核燃料贮存烘干系统噪声分析与降噪措施

摘 要：中核核电运行管理有限公司两台重水堆机组在100%满功率运行情况下，平均每天卸出16根乏燃料棒束。在85%负荷因子条件下，两台机组每年产生乏燃料棒束约为10000根，每个机组乏燃料储存水池最多能存放7年卸出的乏燃料棒束，为满足重水堆机组的持续生产需要，开工建设了国内第一个乏燃料干式贮存。乏燃料干式贮存主要系统——烘干系统，只要烘干系统一启动，整个厂房就会产生将近94分贝的噪声污染，给现场工作人员身心健康及整个厂房环境带来负面影响，本文将讨论与分析烘干系统噪声消声降噪措施与相关设备特点。

关键词：乏燃料；烘干系统；降噪；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.165

由于中核运行三厂重水堆核电厂，其燃料为天然铀，优越性是不停堆换料，平均每天都有16根棒束倒出堆外，但由于乏燃料池存入能力有限，必须将水池存放超过6年的乏燃料棒束倒出堆外进行临时贮存，否则就会停堆停机，鉴于这一情况，秦山核电开工建设了重水堆临时干式贮存区，存放能力可以满足电站整个寿期。

乏燃料干式贮存其原理就是通过相应的水下操作设备，将超过6年的乏燃料棒束转移到一个容器存放，最终将带有容器的燃料进行烘干，直至无露水方可满足容器封口焊接，否则会引起放射性泄漏。其烘干系统由电加热器、进风机、排风机、温度控制系统等组成，其辅助设备通风管道，法兰等。其主要工艺流程为将带有乏燃料的容器转移到一个屏蔽的烘干厢，然后启进排风机及电加热器，电加热器热量通过进风机将热风通过进风管道，吹至乏燃料容器上方，屏蔽烘干厢内废气通过排风机及排风管道转移至厂房内部废气系统。只要烘干系统一启动，整个厂房噪声近94分贝，工作人员长期在此工作身心健康、听力受到严重的影响，同时由于从事乏燃料相关操作，相互之间需进行三向流，如沟通交流不到位，就会造成重大人因事件发生，鉴于以上必须采取有效措施，将厂房内噪声降至可接受水平，确保工作人员身心健康及重大人因事件为“零”。

1 烘干系统概述

烘干系统由两台电加热器、进风机、排风机、温度控制器、进排风管道等组成。当燃料篮装满60根乏燃料棒束后通过水下操作设备及传动装置，将燃料篮转移屏蔽工作站，在转移前先启动排风机，然后启动进风机，将燃料篮转移至烘干位置，提起篮盖，启动两台电加热器，电加热器产生的热能通过进风机将热风吹在燃料棒束上，排风机将导出带有余热的废气进入厂房废气排放系统[1]。当屏蔽工作站内温度达到90度时，自动关闭一台电加热器，如温度继续上升95度，温度控制器起保护作用，温控器跳开保护，等温度下降一定温度后，电加热器继续启动，大约45分钟后，监测的仪控设备露点仪显示完全干澡状态，此时停止电加热器及进风机，进风机停止，但后续进入燃料篮焊接流程，但在焊接过程中同样排风机工作直至焊接工作结束，在整个过程中，风机的噪声持续94分贝左右。

2 现场噪声分布点测量

（1）废气处理排风机组安装在厂房内，厂房的长×宽×24.38×

17.33×7.5m，厂房的中央是水池。

（2）废气处理排风机组安装在厂房的端部，废气处理排风机组安装在钢平台上，钢平台距地面约3.68m。

（3）废气处理排风机组钢平台的正下方是控制柜，一般有两名操作人员及水池边有三到四名操作人员。

（4）废气处理排风机组隔声罩外1m，～90dB（A）。

（5）废气处理排风机组排风管道的第一个弯头近场92dB（A）。

（6）厂房排风管道下方的走道上92～93dB（A）。

（7）廠房排风管道入风口斜下方1.5m，95dB（A）。

3 产生噪声来源

对厂房产生影响的噪声主要来源于以下几部分：（1）废气处理排风机组的排风口噪声（主要）；（2）废气处理排风机组出口侧管道传出的噪声；（3）废气处理排风机组进口侧管道传出的噪声；（4）加热/吹风机组送风管道传出的噪声；（5）从屏蔽工作箱内传出的废气处理排风机组进风口噪声和加热/吹风机组送风口噪声。

4 采取措施

（1）废气处理排风机组的排风口加装排风消声器，具体实施如下：

排风消声器安装在排风管道的末端，需先将一端排风立管割掉，并在管道上焊接一个法兰，然后再接变径管和排风消声器、导流弯头。

排风消声器采用片式阻性消声器，由外壳和消声片组成，外壳采用3mm的不锈钢板。消声片由巴数特吸声材料和穿孔不锈钢板组成，巴数特吸声材料由德国巴斯夫公司生产，环保、阻燃。

（2）管道进行阻尼隔声包扎。为降低管道噪声的影响，对管道进行阻尼隔声包扎。先用阻尼隔声垫粘贴在管道外壁上，然后再在外侧包覆100mm的聚酯纤维吸声棉，最后再包覆0.4mm的不锈钢皮。阻尼隔声垫无毒、阻燃。

厂房的吸声处理主要是在内墙面上安装吸声结构，吸声结构靠近声源和人员活动的区域布置，吸声结构从地面以上1m开始至地面以上4m处，总高度3m，其中靠近风机的墙面吸声结构的高度增加到5m，提高吸声降噪的效果。

5 结束语

乏贮关键设备的维修保养，不仅仅有利保证安全生产，提高设备利用率和企业的自身效率，更重要的是有利于培养了一批从事核电尖端科技技能人才，有着设备管理创新经验丰富的团队，为乏燃料后处理及利用核电商用堆生产钴同位素，为社会保护公众，保护环境做出巨大的贡献。

参考文献：

[1]张文群.降噪分析[M].北京：国防工业出版社，2010.

作者简介：蒋军建（1964-），男，江苏泰州人，专科，高级技师，现从事核电站燃料领域工作。