核电主控室热舒适性分析

吴寿明

三门核电有限公司 浙江台州 317112

空气温度、湿度、空气流速等因素都将影响主控室人员的热舒适性。为了保证主控室人员的舒适性，根据人因大纲和监督试验程序，在AP1000电厂正常运行工况下，由核岛非放区域通风子系统（VBS系统）控制的主控室温度在19—23．9°C之间。但在长期运行中发现三门核电主控室的垂直温差较大，当主控室排放温度（在2．5米高处）达到21°C时，实际测得主控室操纵员脚部平均温度只有16°C左右；由于主控室低平面处长期处于低温，对主控人员的身体健康造成了不利影响。

1 主控室热舒适性现状

1.1 主控室的通风现状

以2号机组主控室为研究对象，对主控室当前的通风运行情况进行分析：主控室外形尺寸为 1520mm×952mm×350mm，总面积为264．6㎡间。主控室的设计温度范围为19-24℃，设计湿度为35%-60%；由两列VBS通风机组供风，正常运行时，主控一列投入运行，一列备用；设计供风为40630m³/h，此时对应的主控室设计供风量为11170m³/h。

1.2 主控室的通风参数设置

主控室由两列主控室/技术支持中心通风机组（VBS子系统）供风，1用1备。以A列为例，由MCR/TSC的回风和新风排向A列通风机组，回风经过通风机组的降温和净化后排向主控室和技术支持中心。通风机组的供风温度由VYS（热水系统）和VWS（冷冻水系统）调节，通风机组配置有加湿器，当回风湿度低时用来增大主控室的湿度[1]。

1.3 主控室的温度状况

主控室温度分布是影响热舒适性的主要因素，对主控室的各主要岗位进行了温度测量；人体附近的垂直温度梯度直接关系到人体的热舒适，较大的温差会让人不舒服，通过对主控室各主要岗位的不同高度进行温度测量；采用地板送风，山下部的温差较大，操纵员脚部附近的温度为16．5℃左右，但在2．5m高度的区域温度已达到了22℃左右。温差达到了5℃。由于人的足部不会产生冷风感。P1处由于受送风射流的影响比较大，温度普遍较低，且在一定范围内呈下降的趋势，头部附近温度甚至低于足部附近。

1.4 主控室的湿度状况

主控室的设计湿度为30%-55%，主要是从湿度计VBSMT008读取，由于VBS-MT008安装在回风管线上，经过一定的温升后，相对湿度下降，通过主控室实地测量的湿度和VBSMT008比较，约有15%的误差。主控室的湿度除了受到供风温度的影响，还受到室外新风湿度的影响[2]。

2 人员对主控室热舒适性的满意度调查

本次调查在5月份进行，主要采用问卷方式进行，调查的内容包括对主控室的温度、湿度和风速三方面。本次问卷共发放20份，回收16份，其中有效问卷16份。从问卷结果可以看出，主控室当前热舒适性主要存在以下问题：

（1）主控室温度偏低：80%用户感觉主控室温度较冷。查看主控室历史曲线，主控室回风温度维持常年在21℃左右，由于主控室上下部温差在3-5℃，使主控室操纵员工作区域温度只有18°左右，热舒适性差，特别是夜班人的新陈代谢较为缓慢的时候，工作环境更加恶劣。

（2）控制盘台门缝漏风问题：问卷调查反馈，由于控制盘台内部吹出冷风，用户热舒适性不佳。盘台底座下方电缆敷设后未使用封堵材料封堵底座留洞，使地板下的冷风进入主控盘台，通过盘台检修门和门框之间的间隙吹进人员的下半身。在降低热舒适性的同时，操纵员由于长期接触冷风容易患膝关节炎症。

（3）主控室的湿度改进空间：查看主控室湿度的历史曲线值，主控室的湿度基本上在设计的限值范围内。问卷中大部分操纵员表示对当前湿度满意，但由于三门核电地处海边，在部分月份湿度较大，甚至超过设计值范围，对湿度的控制仍然有改进的空间[3]。

3 主控室的热舒适性分析

3.1 负荷计算模型的建立

核电站主控室房间内热负荷可分为人员、天花板、墙壁、通风口（包送风口、排风口）和主控室内设备（各类控制台、显示屏、控制柜以及其他设备等）热负荷。主控室房间室内传热模型作如下假设：室内传热温度均匀分布；以一维的方式进行对流传热；其作业工况都维持在一个稳定的状态，室内热环境受工况因素影响很小。

3.2 墙体传输热量

主控室房间的围护结构包括天花板、四面墙壁以及地面。由于主控室与邻近房间存在温差；当主控室温度低于临近房间时，部分通过温差经过墙壁传入室内，成为室内的热负荷；反之，则作为冷源将热量传至临近房间。根据相邻房间的温度，通过温差计算墙体热负荷，一般可将主控地板作为绝热壁面处理（和0米层有很大的间隙，可视为可隔热层），主控室房间室内传热模型作如下假设：室内传热温度均匀分布；以一维的方式进行对流传热；其作业工况都维持在一个稳定的状态，室内热环境受工况因素影响很小。

3.3 主控室人员散热

人体散热量受到人员活动强度、环境温度等因素的影响。在一定温度范围内，当活动强度恒定时，人体的散热量可近似为常数。为了简化计算，按成年男子为基础，年龄与衣着假设一致，以劳动强度以及工作环境温度确定其散热量。在冷的空气环境下，人体散热增多。对于正常成年人而言，人体额外多散热 90W 左右，此时人体皮肤温度约下降了 2．8℃，此时人体将出现身体不适感，甚至对身体健康造成一定影响。

4 结语

本文对主控室的送风特点进行分析，并对主控室温度和湿度进行测量数据，得出主控室温度较低其存在严重分层，提出当前主控室低温高湿度对主控室操纵员热舒适度产生不利影响；分析主控室温度和湿度的影响因素，提出了对主控室温度和湿度的改进方案，并通过理论计算和实际工单实际验证，保证方案的可行性；为改进主控室热舒适性提供参考，以降低由于热舒适性导致的操纵人员的安全隐患。同时，为提高后续机组的主控室热舒适性提供鉴赏意义。