华龙一号DCL核级空气处理机关键技术和研发

收稿日期：2018－03－06

摘要：华龙一号是我国百万千瓦级第三代核电技术，通过对华龙一号核电站DCL 核级空气处理机关键技术的研究和样机的研

发，解决华龙一号核电站抗震设计基准高的技术难题，为相关研究人员提供参考。关键词：华龙一号；DCL 核级空气处理机；抗震中图分类号：TM623

文献标识码：A

文章编号：1009－9492(2018)06－0070－04

Key Technologies and Researches on the DCL Nuclear-Grade Air

Handling Unit of HPR1000

CAI Xi-bo ，YAO Ru-sheng

（Guangdong Jirong Air-conditioning Co.，Ltd.，Jieyang 515527，China ）

Abstract:HPR1000is the 1000MW level third generation nuclear power technology in China.Through the researches on the key

technologies of the DCL nuclear-grade air handling unit in the nuclear power station HPR1000and the development of sample units ，the high anti-seismic standards for the HPR1000were able to meet ，which provides references to related researchers.Key words:HPR1000；DCL nuclear-grade air handling unit ；anti-seismic

华龙一号DCL 核级空气处理机关键技术和研发

蔡喜波，姚如生

（广东吉荣空调有限公司，广东揭阳

515527）

DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2018.06.024

0前言

华龙一号是我国目前最新的具有完全自主知识产权的第三代核电技术，其中一个关键的技术点就是抗震设计基准从二代加核电厂的0.2g 提升至0.3g ，即抗震设计基准提高50%，目前CPR1000、EPR 核电站使用的DVC 核级空气处理机均无法满足要求，需要一种抗震能力特别强的核级空气处理机，以满足华龙一号核电站的使用要求。

1安全分级

通风系统安全相关的功能包括如下：

1）通风系统起放射性包容作用的机械设备，对于这

些设备，主要是考虑了正常工况和事故工况下的放射性控制排放功能；

（2）事故工况下保证执行安全功能的物项运行环境。因此，通风系统的设备设计同样基于其功能分类和设计预防措施进行分级：

安全分级：F-SC1、F-SC2、F-SC3、B-SC2、B-SC3和Z-SC3。

华龙一号核级空气处理机属于F-SC2级通风系统和设备，即机械设备安全级为LS 级，电气设备安全级为1E 级。

2抗震要求

华龙一号核电厂的设计基准地震水平加速度为0.3g 。抗震条件参考相应的设计楼层反应谱，并按照相关厂房的机组安装层高。事故运行条件包括LOCA 事故及安全停堆地震（SSE ），核级空气处理机组保证事故时及事故后的可运行性。

华龙一号核级空气处理机为抗震I 类[2]，即应能承受SL-2和SL-1地震动荷载，并保证在地震发生时和（或）地震后能履行安全功能。

3华龙一号核级空气处理机关键技术

针对EPR 、CPR1000核电站使用的核级空气处理机无法满足华龙一号核电站的要求。华龙一号核电站需要一种抗震能力强、性能优越、耐辐照、耐腐蚀、密封性好、便于维护、安全可靠、使用寿命长的核级空气处理机。

华龙一号核级空气处理机在顺气流方向，包括进风口和出风口，以及箱体内部依次设有初效过滤器、过滤器排架、高中效过滤器、表冷器、电加热器、电加湿器、送风装置、软连接、止回阀，具体功能段详见附图1。

DCL 核级空气处理机的主要性能参数如下：

安全等级：LS （机械设备）、1E （电气设备）；抗震类别：1F （非能动部件）、1A 能动部件；质保等级：Q2；清洁等级：C 级；机组型号：DCLZK40；风量：40000m 3/h 机外静压：850Pa ；箱体设计压力：3000Pa ；表冷器

设计压力：1.6MPa 。

机组采用如下设计标准和规范：《核空气和气体处理规范设计和制造通用要求》（NB/T 20038）、《组合式空调机组》（GB/T 14294）。

3.1过滤段

华龙一号核级空气处理机的过滤段包括初效过滤器、过滤器排架、高中效过滤器。过滤器均为核级耐辐照过滤器，在累计剂量下(最低为8×105Gy)，材料仍能保持其性能，以保证其耐辐照性能。

初效过滤器和高中效过滤器共用一个过滤器排架，分别安装在排架的迎风面和背风面，共用过滤器排架可减少机组长度，节约安装空间。

过滤器排架为抗震型设计，包括排架、压紧固定装置等。专用的压紧固定装置方便维修人员更换过滤器，可减少甚至杜绝辐射，便于维护、安全可靠。过滤器排架上有取压孔，可分别测量初效过滤器和高中效过滤器的阻力。

3.2表冷段

大风量的空气处理机，由于风速过高或者风速不均匀，一般需要配挡水板，但加装挡水板之后，阻力增加，能耗也随之增加，同时表冷器的清洗也变得困难。

为解决这个问题，华龙一号核级空气处理机的表冷器经严格控制迎面风速设计，配合前面两级过滤器的均风作用，无需加装挡水板，便于表冷器的清洗，同时减少机组的阻力，降低能耗。常规空气处理机的表冷器一般放置在水盘上，不利于抗震，华龙一号核级空气处理机的表冷器直接固定在箱体框架上，抗震性能大大提高；表冷器为侧抽式设计，在必要时可通过拆除箱体侧面板，从侧面抽出进行维护保养。

表冷器下部配有干式侧抽式水盘，表冷器与水盘不直接接触，不用拆装表冷器的情况下，只需拆除箱体的侧面板，水盘就可以从侧面抽出，方便对水盘进行清洗。干式水盘采用大斜坡设计，且坡向气流方向，有利于排干积水，避免滋生细菌。

表冷器另外一个关键技术为翅片采用一体式双垂直双波纹翅片，整体强度远优于常规拼接式翅片表冷器。一体式翅片采用整体加工成型，没有拼接缝，可以减少接缝处的接触热阻，提高换热性能。另外，一体式翅片便于翅片表面的凝结水快速流入水盘，降低“飞水”风险并减少空气阻力。表冷器竖直方向的波纹翅片与水流方向（横向的叠片方向）垂直，两者又同时与气流方向垂直，翅片在竖直方向和横向均有波纹，气流在翅片表面形成紊流，提高换热效率。

为解决不同材质之间焊接质量难保证的问题，表冷器的铜分流管和不锈钢集管之间增加不锈钢套管。

为解决排水放气问题，表冷器的进出水管分别在最下和最上端，有利于停机时排干积水和开始运行时放气。

图1

华龙一号核级空气处理机功能段示意图