百萬千瓦級核電站主控室人員舒適性研究

楊繼偉　張聰然　梁雪飛　楊帥　張德山

【摘 要】本文對主控室人員舒適性研究提出了兩種改進方案，并進行了仿真計算，分別就主控室典型工況下的氣流組織和舒適性做了對比分析，提出了理論上均可不同程度改善主控室室內熱舒適性，提高主控室內人體舒適感的方案。

【關鍵詞】核電站；主控室；舒適性

1 概況

1.1 主控室介紹

核電站主控室，簡稱MCR，作為核電廠的控制中樞，是核島內操作人員的主要工作活動區域。某核電站主控室溫度設計范圍為18-25℃，其中1/2/4號機主控室溫度長期處于下限，主控室溫度目前滿足工藝性要求，但是人員舒適性較差。為了提供主控室操作人員較為舒適的工作環境，需要對主控室內的氣流組織與舒適度進行分析，并采取有效措施提高主控室舒適度。

1.2 研究方法介紹

本項目主要采用CATIA進行主控室結構與設備人員的幾何建模；采用ICEM進行模型的模塊化邊界分類與網格劃分；基于Fluent軟件進行主控室內氣流組織分析與溫濕度場計算；以及用Matlab等軟件進行空氣均勻性指標和熱環境PMV-PPD的編程計算等。

2 主控室人員工作環境舒適性分析與評價

2.1 典型工況下人員工作環境舒適性分析評價

1號機主控室典型工況的送風條件如表1所示。

2.2 流場仿真計算結果分析

因主控室內人員和設備的散熱作用，房間內空氣在人體和散熱設備附近受熱而向上運動，人體和設備附近空氣由于人員和設備散熱產生的浮力與送風口射流的相互影響，氣體流動較為紊亂，在房間兩側產生圓形漩渦；而房間中部的流場較為穩定，受射流影響較小。

因送風口送風射流的影響，主控室兩邊產生較大的漩渦，對主控室氣流分布的影響較大，對房間氣流組織的均勻性和人員舒適性產生較大影響。

2.3 舒適性評價

主控室內空氣分布性能指標ADPI計算方法編程計算分析，得到主控室不同高度X軸線的空氣分布性能指標ADPI值如表2所示。

通常情況下，ADPI值大于等于80%可判斷環境滿足人體舒適性要求，由表2可以看出L710在典型工況下的人體舒適度較差。

3 主控室人員工作環境舒適性改進方案

3.1 改進方案的提出

通過對1號機主控室典型工況下氣流組織分布與舒適性評價分析，驗證了房間的熱舒適性較差。接下來將考慮如何有效提高1號機主控室的熱舒適性。

目前核電站主控室已建設完成，故不考慮改動原有空氣調節系統的安裝布置方式，從送/回風參數、送/回風形式與室內氣流組織調節輔助設施角度對主控室的氣流組織進行多工況分析，研究分析提高室內舒適性的方法。

綜上所述得出一些擬改進的方案：

1）改變各個送風口送風參數，盡管位置是不可變的，但風口內部裝有閥門，可以關閉部分送風口的內部閥門，使總送風量降低。

2）增設輔熱設備，提高主控室內熱載荷，以提高室內溫度，最大限度提高人員舒適性。

3.2 改進方案的分析

方案一對1號機主控室選擇關閉部分送風口的閥門，調節后的送風條件如表3所示。

方案二在室內增設輔助加熱設備，加熱設備散熱為3.6kw，即增加3.6kw的室內熱負荷。

兩種改進方案主控室的室內熱舒適性都有不同程度的提高。在未采取措施的典型工況下，主控室處于涼、不舒適的的范圍，相比較方案一房間人體舒適度較好。

方案二由于室內溫度均勻性不好，原因是增設輔助加熱設備方案只能改善局部區域的熱舒適性，房間總體的人員熱舒適性還是較差的。

4 結語

上文對兩種改進方案進行了仿真計算，并分別與主控室典型工況下的氣流組織和舒適性做了對比分析，對兩種方案的評價如下：

1）方案一為降低總送風量。結果指出此方案可有效提高室內溫度，而且溫度分布均勻；熱環境PMV值趨近于0，人的體感溫度也趨于常值，感覺舒適；預期不滿意百分率PPD也有所降低，說明在該方案的熱環境下，舒適度較好，人員滿意度較高。理論上此方案滿足改善主控室舒適性的需求；

2）方案二為增設輔助加熱設備。結果指出此方案可提高室內溫度，但溫度均勻性差，局部區域溫度較高或較低；房間不同區域PMV值變化較大，局部區域的舒適性有所提高，但房間總體的熱舒適性還是較差的，這樣也使得預期不滿意百分率PPD較高，人員滿意度較低。理論上此方案滿足提高部分區域熱舒適性的需求；

綜上所述兩種方案理論上均可不同程度改善主控室舒適性，提高主控室內人體舒適感。

【參考文獻】

[1]紀秀玲，李國忠，戴自祝.室內熱環境舒適性的影響因素及預測評價研究進展.衛生研究，2003，03.

[2]鄭廣慧，趙新艷.核電廠主控室可居留系統的優化.中國核電，2013，04.

[責任編輯：張濤]endprint