柴油发电机房通风设计和应用

摘要：柴油发电机房承担全厂失电后向选定负荷供电的功能，在事故工况和严重事故工况下，保证重要系统的供电，柴油发电机房通风系统作为相关系统，执行安全功能，保证柴油发电机组正常运行的环境条件。

一、系统介绍

柴油发电机房承担全厂失电后向选定负荷供电的功能，在事故工况和严重事故工况下，保证重要系统的供电。在全厂正常运行工况下，柴油发电机组处在热备用状态下，以应变突发状况。当全厂失电时，柴油发电机组自动启动。在国内已建的核电站每个核电机组设两套柴油发电机组，互为备用，柴油发电机组及其相关的设备分别设置在独立的柴油发电机房内，在任何一台停机进行维护或检修时，不影响另一台的运行，保证供电安全可靠。

每个柴油发电机房均设置通风系统，保证柴油发电机组及其相关的设备在热备用状态和运行状态下的环境条件。柴油发电机房包括主油罐问、辅助设备问、柴油发电机大厅、日用油罐问、电缆层、电气控制间、通风机房、楼梯及通道。根据各房间功能分设通风子系统。

根据柴油发电机房功能要求，通风系统分为三个子系统：

（1）柴油发电机大厅通风子系统；

（2）电气控制间通风子系统；

（3）主油罐间、日用油罐间通风子系统；

二、系统功能和设计要求

1、系统功能

（1）排出柴油发电机组的辐射散热量（柴油发电机组本体热量由独立的通风系统冷却）和电气设备散热量；

（2）保持人员和设备合适的环境温度；

（3）保证人员的新风量；

（4）保证柴油发电机组燃烧的空气量。

通过排除柴油发电机组、电气设备运行时产生的热量，保证环境温度不超过较大值；当柴油发电机组不运行时，保证厂房较低环境温度。

2、设备分级

柴油发电机大厅通风子系统及电气控制间通风子系统为安全相关级、抗震I类，在经受极限安全地震动载荷作用下同时保证功能性和完整性。主油罐间、日用油罐间通风子系统为非安全级、抗震I类，在经受极限安全地震动载荷作用下不保证功能性但应能充分保证这些部件不会与其他安全级物项产生相互作用。

3、对系统概念设计有关的要求

（1）单一故障准则

因为每个柴油发电机房独立设计，互为备用，完全满足单一故障准则。在设计基准工况下，每个房间没有冗余设备，一列通风系统故障对于执行单一故障准则的一台柴油发电机组是相同的。例如每列柴油发电机组，房间有独立的通风系统，与其它系列没有关系，一列失效不影响其它列。

（2）内部危害

内部危害指柴油发电机房内部包括：管道破裂、泄露；罐、泵、阀门破损；内部飞射物；内部爆炸；水淹；火灾等对通风系统的影响，因系统允许一列失效，各厂房间实体隔离，所以通风系统设计未采取特殊防护。主油罐间、柴油发电机大厅等房间属于不同的防火分区，遵照《建筑防火规范》进行详细的防火边界分析，据此布置风管以及设置防火阀。主油罐间、日用油罐间的排风机选用防爆风机。

（3）外部危害

外部危害指作为设计基准的外部自然事件和外部人为事件，柴油发电机房外部自然事件包括：地震、洪水、狂风、龙卷风、海啸和极端气象条件，外部人为事件包括：外部爆炸、飞机撞击等。核电站在选址时已充分考虑了地震和海啸，柴油机厂房高于控制水位以上，满足外部水淹设计基准防护的要求，在福岛核电站事故后，更将通风进、排风

口设在9.20m以上。通风设备及管道支架的设计为抗震I类，满足地震情况下的系统要求。在通风口部设有抗冲击波阀门或结构强度满足要求的防护物。

三、系统相关条件

1、室内环境条件

柴油发电机大厅、辅助设备间、主油罐间、日用油罐间：较低温度+5℃，较高温度+50℃；

电气控制间、电缆层：较低温度+10℃，较高温度+35°℃；楼梯及通道：较低温度+0°℃，较高温度一。

2、较小换气次数

主油罐间、日用油罐间、电气控制间、电缆层连续通风换气次数不小于0.5次/小时。

3、设备散热量

柴油发电机房主要散热设备为柴油发电机组，按照柴油发电机组运行状态分为热备用状态和运行状态。电气间主要散热设备为电气盘柜、仪控设备、电缆等，按夏季柴油发电机组运行时的散热量和冬季柴油发电机组不运行的散热量分别计算。保证厂房环境温度不超过较大值、不低于较低温度。

四、每列柴油发电机房通风系统

1、柴油发电机大厅通风子系统

新风经消声器、过滤器后由2×50%送风机送入柴油发电机大厅，2×50%排风机将柴油发电机大厅的空气经消声器排至室外，新风口、排风口处设置防爆波阀，减少外部危害的影响。送风机、排风机出口处设止回阀。

（1）全厂正常运行工况下，柴油发电机不启动，预热系统连续运行，所有送风机、排风机停运，管道上的阀门关闭；当柴油发电机大厅温度超过30℃，一组送、排风机及相应管道上的阀门开启。

（2）柴油发电机启动，当柴油发电机大厅温度超过30℃，一组送、排风机及相应管道上的阀门开启；当柴油发电机大厅温度超过40℃，所有送、排风机及相应管道上的阀门开启；当柴油发电机大厅温度低于20℃，所有送风机、排风机停运，管道上的阀门关闭。

2、电气控制间通风子系统

为了消除电气控制间的余热设置一台空气处理机组，新风、回风混合后经初效过滤器、中效过滤器、表冷器、电加热器、送风机、消声器送入电气控制间、电缆层。新风口、排风口处设置防爆波阀，减少外部危害的影响。送风机出口处设止回阀，进出机房处设防火阀。

电气控制间通风子系统持续运行；当电气控制间温度升至30℃，表冷器开启；当电气控制间温度低于10℃，电加热器开启。

3、主油罐间、日用油罐间通风子系统

主油罐间、日用油罐间的排风经防火阀、排风机、止回阀排至室外。

（1）全厂正常运行工况下，柴油发电机不启动时，通风系统持续运行。

（2）柴油发电机启动，通风系统停运。排风机未接应急电源。

总结：

核电站柴油发电机房通风系统设计方案在已建核电站的经验反馈后多次完善，尤其在福岛核电站事故后，更将外部危害及共因故障等逐一分析，加强系统和部件的可靠性，完全满足系统功能要求，保证柴油发电机组的正常运行。