百万千瓦级核电站主控室人员舒适性研究

杨继伟　张聪然　梁雪飞　杨帅　张德山

【摘 要】本文对主控室人员舒适性研究提出了两种改进方案，并进行了仿真计算，分别就主控室典型工况下的气流组织和舒适性做了对比分析，提出了理论上均可不同程度改善主控室室内热舒适性，提高主控室内人体舒适感的方案。

【关键词】核电站；主控室；舒适性

1 概况

1.1 主控室介绍

核电站主控室，简称MCR，作为核电厂的控制中枢，是核岛内操作人员的主要工作活动区域。某核电站主控室温度设计范围为18-25℃，其中1/2/4号机主控室温度长期处于下限，主控室温度目前满足工艺性要求，但是人员舒适性较差。为了提供主控室操作人员较为舒适的工作环境，需要对主控室内的气流组织与舒适度进行分析，并采取有效措施提高主控室舒适度。

1.2 研究方法介绍

本项目主要采用CATIA进行主控室结构与设备人员的几何建模；采用ICEM进行模型的模块化边界分类与网格划分；基于Fluent软件进行主控室内气流组织分析与温湿度场计算；以及用Matlab等软件进行空气均匀性指标和热环境PMV-PPD的编程计算等。

2 主控室人员工作环境舒适性分析与评价

2.1 典型工况下人员工作环境舒适性分析评价

1号机主控室典型工况的送风条件如表1所示。

2.2 流场仿真计算结果分析

因主控室内人员和设备的散热作用，房间内空气在人体和散热设备附近受热而向上运动，人体和设备附近空气由于人员和设备散热产生的浮力与送风口射流的相互影响，气体流动较为紊乱，在房间两侧产生圆形漩涡；而房间中部的流场较为稳定，受射流影响较小。

因送风口送风射流的影响，主控室两边产生较大的漩涡，对主控室气流分布的影响较大，对房间气流组织的均匀性和人员舒适性产生较大影响。

2.3 舒适性评价

主控室内空气分布性能指标ADPI计算方法编程计算分析，得到主控室不同高度X轴线的空气分布性能指标ADPI值如表2所示。

通常情况下，ADPI值大于等于80%可判断环境满足人体舒适性要求，由表2可以看出L710在典型工况下的人体舒适度较差。

3 主控室人员工作环境舒适性改进方案

3.1 改进方案的提出

通过对1号机主控室典型工况下气流组织分布与舒适性评价分析，验证了房间的热舒适性较差。接下来将考虑如何有效提高1号机主控室的热舒适性。

目前核电站主控室已建设完成，故不考虑改动原有空气调节系统的安装布置方式，从送/回风参数、送/回风形式与室内气流组织调节辅助设施角度对主控室的气流组织进行多工况分析，研究分析提高室内舒适性的方法。

综上所述得出一些拟改进的方案：

1）改变各个送风口送风参数，尽管位置是不可变的，但风口内部装有阀门，可以关闭部分送风口的内部阀门，使总送风量降低。

2）增设辅热设备，提高主控室内热载荷，以提高室内温度，最大限度提高人员舒适性。

3.2 改进方案的分析

方案一对1号机主控室选择关闭部分送风口的阀门，调节后的送风条件如表3所示。

方案二在室内增设辅助加热设备，加热设备散热为3.6kw，即增加3.6kw的室内热负荷。

两种改进方案主控室的室内热舒适性都有不同程度的提高。在未采取措施的典型工况下，主控室處于凉、不舒适的的范围，相比较方案一房间人体舒适度较好。

方案二由于室内温度均匀性不好，原因是增设辅助加热设备方案只能改善局部区域的热舒适性，房间总体的人员热舒适性还是较差的。

4 结语

上文对两种改进方案进行了仿真计算，并分别与主控室典型工况下的气流组织和舒适性做了对比分析，对两种方案的评价如下：

1）方案一为降低总送风量。结果指出此方案可有效提高室内温度，而且温度分布均匀；热环境PMV值趋近于0，人的体感温度也趋于常值，感觉舒适；预期不满意百分率PPD也有所降低，说明在该方案的热环境下，舒适度较好，人员满意度较高。理论上此方案满足改善主控室舒适性的需求；

2）方案二为增设辅助加热设备。结果指出此方案可提高室内温度，但温度均匀性差，局部区域温度较高或较低；房间不同区域PMV值变化较大，局部区域的舒适性有所提高，但房间总体的热舒适性还是较差的，这样也使得预期不满意百分率PPD较高，人员满意度较低。理论上此方案满足提高部分区域热舒适性的需求；

综上所述两种方案理论上均可不同程度改善主控室舒适性，提高主控室内人体舒适感。

【参考文献】

[1]纪秀玲，李国忠，戴自祝.室内热环境舒适性的影响因素及预测评价研究进展.卫生研究，2003，03.

[2]郑广慧，赵新艳.核电厂主控室可居留系统的优化.中国核电，2013，04.

[责任编辑：张涛]endprint