堆仪器仪表及电气实验室设计研究

为了满足研究堆厂房相关仪器仪表及电气实验室的设计要求,需要解决设计过程中存在的问题,同时针对研究堆实验室的特殊性以及研究堆实验室和常规实验室的不同进行特殊设计。

本文通过对某仪器仪表及电气实验室研究设计案例来分析研究试验堆实验室设计的准则和设计思路,并对研究堆仪器仪表及电气实验室的设计提出部分改进方案。研究堆作为提供中子源的核反应堆存在许多特殊性,其厂房内的仪器仪表及电气实验室也不能按照常规仪电实验室的标准进行设计。本文通过对国内外研究堆实验室的现状以及研究堆特性分析,根据相关标准提出改进意见,对将来研究堆仪电实验室设计提供新的思路和参考。研究堆实验室现状1.1未设计实验室相关辅助设施目前国内部分研究堆的仪电实验室设计未充分考虑安全壳、反应堆及辅助厂房布置对实验室的影响,存在上下水配置困难、无法安置风井等问题。部分实验室未合理设置供电、供水、空气净化、供气等基础设施和基本条件,导致在实际使用中存在许多不便利。

为了满足研究堆厂房相关仪器仪表及电气实验室的设计要求,需要解决设计过程中存在的问题,同时针对研究堆实验室的特殊性以及研究堆实验室和常规实验室的不同进行特殊设计。

本文通过对某仪器仪表及电气实验室研究设计案例来分析研究试验堆实验室设计的准则和设计思路,并对研究堆仪器仪表及电气实验室的设计提出部分改进方案。热、通风问题,产生安全隐患,对实验人员及实验设备造成影响。

1.2实验室管理不到位部分研究堆实验室存在管理体系松散、管理制度不完善、管理条例不科学等问题,对于实验仪器用柜未进行有效分类整理,导致仪器仪表及工具存放不规范,容易造成遗漏和损坏。此外,人员安全意识淡薄、操作不合规等问题也十分明显,缺乏实验室及其设备定期维护、环境清洁、安全性检验等措施,未设置实验室管理员或负责人。

1.3未考虑研究堆的特殊性相较于常规的压水堆核电厂,研究堆通常只有一回路系统。作为特殊用途的核反应堆,其设计和运行都有鲜明的特殊性和导向性,我国国产的研究堆又可分为重水型、游泳池型、高通量工程型、脉冲堆、微型研究堆先进研究堆等。因此相比于常规仪器仪表及电气实验室,研究堆实验室不仅需要符合核电厂厂区实验室的普遍设计,也需要满足不同研究堆的特殊要求。

2研究堆实验室设计特殊性

2.1通风与保密性目前国内研究堆主要结构都类似于压水堆,具有安全壳、辅助厂房等结构。由于反应堆辅助厂房与安全壳的封闭性,加上大多数研究堆的保密要求,研究堆实验室多采用封闭式实验室,对通风有较大的要求。因此需要保持室内处于负压状态,保证室内气体100%排出室外。对于研究堆实验室,应保证换气率逸0.5ACH,新风量约为排风量的90%

同时由于仪器仪表及电气实验室不存在有毒有害气体,对于换气次数要求可低于化学实验室通风设计标准规定的10/小时[1]。对于存放酒精等化学试剂的药品柜,也应选择布置排风罩,或换用抽气式药品柜。对于部分精密、灵敏仪器的存放也应考虑通风、恒温、恒湿等因素,采用局部排风扇。

2.2辐射防护要求研究堆实验室的辐射防护是必不可少的,常规实验室设计并没有对电离辐射防护具有要求,因此需要特殊考虑。目前对于核电厂安全设计有以下标准[2-3]GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准

HAD401/01核电厂放射性排出流和废物管理EJ380-89

开放型放射性实验室辐射防护设计规范HAF102(2004)

核电厂设计安全规定EJ/T316-2001压水堆核电厂厂区内辐射分区设计准则由于仪器仪表与电气实验室不存在开放型放射性实验,也不产生放射性废物,因此可将实验室布置在非放区。并且在实验室外走廊等地点应设置酌补偿电离室等中子探测器,来确保环境放射性剂量在安全范围内,以保证实验室设备及人员的安全。

[4]除了辐射监测,也应满足辐射屏蔽、功能隔离、电气隔离等设计。EJ1180-2005准则指出,电气隔离是指部件、设备、通道或系统之间不存在电的回路,以此来保证实验室的电气试验不受厂区其他电气设备的影响。2.3精密性要求仪器仪表及电气实验室中的部分实验设备属精密设备,对其准确性、精密性均有严格要求。

对使用的仪器仪表需要进行复核国家标准的量值溯源,确定不确定度符合要求,并定期送检。[5]设备采选也需要满足仪器精度、规格要求,如选择合适尺寸的固定扳手、正确型号的螺丝刀等工具。

此外,由于研究堆所处的电气环境复杂,反应堆及各阀门、吊车的启停均会对实验室仪器产生干扰。因此仪器设备需要有独立的接地系统来满足稳定性要求