核燃料貯存烘干系統噪聲分析與降噪措施

摘 要：中核核電運行管理有限公司兩臺重水堆機組在100%滿功率運行情況下，平均每天卸出16根乏燃料棒束。在85%負荷因子條件下，兩臺機組每年產生乏燃料棒束約為10000根，每個機組乏燃料儲存水池最多能存放7年卸出的乏燃料棒束，為滿足重水堆機組的持續生產需要，開工建設了國內第一個乏燃料干式貯存。乏燃料干式貯存主要系統——烘干系統，只要烘干系統一啟動，整個廠房就會產生將近94分貝的噪聲污染，給現場工作人員身心健康及整個廠房環境帶來負面影響，本文將討論與分析烘干系統噪聲消聲降噪措施與相關設備特點。

關鍵詞：乏燃料；烘干系統；降噪；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.165

由于中核運行三廠重水堆核電廠，其燃料為天然鈾，優越性是不停堆換料，平均每天都有16根棒束倒出堆外，但由于乏燃料池存入能力有限，必須將水池存放超過6年的乏燃料棒束倒出堆外進行臨時貯存，否則就會停堆停機，鑒于這一情況，秦山核電開工建設了重水堆臨時干式貯存區，存放能力可以滿足電站整個壽期。

乏燃料干式貯存其原理就是通過相應的水下操作設備，將超過6年的乏燃料棒束轉移到一個容器存放，最終將帶有容器的燃料進行烘干，直至無露水方可滿足容器封口焊接，否則會引起放射性泄漏。其烘干系統由電加熱器、進風機、排風機、溫度控制系統等組成，其輔助設備通風管道，法蘭等。其主要工藝流程為將帶有乏燃料的容器轉移到一個屏蔽的烘干廂，然后啟進排風機及電加熱器，電加熱器熱量通過進風機將熱風通過進風管道，吹至乏燃料容器上方，屏蔽烘干廂內廢氣通過排風機及排風管道轉移至廠房內部廢氣系統。只要烘干系統一啟動，整個廠房噪聲近94分貝，工作人員長期在此工作身心健康、聽力受到嚴重的影響，同時由于從事乏燃料相關操作，相互之間需進行三向流，如溝通交流不到位，就會造成重大人因事件發生，鑒于以上必須采取有效措施，將廠房內噪聲降至可接受水平，確保工作人員身心健康及重大人因事件為“零”。

1 烘干系統概述

烘干系統由兩臺電加熱器、進風機、排風機、溫度控制器、進排風管道等組成。當燃料籃裝滿60根乏燃料棒束后通過水下操作設備及傳動裝置，將燃料籃轉移屏蔽工作站，在轉移前先啟動排風機，然后啟動進風機，將燃料籃轉移至烘干位置，提起籃蓋，啟動兩臺電加熱器，電加熱器產生的熱能通過進風機將熱風吹在燃料棒束上，排風機將導出帶有余熱的廢氣進入廠房廢氣排放系統[1]。當屏蔽工作站內溫度達到90度時，自動關閉一臺電加熱器，如溫度繼續上升95度，溫度控制器起保護作用，溫控器跳開保護，等溫度下降一定溫度后，電加熱器繼續啟動，大約45分鐘后，監測的儀控設備露點儀顯示完全干澡狀態，此時停止電加熱器及進風機，進風機停止，但后續進入燃料籃焊接流程，但在焊接過程中同樣排風機工作直至焊接工作結束，在整個過程中，風機的噪聲持續94分貝左右。

2 現場噪聲分布點測量

（1）廢氣處理排風機組安裝在廠房內，廠房的長×寬×24.38×

17.33×7.5m，廠房的中央是水池。

（2）廢氣處理排風機組安裝在廠房的端部，廢氣處理排風機組安裝在鋼平臺上，鋼平臺距地面約3.68m。

（3）廢氣處理排風機組鋼平臺的正下方是控制柜，一般有兩名操作人員及水池邊有三到四名操作人員。

（4）廢氣處理排風機組隔聲罩外1m，～90dB（A）。

（5）廢氣處理排風機組排風管道的第一個彎頭近場92dB（A）。

（6）廠房排風管道下方的走道上92～93dB（A）。

（7）廠房排風管道入風口斜下方1.5m，95dB（A）。

3 產生噪聲來源

對廠房產生影響的噪聲主要來源于以下幾部分：（1）廢氣處理排風機組的排風口噪聲（主要）；（2）廢氣處理排風機組出口側管道傳出的噪聲；（3）廢氣處理排風機組進口側管道傳出的噪聲；（4）加熱/吹風機組送風管道傳出的噪聲；（5）從屏蔽工作箱內傳出的廢氣處理排風機組進風口噪聲和加熱/吹風機組送風口噪聲。

4 采取措施

（1）廢氣處理排風機組的排風口加裝排風消聲器，具體實施如下：

排風消聲器安裝在排風管道的末端，需先將一端排風立管割掉，并在管道上焊接一個法蘭，然后再接變徑管和排風消聲器、導流彎頭。

排風消聲器采用片式阻性消聲器，由外殼和消聲片組成，外殼采用3mm的不銹鋼板。消聲片由巴數特吸聲材料和穿孔不銹鋼板組成，巴數特吸聲材料由德國巴斯夫公司生產，環保、阻燃。

（2）管道進行阻尼隔聲包扎。為降低管道噪聲的影響，對管道進行阻尼隔聲包扎。先用阻尼隔聲墊粘貼在管道外壁上，然后再在外側包覆100mm的聚酯纖維吸聲棉，最后再包覆0.4mm的不銹鋼皮。阻尼隔聲墊無毒、阻燃。

廠房的吸聲處理主要是在內墻面上安裝吸聲結構，吸聲結構靠近聲源和人員活動的區域布置，吸聲結構從地面以上1m開始至地面以上4m處，總高度3m，其中靠近風機的墻面吸聲結構的高度增加到5m，提高吸聲降噪的效果。

5 結束語

乏貯關鍵設備的維修保養，不僅僅有利保證安全生產，提高設備利用率和企業的自身效率，更重要的是有利于培養了一批從事核電尖端科技技能人才，有著設備管理創新經驗豐富的團隊，為乏燃料后處理及利用核電商用堆生產鈷同位素，為社會保護公眾，保護環境做出巨大的貢獻。

參考文獻：

[1]張文群.降噪分析[M].北京：國防工業出版社，2010.

作者簡介：蔣軍建（1964-），男，江蘇泰州人，專科，高級技師，現從事核電站燃料領域工作。