摘要：本文从国内某三代核电站电气厂房四通道设计入手，提出了电气厂房非控制区通风系统划分的原则，对系统功能进行阐述，从核安全角度详细描述系统的设计，结合核电站各种运行工况，详细说明系统的运行方式。通过对该系统的研究，以为其它核电站通风系统设计提供参考。
关键词：核电站 电气厂房 非控制区通风系统
1 概述
在消化吸收了国际三代电站先进理念的基础上，国内某三代核电站电气厂房采用四通道设计，设置四个电气厂房分别为A、B、C和D。每个电气厂房非控制区内均设有1E级/非1E级电气、仪控设备间，电缆层，蓄电池间，辅助给水设备间，设备冷却水设备间等。电气房间内的电气、仪控设备为电站各用电设备提供供电、控制，部分设备执行安全相关功能。辅助给水设备间、设备冷却水设备间内的设备为安全级，为反应堆运行提供保障。
合理的通风系统设计是在电站正常运行工况和事故工况下，保证电气厂房非控制区内设备正常运行，维持人员进入所需环境条件的关键。为了实现该功能，在电气厂房非控制区设计了电气厂房非控制区通风系统（DVL）。本文从系统功能、系统设计、系统运行等方面进行论述。
2 系统设计
2.1系统功能
电气厂房非控制区通风系统（DVL）的主要功能是，维持电气厂房非控制区内人员进入，保持安全重要系统和部件所需的环境条件［1］，为人员提供一定量的新风。
2.2 安全功能
DVL系统本身不参与执行三大安全功能，但其服务的部分房间内的设备为安全级，执行安全相关功能。
2.3 系统描述
电气厂房A、B、C、D相互独立，因此，将DVL系统划分为四个通风子系统，分别为DVL1，DVL2，DVL3和DVL4。每个子系统包括一个正常运行系列，在电厂正常运行期间为所在电气厂房所有非控制区房间（主控室除外）通风。在电气厂房A和D的通风子系统DVL1和DVL4中，除了正常运行系列外，还各设置一个维修系列，防止因机械故障导致系统停运。DVL1的维修系列可以为电气厂房A通风，也可以在DVL2正常系列停运时，为电气厂房B通风。DVL4的维修列可以分别为电气厂房C或D提供通风。该设计方案在满足机械备用的前提下，不会因设备设置过多而造成布置空间紧张等问题。
DVL系统为一次回风系统，室外新风和系统的一部分回风在小室混合后，经过滤、冷却或加热处理后，送入各个房间。蓄电池间、卫生间、DEL设备间、设备冷却水设备间、辅助给水设备间等房间内的回风，直接排至室外。
系统原理图见图1。
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图1 DVL系统原理图
2.4 设备分级
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2.5 单一故障准则
DVL系统执行F1B级安全功能的部件，应考虑执行单一故障准则。
DVL系统执行单一故障准则的理念是基于设立4个独立的安全系列，每一个F1B级的系统设置独立的新风口和排风口。
在DVL1和DVL4中设置F1B级维修系列。DVL1的维修列能在DVL1或DVL2的正常列停运时提供备用，DVL4的维修列能在DVL3或DVL4的正常列停运时提供备用。
系统部件的单一故障最多会导致一个电气厂房丧失通风，其它三个电气厂房的系统均可用。
2.6 多样化
为DVL1和DVL4提供冷冻水的冷水机组采用风冷式冷凝器，为DVL2和DVL3提供冷冻水的冷水机组采用水冷式冷凝器。这样可以保证四个电气厂房不会同时发生丧失最终热阱的工况。
DVL正常运行系列的风机和电机形式多样化，能够避免因同一故障导致所有的DVL系列失效。
2.7 内部灾害的防护
为了保证DVL系统能实现其预定功能，设计时考虑以下内部灾害。
2.7.1 火灾
通过实体隔离和安全防火屏障实现对DVL所有系列的保护。维修系列的送回风管道上设置防火阀，正常状态下阀门常关，只有在维修列运行需要使用这部分管道的情况下打开防火阀。
2.7.2 其它内部灾害
DVL系统设计考虑管道破裂、内部水淹、内部爆炸、飞射物、负荷脱落等内部灾害，通过各系列之间的隔离和冗余部件的设置，可以避免内部灾害可能对系统造成的影响。
2.8 外部灾害的防护
DVL设计时考虑以下外部灾害。
2.8.1 地震
DVL系统的设计能够承受地震。所有F1B级设备的抗震等级为抗震I类，在地震后设备可用。
2.8.2 飞机撞击
为降低飞机撞击所带来的影响，设计中尽可能缩小DVL系统的进风口，在进风口处设置屏蔽罩，防止飞机残骸或燃油通过进风口进入厂房；新风口附近的屋面采用斜屋面，防止燃料存留。通过采用以上措施，DVL系统在飞机撞击后仍然可以运行。
2.8.3 冲击波/龙卷风
DVL系统新风口和排风口设置EPW阀门。在发生外部爆炸或龙卷风时，EPW阀门关闭以保护系统内部不受损害。
4 系统运行
4.1 系统正常运行工况
4.1.1 电站正常运行
电站正常运行和正常停堆时，DVL系统正常系列连续运行，DVL1和DVL4的维修系列处于备用状态。
4.1.2 电站降功率运行
4.1.2.1 失去厂外电源（LOOP）—短期（DBC2）和长期（DBC3）
在该工况下，DVL正常系列的设备，如主电加热器、送风机、排风机、冷冻水控制阀和相关的新回风控制阀均由应急柴油机供电。DVL1和DVL4维修列的设备，如主电加热器、送风机和相关的新回风控制阀均由应急柴油机供电。正常列和维修列之间的电动隔离阀由应急柴油机供电。
维修列特定排风机由应急柴油机供电。设备冷却水房间、辅助给水设备间等房间内的循环冷却机组由应急柴油机供电。
所有的DVL设备在任意LOOP工况下，均能保证可运行。
4.1.2.2 失去厂内电源（SBO工况）—（DEC-A）
DVL1和DVL4的主电加热器、送风机、排风机、冷冻水控制阀和相关的新回风控制阀均由SBO柴油机供电。在该工况下，DVL1和DVL4的设备可以运行。DVL2和DVL3系列停运。
4.1.2.3 丧失最终热阱（LUSH）—（DEC-A）
DVL系统由DEL系统提供冷冻水。为DVL1和DVL4服务的DEL冷水机组采用风冷式冷却器，且冷水机组加载应急柴油机。因此，在LUSH工况下，DEL系统可以为DVL1和DVL4系统提供冷冻水。为DVL2和DVL3服务的DEL冷水机组采用水冷式冷却器，在LUSH工况下，机组无设备冷却水冷却，因此，为DVL2和DVL3服务的DEL冷水机组不可用。
4.1.2.4 飞机撞击事件后DVL系统的运行
如果发生飞机撞击事件，由于DVL1和DVL4在空间上隔离，DVL2和DVL3有大壳保护，因此，DVL系统只有1个系列可能失效。
若电站发生飞机撞击事件 ，燃料燃烧会产生大量烟气。DVL新风口设置烟感探头，由操作人员判断受影响的通风系列是否停运。
4.2 系统故障运行
4.2.1 部分或全部系统故障
4.2.1.1 部分系统故障
单个DVL系统部件或空气处理系列失效会导致部分系统故障。通常情况下，冗余的安全系列能够保证因功能、电源或任意DVL部件丧失所造成的影响控制在一个DVL系列内，实体隔离和采用独立 电源能避免共模失效。DVL系统任何系列的丧失均不会导致四个独立电气厂房内的安全系统全部丧失。当一个正常安全系列不能运行时，DVL1和DVL4中的加载应急电源的安全级维修列可以提供通风。
4.2.1.2 全部系统故障
失去DVL系统四个系列将导致所服务区域内的电气、仪控设备和机械设备过热，可能导致设备自动停运，影响电站的安全运行。
5 小结
国内某三代核电站电气厂房非控制区通风系统（DVL）改变以往二代加核电站根据房间功能划分系统的做法，主要特点如下：
1.根据厂房布置设置4个正常运行系列，失去任意一个系列通风系统均不会影响另外三个系列正常运行。
2.在DVL1和DVL4系列中设置两个厂房共用的备用维修系列，在满足系统功能的同时，不会占用过多的厂房空间。
3.合理划分系统部件的设备分级。将正常系列和维修系列中对执行安全功能至关重要的部件划分为F1B级，其余设备部件按功能划分为F2级或NC级。在保证系统功能的前提下，降低设备采购、制造、维护的成本。
4.通过设置应急电源，考虑设备多样性，合理考虑内外部灾害等措施，提高系统安全性和可靠性［2］。
参考文献
［1］ HAF102-2016，核动力厂设计安全规定。
［2］ HAD102/17，核动力厂安全评价与验证。