容量、较小规模

6、的中放废物贮存室，但是现场施工难度与工作量增加，为系统引入不确定因素；后者虽然占用了约5%的废物贮存单元，但是最大程度上降低了现场施工难度与工作量，弥补了前者增加现场施工难度与工作量的不足，更适合较大容量、较大规模的中放废物贮存室。附图3福清一期中放废物贮存室平附图4I-I剖3黄区通风放射性固体废物暂存库中，贮存区、通道及排风机房为黄区。3.1送风方案根据辐射防护要求，为避免放射性粉尘累积而对人员造成危害，黄区应为直流式送风系统，同时，直流式空调系统的排风量应满足工艺对厂房的最低换气次数要求(2次/h)。经计算可知排风量为806

7、50m3/h,为保证同临近房间的负压，送风量按排风量的80%计算，即直流式空调系统的送风量为64520m3/ho除此以外，工艺还对黄区送风提出了相对湿度<70%的要求，可采用如下两个方案控制送风相对湿度。方案A:可设冷水机组，采用空调机组对送风进行降温除湿，以保证送风相对湿度满足工艺要求。方案B:可采用通风方案使用加热装置来将送风相对湿度控制在70%以内。该方案的系统送排风量同方案A。表1为A、B两个方案年耗电量列表。表1:主要用电设备设备容量用电量kW年耗电量(xl04kW.h)年节约耗电量(xl04kW.h)方案A风冷热泵冷

8、水机组单台520kW单台160kW（共2台）138.0627冷冻水泵单台93t/h，28mH20单台7.5kW（共2台）组合式空调箱风量64250m3/h，静压1400Pa单台75kW（共1台）方案B组合式空调箱风量64250m3/h，静压1400Pa单台180