核電廠主控室通風系統(tǒng)內(nèi)部微生物積塵檢測創(chuàng)新研究及應用

中廣核集團大亞灣核電運營管理有限責任公司 馬凌云 陳杰 彭步虎

引言

某核電廠主控室通風系統(tǒng)自商運以來，有定期更換通風系統(tǒng)過濾器的工作，但從未進行過微生物及風管內(nèi)積塵檢測工作，風管內(nèi)部的微生物聚集情況不可知，為了進一步提高機組運行及事故情況下主控制室人員的長期可居留性，避免對主控室人員的健康產(chǎn)生影響，有必要對主控室通風系統(tǒng)內(nèi)部的微生物情況進行檢測。

此外，風管內(nèi)的積塵也會影響主控室TPL、TO、CC等設備觸點的可靠性，對機組安全運行也有影響，因此積塵檢測也很有必要；項目組在國內(nèi)外核電行業(yè)內(nèi)無參考經(jīng)驗的基礎上，利用有限的資源，結(jié)合核電廠運行的特點以及主控制室通風系統(tǒng)的特殊性，創(chuàng)新研究制定了一整套核電廠主控制室通風系統(tǒng)風管內(nèi)部微生物和積塵檢測方案，并最終成功實施應用。

1 調(diào)研

法國EDF及國內(nèi)核電廠，均反饋歷史上從未執(zhí)行過類似的檢測工作；國內(nèi)外核電同行外無任何可參考經(jīng)驗。

國內(nèi)某通風系統(tǒng)內(nèi)部清潔公司反饋，業(yè)內(nèi)僅有部分商場、酒店、醫(yī)院等進行過類似的微生物檢測工作，而工廠、企業(yè)則沒有確切的檢測信息。

國內(nèi)某疾病預防控制中心反饋信息為有針對商場、醫(yī)院通風系統(tǒng)的相關監(jiān)測工作經(jīng)驗，但從未在任何工廠、企業(yè)進行過檢測，對核電廠主控制室通風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、設計、布置等信息的不了解，需要核電廠編寫詳細的檢測方案，疾控中心僅可以作具體的采樣和化驗工作。

2 法規(guī)要求

在通風系統(tǒng)內(nèi)部微生物檢測領域，國家有一定的法規(guī)要求，但核電廠不在此規(guī)范要求范圍內(nèi)。

國內(nèi)某疾病預防控制中心曾經(jīng)為酒店、商場等公共場所做過類似的微生物檢測工作，所依據(jù)的文件是衛(wèi)生部2006年印發(fā)的《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法》以及其附屬的三個規(guī)范：《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》、《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生學評價規(guī)范》、《公共場所集中空調(diào)風管系統(tǒng)清洗規(guī)范》，簡稱公共場所集中空調(diào)系統(tǒng)的“一個辦法、三個規(guī)范”。

公共場所是指供公眾從事社會生活的各種場所。公眾是指不同性別、年齡、職業(yè)、民族或國籍、不同健康狀況、不同人際從屬關系的個體組成的流動人群。公共場所是提供公眾進行工作、學習、經(jīng)濟、文化、社交、娛樂、體育、參觀、醫(yī)療、衛(wèi)生、休息、旅游和滿足部分生活需求所使用的一切公用建筑物、場所及其設施的總稱。疾控中心專家對公共場所有一通俗的解釋即：社會自由人可以不受限制自由出入的場所。

按此解釋則核電廠主控室系統(tǒng)通風區(qū)域不屬于公共場所，因此主控室通風系統(tǒng)的微生物檢測方案，不需要嚴格執(zhí)行“一個辦法、三個規(guī)范”，核電廠可以自行編制。

3 檢測方案

由于核電行業(yè)領域、甚至普通的工廠企業(yè)都未做過類似的檢測工作；需要從零開始編制詳盡的檢測方案；涉及到檢測范圍、檢測評價項目、取樣點選擇、檢測前提條件、檢測時間窗口、檢測精度的保證、檢測儀器設備的選擇、以及核電廠主控制室高風險敏感區(qū)域內(nèi)檢測的風險分析及控制等技術(shù)細節(jié)要點；經(jīng)過反復的討論、修改、優(yōu)化后，最終形成了以下方案。

3.1 檢測步驟

整個檢測過程分三步走：首先需要現(xiàn)場提取主控室通風系統(tǒng)內(nèi)的樣品；之后在培養(yǎng)皿內(nèi)進行無菌培養(yǎng)；最后再進行實驗室內(nèi)的定量分析并完成報告；其中取樣工作在核電廠主控室進行；培養(yǎng)及分析工作在疾控中心實驗室完成。

3.2 檢測范圍的確定

主控室通風系統(tǒng)通風冷卻的區(qū)域主要為控制柜房間、主控室房間、工作人員辦公室；其中控制柜設備房間實施微生物檢測風險很大，且并不屬于人員長期停留的區(qū)域，此區(qū)域被排除；工作人員辦公室已安裝分體式空調(diào)進行通風冷卻，主控室送風已被隔離，此區(qū)域也不考慮；因此微生物、積塵檢測的區(qū)域范圍確定在主控室房間，經(jīng)過篩選，最終選擇了十個長期有人員居留的房間。

3.3 微生物檢測工作的檢測項目確定

《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生學評價規(guī)范》要求，公共場所集中空調(diào)系統(tǒng)微生物檢測項目共有五項：新風量（儀器法）、可吸入顆粒物（PM10）、送風微生物、管道內(nèi)微生物（積塵）、冷凝水。結(jié)合主控室系統(tǒng)設計和現(xiàn)場布置情況，經(jīng)過分析確定核電廠主控室系統(tǒng)微生物檢測選擇其中的三種檢測項目：送風微生物檢測、管道內(nèi)微生物和積塵檢測、冷凝水檢測。

3.4 檢測結(jié)果評價項目

根據(jù)核電廠主控室通風系統(tǒng)的實際情況，微生物檢測選擇細菌總數(shù)、真菌總數(shù)、β-溶血性鏈球菌、嗜肺軍團菌作為評價項目；積塵檢測則以每平方米積塵質(zhì)量作為評價要素。

3.5 取樣點數(shù)目和位置確定

送風微生物檢測的取樣需要5個送風口，綜合分析后制定了以下選擇標準：既要滿足檢測評價需求，選取的位置符合隨機取樣要求；取樣點附近區(qū)域的設備布置條件滿足現(xiàn)場取樣要求；對核電廠現(xiàn)場生產(chǎn)運行的影響盡可能小；核電廠兩臺機組均有主控室通風系統(tǒng)，選取取樣口時，盡量做到1、2號機組的取樣點平均分配；按照以上條件最終確定取樣位置如下：

取樣口 高度（米） 風口面積（平方米）1號送風口 4 400*500 2號送風口 2 100*200 3號送風口 3 150*200 4號送風口 3 100*100 5號送風口 2 300*500

管道內(nèi)微生物積塵檢測的取樣工作需要8個風口，同樣按照送風微生物檢測點的選擇標準進行篩選確定；其中5個送風口與送風微生物檢測的風口一致，3個排風口則如下：

取樣口 高度（米） 風口面積（平方米）1號送風口 3 150*200 2號送風口 5 400*800 3號送風口 2.5 300*500

對于冷凝水檢測的取樣點，我們選擇了通風系統(tǒng)冷卻盤管位置的兩處冷凝水作為樣本。

3.6 取樣實施條件(見 下頁表格)

3.6.1 冷凝水檢測

?

3.6.2 送風微生物檢測

1號送風口 約4m 需要 需要拆除風口、百葉 系統(tǒng)在線期間帶風取樣2號送風口 2m 不需要 需要拆除風口、百葉 系統(tǒng)在線期間帶風取樣3號送風口 約3m 不需要 需要拆除風口、百葉 系統(tǒng)在線期間帶風取樣4號送風口 約3m 不需要 需要拆除風口、百葉 系統(tǒng)在線期間帶風取樣5號送風口 約2m 不需要 需要拆除風口、百葉 系統(tǒng)在線期間帶風取樣

3.6.3 風管內(nèi)部微生物及積塵檢測

1號送風口 約4m 需要 需要拆除風口、百葉 主控室通風系統(tǒng)全停期間2號送風口 2m 需要 需要拆除風口、百葉 主控室通風系統(tǒng)全停全停3號送風口 約3m 需要 需要拆除風口、百葉 主控室通風系統(tǒng)全停全停4號送風口 約3m 需要 需要拆除風口、百葉 主控室通風系統(tǒng)全停全停5號送風口 約2m 需要 需要拆除風口、百葉 主控室通風系統(tǒng)全停全停1號排風口 約3m 需要 需要拆除風口、百葉 主控室通風系統(tǒng)全停全停2號排風口 約5m 需要 需要拆除風口、百葉 主控室通風系統(tǒng)全停全停3號排風口 約2.5m 需要 需要拆除風口、百葉 主控室通風系統(tǒng)全停全停

3.7 取樣儀器的選擇

微生物檢測儀器采用六級篩孔空氣微生物采樣器執(zhí)行；積塵檢測需要進入風管內(nèi)部取樣，核電廠控制室通風系統(tǒng)風管大多位于屋頂天花板內(nèi)部，位置較為隱蔽，大部分通風管道尺寸狹窄，需要采用體積小的取樣機器人才能完成。

3.8 取樣方法選擇

采取人工取樣和儀器自動取樣相結(jié)合的方式，提高取樣效率，控制風險；在控制柜等敏感區(qū)域采取自動取樣，人工復核的方式；在地理位置復雜的區(qū)域采取人工取樣的方式。

3.9 檢測精度保證

為保證檢測結(jié)果的精度，采取如下方法：合理設定取樣時間；樣品采用無菌玻璃瓶、試管和培養(yǎng)皿保存；具體采用工作按照疾控中心采樣程序執(zhí)行；取樣人員實地考察、預先演練，熟悉現(xiàn)場。

3.10 實施窗口確定

由于三種檢測方法的檢測前提條件不同，送風微生物和冷凝水的微生物檢測需要帶風作業(yè)；而風管內(nèi)部微生物及積塵檢測則需要主控室通風系統(tǒng)全停才能執(zhí)行。結(jié)合核電廠主控室通風系統(tǒng)的檢修計劃和運行條件，確定整個項目需要分兩部分執(zhí)行，即在機組日常運行期間主控室正常運行時進行送風微生物和冷凝水的微生物檢測；在某次大修期間利用主控室通風系統(tǒng)全停檢修的短暫時間段進行風管內(nèi)部微生物及積塵檢測工作。

4 現(xiàn)場實施

4.1 主控室通風系統(tǒng)運行期間的檢測

2012年某月，疾病預防控制中心取樣人員按照核電廠制定的檢測方案，在主控室通風系統(tǒng)保持運行的條件下執(zhí)行了主控室5個送風口的微生物檢測取樣和冷凝水取樣工作。如下圖：

圖1 儀器設定

圖2 人工取樣

圖3 自動取樣

圖4 冷凝水取樣

4.2 大修期間主控室全停期間的檢測

2012年在某次機組大修期間，主控室通風系統(tǒng)風機全停之后，疾控中心專家利用機器人完成了主控室通風系統(tǒng)的“風管內(nèi)微生物和積塵”的取樣工作。至此取樣工作順利完成，整個項目準備完善、節(jié)點控制合理，達到了預期目標。

5 檢測報告

經(jīng)過對采樣樣品的分析，最終的檢測報告顯示；樣品中的細菌總數(shù)、真菌總數(shù)和β-溶血性鏈球菌、風管內(nèi)積塵量等含量均符合《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》（衛(wèi)監(jiān)督發(fā)［2006］58號）的衛(wèi)生要求，檢測結(jié)果合格且大部分數(shù)據(jù)為優(yōu)秀數(shù)值。

6 意義及推廣前景

我們在國內(nèi)外核電行業(yè)領域無可參考經(jīng)驗的基礎上，從零開始研究編寫了核電廠主控室風管微生物及積塵檢測方案，并成功完成了檢測工作，取得了重要的數(shù)據(jù)，提高了核電廠主控室通風系統(tǒng)的清潔程度，保障了主控人員長期工作居留的環(huán)境健康水平。為核電廠后續(xù)對主控室系統(tǒng)清潔狀態(tài)的管理建立了基礎，整套方案具有可復制、可推廣的特點，對國內(nèi)其它核電廠均具有很好的參考意義和推廣前景。