一种核电厂主控室用风幕装置的制作方法

1.本发明涉及核电厂通风空调技术领域，具体涉及一种核电厂主控室用风幕装置。


背景技术：

2.核电厂主控室可居留区外部放射性污染物主要通过围护结构、孔洞封堵、通风系统和人员出入口等渠道进入，其中人员经出入口带入的污染物占比最大。该部分空气未经净化直接进入主控室可居留区，对主控室操纵员所受事故工况辐照剂量影响非常大。通常需要设置风量较大的能动循环净化系统。
3.ap1000堆型利用设置双层门廊形成气闸的方式一定程度减少了人员进出带入的非过滤污染风量，但未对这部分空气进行就地净化，其对主控室操纵员的辐照剂量率贡献仍然显著，需通过更严格的回风过滤、正压控制和孔洞封堵等措施消除其不利影响，辐射防护总投资仍然较高。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的人员出入核电厂主控室可居留区会将未经净化的空气带入，导致核电厂主控室可居留区辐射防护成本较高的缺陷，从而提供一种核电厂主控室用风幕装置。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种核电厂主控室用风幕装置，包括：
6.喷射器，其入口端适于与核电厂主控室人员出入口处连通，用于从核电厂主控室人员进出区域抽气，喷射器的入口端还通入有压缩空气；
7.风幕本体，适于安装在核电厂主控室出入口处以使核电厂主控室出入口处形成风幕，风幕本体与喷射器的出口连通；
8.过滤器组，设于喷射器与风幕本体之间或安装在喷射器与核电厂主控室人员出入口处连通的出口端，过滤器组用于对空气中的气载放射性物质进行过滤。
9.可选地，过滤器组包括第一hepa过滤器、碘吸附器和第二hepa过滤器，碘吸附器设置在第一hepa过滤器与第二hepa过滤器之间。
10.可选地，第一hepa过滤器的上游还安装有预过滤器，预过滤器的过滤效率小于第一hepa过滤器的过滤效率。
11.可选地，还包括压缩空气储件，与喷射器的入口端连通，用于向喷射器中通入压缩空气。
12.可选地，压缩空气储件与喷射器之间还安装有加热组件。
13.可选地，加热组件为涡流管。
14.可选地，风幕本体包括均流管和射流喷口，均流管的一端与过滤器组连通的空气入口，射流喷口设于均流管沿长度方向延伸的一侧。
15.可选地，均流管的内腔沿长度方向呈锥形延伸，均流管内腔靠近空气入口的一侧的截面面积大于其远离空气入口一侧的截面面积。
16.可选地，均流管外套设有消声组件，消声组件将均流管完全包裹。
17.可选地，均流管的一侧设置有抗震支架，用于与墙体配合连接。
18.本发明技术方案，具有如下优点：
19.1.本发明提供的核电厂主控室用风幕装置，包括：喷射器，其入口端适于与核电厂主控室人员出入口处连通，用于从核电厂主控室人员进出区域抽气，通过喷射器形成的负压区进行诱导人员出入口处的风量；喷射器的入口端还通入有压缩空气；过滤器组，设于喷射器与风幕本体之间或安装在喷射器与核电厂主控室人员出入口处连通的出口端，过滤器组用于对空气中的气载放射性物质进行过滤；风幕本体，适于安装在核电厂主控室出入口处以使核电厂主控室出入口处形成风幕，风幕本体与过滤器组的出口连通。
20.核电厂主控室用风幕装置在工作时，风幕本体安装在核电厂主控室的出入口处。通过外部向喷射器的入口端通入压缩空气，喷射器中的压缩空气气流使喷射器中的压强小于核电厂主控室内的压强，进而将核电厂主控室内的空气抽入到喷射器中，与压缩空气混合。通过喷射器形成的负压区进行诱导人员出入口处的风量；混合后的空气进去到过滤器组中，对空气中的气载放射性物质进行过滤后，通过风幕本体从核电厂主控室的出入口处吹风，使得核电厂主控室出入口处形成风幕，对核电厂主控室内补入过滤后的清洁空气，同时还能阻止外部空气进入到主控室内。同时通过喷射器不断对核电厂主控室的空气抽出，并通过风幕本体将被清洁的空气补入到核电厂主控室内。风幕本体在出入口处形成的气流阻隔能够减少人员进出带入到核电厂主控室内的空气量，并能维持出入口区域局部正压。从源头减少进入核电厂主控室可居留区的放射性物质，能够降低对可居留区整体回风过滤、正压控制和孔洞封堵等设备对防辐射的设计要求，降低核电厂主控室的辐射防护成本，提高核电厂主控室在室外发生污染事故工况下的可居留功能。
21.2.本发明提供的核电厂主控室用风幕装置，还包括压缩空气储件，与喷射器的入口端连通，用于向喷射器中通入压缩空气。通过设置压缩空气储件对压缩空气进预先储存，压缩空气从压缩空气储件通入到喷射器中，驱动喷射器和风幕本体工作，在工作时无需使用压缩机等大功率设备，通过压缩空气储件进行非能动驱动空气在装置内循环，能够减少装置工作时产生的噪音和，降低装置的工作功率，降低能耗。
22.3.本发明提供的核电厂主控室用风幕装置，压缩空气储件与喷射器之间还安装有加热组件。通过加热组件对压缩空气加热后再输送到喷射器中，在喷射器内高温的压缩空气对从核电厂中抽出的空气进行加热后在通入到过滤器组中，热风不仅能提高过滤器组的效率，还能通过空气膨胀实现更大的体积流量，在房间内形成更大的正压，从而减少核电厂主控室外被污染空气进入到室内的量。
23.4.本发明提供的核电厂主控室用风幕装置，均流管的内腔沿长度方向呈锥形延伸，均流管内腔靠近空气入口的一侧的截面面积大于其远离空气入口一侧的截面面积，以保持从射流喷口喷出的空气流速在均流管长度方向上保持均匀，保证射流喷口的空气沿同一方向吹出，形成定向风幕。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明的实施方式中提供的核电厂主控室用风幕装置的结构示意图。
26.图2为本发明的实施方式中提供的风幕本体的内部结构示意图。
27.图3为本发明的实施方式中提供的风幕本体的侧示图。
28.图4为本发明的另一实施方式中提供的核电厂主控室用风幕装置的结构示意图。
29.图5为本发明的另一实施方式中提供的核电厂主控室用风幕装置的结构示意图。
30.附图标记说明：1、压缩空气储罐；2、涡流管；3、压缩空气总管；4、压缩空气支管；5、喷射器；6、预过滤器；7、第一hepa过滤器；8、碘吸附器；9、第二hepa过滤器；10、回风口；11、出入口；12、空气入口；13、均流管；14、射流喷口；15、消声组件；16、抗震支架。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
35.如图1至图3所示为本实施例提供的一种核电厂主控室用风幕装置，包括作为压缩空气储件的压缩空气储罐1、空气净化器和风幕本体。在空气净化器内部依次安装有喷射器5和过滤器组。喷射器5设置在空气净化器设备箱体内部，箱体起到一定的隔声和消声作用，有利于房间噪声的控制。
36.喷射器5入口端适于与核电厂主控室内人员出入口处连通，用于从核电厂主控室人员进出区域抽气，喷射器5的入口端还通入有压缩空气；过滤器组安装在所述喷射器5与所述核电厂主控室人员出入口处连通的出口端，过滤器组用于对空气中的气载放射性物质进行过滤；风幕本体适于安装在核电厂主控室出入口11处以使核电厂主控室出入口11处形成风幕，风幕本体与过滤器组的出口连通。
37.本实施例中，过滤器组包括预过滤器6、第一hepa过滤器7(高效空气过滤器)、碘吸附器8和第二hepa过滤器9，碘吸附器8设置在第一hepa过滤器7与第二hepa过滤器9之间。预过滤器6安装在第一hepa过滤器7的上游，预过滤器6的过滤效率小于第一hepa过滤器7的过
滤效率。本实施例中预过滤器6、第一hepa过滤器7和第二hepa过滤器9均选用玻璃纤维纸过滤器，预过滤器6选择用过滤效率为85％(wt)左右的玻璃纤维纸过滤器，第一hepa过滤器7和第二hepa过滤器9选用过滤效率不小于95％(wt)的玻璃纤维纸过滤器。
38.压缩空气储件与喷射器5的入口端连通，用于向喷射器5中通入压缩空气。压缩空气储件与喷射器5之间还安装有加热组件。本实施例中的加热组件选用涡流管2。
39.风幕本体包括均流管13和射流喷口14，均流管13的一端与过滤器组连通的空气入口12，射流喷口14设于均流管13沿长度方向延伸的一侧。射流喷口14采用条缝型喷口，以形成稳定的幕布形射流场，调整压缩空气的驱动压力使得射流喷口14处空气射程需大于门高，以阻止外部空气进入。同时使主控室内压力高于室外压力，减少出入口11空气渗入量。均流管13的内腔沿长度方向呈锥形延伸，均流管13内腔靠近空气入口12的一侧的截面面积大于其远离空气入口12一侧的截面面积，采用沿气流方向截面减缩的结构，保证热风幕流道各断面风速均匀。均流管13外套设有作为消声组件15的带有微穿孔板填充的消声盒，微穿孔板内的孔洞形成消声空腔，以降低热风幕出口噪声，消声组件15将均流管13完全包裹。均流管13的一侧设置有抗震支架16，用于与墙体配合连接。在风幕本体使用时，风幕本体通过抗震支架16安装在墙体上，抗震支架16采用角钢加角撑板的结构，通过膨胀螺栓或预埋板焊接的方式锚固，以保证风幕本体的抗震功能性。
40.压缩空气储罐1中的压缩空气经压缩空气总管3进入涡流管2，压缩空气在涡流管2中进行加热并冷热分离，热压缩空气经压缩空气支管4进入空气净化器，冷压缩空气可直接送入主控室进行冷却。
41.空气净化器由喷射器5、过滤器和碘吸附器8组成，喷射器5在压缩空气高流速作用下引射来自主控室人员进出区域室内回风口10的空气，主控室人员进出区域的空气经预过滤器6、前置第一hepa过滤器、碘吸附器8和后置第二hepa过滤器净化，去除房间回风中的气溶胶、放射性碘和其它污染物，碘吸附器8材质可采取活性炭或者同等效果的碳纤维材质。净化后的空气与压缩空气混合后，送入安装在人员出入口11上方的风幕本体，风幕本体送风可维持房间的正压，并在人员出入口11处形成气流屏障，减少人员进出带入的污染物。净化后的空气从入口进入风幕本体内的均流管13，均流管13管截面随流量缩减，以保证风速均匀。空气从风幕本体下部的条缝射流喷口14送至室内，喷口流道采用渐缩结构，以提高出口风速保持足够的射流距离。均流管13四周设置消声组件15，消声组件15内腔壁为微穿孔板，腔内填充消声材料，利用阻性和抗性原理消除全频段噪声，保证主控室声环境。
42.一种核电厂主控室用非能动热风幕装置，以压缩空气作为气源、热源和通风动力，经过涡流管2产生热气流，热气流通过喷射器5、过滤器组和热风幕为人员出入口11区域提供气流隔离、空气净化和正压控制。热风幕装置由一套相互连接的管路和部件组成。在核电站主控室内可居留区设置压缩空气储罐1，室外污染事故工况下启用压缩空气通风管路，压缩空气首先通过涡流管2进行加热并冷热分离，热压缩空气在喷射器5作用下与主控室内被抽出的回风进行混合，再经过滤器组和风幕本体送至人员出入口11，本实施例中风幕本体设置在门的正上方。以此方式维持出入口11区域正压，并对进入空气进行隔离和净化。在其他实施例中，风幕本体还可设置在门的正下方或门的侧面。
43.利用压缩空气提供气源、热量和动力，即使在全厂断电工况下，风幕装置也能减少人员进出带入的放射性污染空气，并提供区域循环净化功能，降低主控室操纵员辐照剂量，
提高主控室可居留性。涡流管2加热后的热压缩空气从风幕本体喷出，可降低出入口11区域相对湿度，提高空气净化器中碘吸附器8的净化效率。通过压缩空气驱动的风幕装置实现可居留区出入口11处的正压控制、气流阻隔和回风净化功能，减少非过滤风量对主控室操纵员的辐照剂量影响，提高主控室空调系统的可靠性和可居留性，最终提高核电站的固有安全性。
44.作为替代的实施方式，如图4所示，风幕本体和空气净化器集成在一个设备内，以减少装置安装占用的空间。一体化设备上部为净化模块，回风经入口进入箱体，依次经过预过滤器6、第一hepa过滤器7、碘吸附器8和第二hepa过滤器9，完成空气净化。一体化设备下部为热风幕模块，压缩空气经入口进入喷射器5，引射上部净化模块的出口空气后，混合空气进入风幕本体，最终通过条缝射流喷口14喷出形成风幕。
45.作为替代的实施方式，如图5所示，过滤器组与喷射器5的出口端连通，喷射器5在压缩空气高流速作用下引射来自主控室人员进出区域室内回风口10的空气，混合后的空气经预过滤器6、前置第一hepa过滤器、碘吸附器8和后置第二hepa过滤器净化，去除房间回风中的气溶胶、放射性碘和其它污染物，碘吸附器8材质可采取活性炭或者同等效果的碳纤维材质。净化后的空气送入安装在人员出入口11上方的风幕本体，风幕本体送风可维持房间的正压，并在人员出入口11处形成气流屏障，减少人员进出带入的污染物。
46.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，包括：喷射器(5)，其入口端适于与核电厂主控室人员出入口处连通，用于从所述核电厂主控室人员进出区域抽气，所述喷射器(5)的入口端还通入有压缩空气；风幕本体，适于安装在所述核电厂主控室出入口(11)处以使核电厂主控室出入口(11)处形成风幕，所述风幕本体与所述喷射器的出口连通；过滤器组，设于所述喷射器(5)与所述风幕本体之间或安装在所述喷射器(5)与所述核电厂主控室人员出入口处连通的出口端，所述过滤器组用于对空气中的气载放射性物质进行过滤。2.根据权利要求1所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，所述过滤器组包括第一hepa过滤器(7)、碘吸附器(8)和第二hepa过滤器(9)，所述碘吸附器(8)设置在所述第一hepa过滤器(7)与所述第二hepa过滤器(9)之间。3.根据权利要求2所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，所述第一hepa过滤器(7)的上游还安装有预过滤器(6)，所述预过滤器(6)的过滤效率小于所述第一hepa过滤器(7)的过滤效率。4.根据权利要求1至3任一项所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，还包括压缩空气储件，与所述喷射器(5)的入口端连通，用于向所述喷射器(5)中通入压缩空气。5.根据权利要求4所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，所述压缩空气储件与所述喷射器(5)之间还安装有加热组件。6.根据权利要求5所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，所述加热组件为涡流管(2)。7.根据权利要求1至3任一项所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，所述风幕本体包括均流管(13)和射流喷口(14)，所述均流管(13)的一端与所述过滤器组连通的空气入口(12)，所述射流喷口(14)设于所述均流管(13)沿长度方向延伸的一侧。8.根据权利要求7所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，所述均流管(13)的内腔沿长度方向呈锥形延伸，所述均流管(13)内腔靠近所述空气入口(12)的一侧的截面面积大于其远离所述空气入口(12)一侧的截面面积。9.根据权利要求7所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，所述均流管(13)外套设有消声组件(15)，所述消声组件(15)将所述均流管(13)完全包裹。10.根据权利要求7所述的核电厂主控室用风幕装置，其特征在于，所述均流管(13)的一侧设置有抗震支架(16)，用于与墙体配合连接。

技术总结
本发明涉及核电厂通风空调技术领域，具体涉及一种核电厂主控室用风幕装置，包括：喷射器，其入口端接入压缩空气，并与核电厂主控室人员出入口处连通；过滤器组，与喷射器的诱导回风端相连接；风幕本体，适于安装在核电厂主控室出入口处风幕本体与过滤器组的出口连通。风幕本体在出入口处形成的气流阻隔能够减少人员进出带入到核电厂主控室内的潜在放射性空气量，并能维持出入口区域局部正压，减少进入核电厂主控室可居留区的放射性物质，降低对可居留区整体回风过滤风量、正压控制和孔洞封堵气密性要求等对防辐射的设计要求，降低核电厂主控室的辐射防护成本，提高核电厂主控室在室外发生污染事故工况下的可居留功能。室外发生污染事故工况下的可居留功能。室外发生污染事故工况下的可居留功能。


技术研发人员：张丽丽 胡北 康健 刘婧 李百利 邱珊珊 韩金权 张凤霖 朱芸芸 陈浩南
受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/7/25