本發(fā)明屬于核電站系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核電站主控室的噪聲控制方法。

背景技術(shù)：

核電站的主控室作為整個核電站的控制中樞，是核電站各類儀表和信號集中顯示、控制的場所，在保證核電站的安全運行方面具有十分重要的地位。

近10年來，我國核電事業(yè)發(fā)展迅速，目前投入運營的核反應(yīng)堆已達(dá)十幾個。但核電站主控室噪聲污染超標(biāo)卻是一直沒有解決的問題，成為各個核電站的通病，其環(huán)境噪聲值多為60dB(A)左右，對主控室操作員的工作有不良影響。

目前，國內(nèi)外在核電站主控室噪聲控制設(shè)計方法方面的研究，基本處于停滯狀態(tài)。由于核電站主控室的噪聲控制涉及土建、電儀等多個專業(yè)，缺乏系統(tǒng)、完整的設(shè)計方法很大程度上制約了主控室噪聲控制水平的進(jìn)步，是造成核電主控室噪聲水平難以達(dá)標(biāo)的重要原因。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一套切實可行的核電站主控室噪聲控制設(shè)計方法，達(dá)到核電站主控室噪聲控制設(shè)計高水平一次達(dá)標(biāo)的設(shè)計目標(biāo)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種核電站主控室噪聲控制方法，所述方法包括如下步驟：

步驟(1)，確定噪聲控制邊界條件；

步驟(2)，建立核電站主控室主要聲源模型；

步驟(3)，主控室內(nèi)聲場仿真；

步驟(4)，確定主控室整體降噪設(shè)計目標(biāo)；

步驟(5)，確定消聲、吸聲、隔聲等降噪措施設(shè)計指標(biāo)；

步驟(6)，降噪措施設(shè)計及效果復(fù)核。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述步驟(1)的具體方法為：確定核電站主控室允許安裝降噪裝置的部位、尺寸，允許使用的降噪材料范圍和降噪裝置在防火、防震方面的要求。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述步驟(2)的具體方法為：針對電儀系統(tǒng)噪聲，根據(jù)核電站主控室設(shè)備的型號，從核電工業(yè)電儀設(shè)備振動數(shù)據(jù)庫中，選取類似的設(shè)備振動數(shù)據(jù)及材質(zhì)屬性，建立電儀噪聲源物理模型和設(shè)置結(jié)構(gòu)振動激勵；對于主控室空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)排風(fēng)口噪聲，采用面聲源設(shè)置方法，具體的頻譜從電力系統(tǒng)暖通空調(diào)聲源數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述步驟(3)中，組合使用Hypermesh、Nastran和LMS Virtual Lab FEM三種聲學(xué)計算軟件進(jìn)行室內(nèi)聲場仿真計算。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述室內(nèi)聲場仿真計算包括以下步驟：

(一)按照核電站主控室的尺寸和設(shè)備布局，建立全尺寸的核電站主控室三維幾何模型；

(二)采用Hypermesh設(shè)置核電站主控室結(jié)構(gòu)網(wǎng)格；

(三)將上述結(jié)構(gòu)網(wǎng)格導(dǎo)入Nastran計算核電站主控室的聲學(xué)模態(tài)；

(四)將上述聲學(xué)模態(tài)導(dǎo)入LMS Virtual Lab FEM仿真計算核電站主控室內(nèi)部的聲場分布。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述步驟(四)中，使用主要噪聲源振動模型的實驗測試數(shù)據(jù)作為結(jié)構(gòu)振動激勵表示聲源。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述步驟(四)中的聲場分布包括核電站主控室各工位及需要控制噪聲水平位置的聲壓級。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述步驟(5)中，根據(jù)核電站主控室需要控制噪聲水平位置的超標(biāo)情況，確定通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所需的降噪量和電儀系統(tǒng)所需降噪量。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述步驟(6)包括通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制，根據(jù)步驟(5)確定的所需降噪量選擇消聲器，安裝在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)上。

進(jìn)一步，根據(jù)上述的一種核電站主控室噪聲控制方法，所述步驟(6)包括電儀系統(tǒng)的噪聲控制，以隔聲降噪設(shè)計為主，按照步驟(5)確定的所需降噪量設(shè)計相關(guān)的隔聲罩、箱，并設(shè)計強制通風(fēng)裝置保證電儀系統(tǒng)散熱的需要。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明所述的設(shè)計流程，合理、全面，能夠系統(tǒng)地分步驟解決核電站主控室噪聲控制設(shè)計中的各項問題，確保噪聲控制設(shè)計一次達(dá)標(biāo)。該設(shè)計流程已經(jīng)成功應(yīng)用到某核電站二期工程，主控室環(huán)境噪聲較一期工程明顯降低，由60～63dB(A)降低到48～50dB(A)。

2.本發(fā)明建立的主要噪聲源模型，與核電站主控室工程實踐結(jié)合緊密，大幅提升主控室噪聲計算機仿真評估的精度，對確立科學(xué)、有效的噪聲控制設(shè)計方案提供正確的指引。

附圖說明

圖1為本發(fā)明核電站主控室噪聲控制方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明的核電站主控室通風(fēng)系統(tǒng)噪聲控制方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，為本發(fā)明所提供的核電站主控室噪聲控制方法流程圖。該方法的設(shè)計流程包括主控室噪聲控制邊界條件確定、主要噪聲源模型建立等六大主要步驟，其設(shè)計流程如下：

步驟(1)，噪聲控制邊界條件的確定：主要工作是與核電站的主要設(shè)計單位協(xié)調(diào)，確定核電站主控室允許安裝降噪裝置的部位，大小尺寸，允許使用的降噪材料范圍和降噪裝置在防火、防震方面的要求。

步驟(2)，建立主控室主要噪聲源模型：核電站主控室的主要噪聲源分為主控室內(nèi)電儀系統(tǒng)噪聲和主控室空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)排風(fēng)口噪聲。針對電儀系統(tǒng)噪聲，主要工作是根據(jù)核電站主控室設(shè)備的型號，從已經(jīng)建立的綠創(chuàng)聲學(xué)核電工業(yè)電儀設(shè)備振動數(shù)據(jù)庫中，選取類似的設(shè)備振動數(shù)據(jù)及材質(zhì)屬性，建立電儀噪聲源物理模型和設(shè)置結(jié)構(gòu)振動激勵。對于主控室空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)排風(fēng)口噪聲，采用面聲源設(shè)置方法，具體的頻譜從已經(jīng)建立的綠創(chuàng)聲學(xué)電力系統(tǒng)暖通空調(diào)聲源數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)庫中無相似數(shù)據(jù)的設(shè)備，振動數(shù)據(jù)尋找相似設(shè)備使用LMS Test.Lab(通用測試儀器)進(jìn)行實際測量；對于暖通空調(diào)進(jìn)排風(fēng)口，多數(shù)在綠創(chuàng)聲學(xué)電力系統(tǒng)暖通空調(diào)聲源數(shù)據(jù)庫中可以獲取。特殊的情況，可以尋找相似系統(tǒng)用聲級計進(jìn)行現(xiàn)場測試。

步驟(3)，室內(nèi)聲場模擬計算：這個步驟是整個設(shè)計流程中的關(guān)鍵。按照核電站主控室的尺寸和設(shè)備布局，建立全尺寸的核電站主控室三維幾何模型。模型建立之后，導(dǎo)入Hypermesh進(jìn)行結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的劃分，并按照實際情況設(shè)置相關(guān)的材料屬性(楊氏模量、泊松比和密度)。結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的大小，與所需計算的頻譜有關(guān)，需要特別注意合理劃分。然后導(dǎo)入Nastran軟件計算出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模態(tài)。將結(jié)構(gòu)模態(tài)導(dǎo)入LMS Virtual Lab FEM中，使用主要噪聲源振動模型的實驗測試數(shù)據(jù)作為結(jié)構(gòu)振動激勵表示聲源，仿真計算后得到核電站主控室各工位及需要控制噪聲水平位置的聲壓級。

步驟(4)，確定降噪設(shè)計目標(biāo)：不同核電站主控室所要求的噪聲控制水平有所不同，根據(jù)仿真計算的結(jié)果和步驟(1)獲取的邊界約束條件，確定合理的降噪設(shè)計目標(biāo)。通常為50～55dB(A)之間。要求比較高的，可降低到48dB(A)左右。

步驟(5)，確定設(shè)計降噪量：根據(jù)核電站主控室需要控制噪聲水平位置的超標(biāo)情況(主要是指工位附近)，確定通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所需的降噪量和電儀系統(tǒng)所需降噪量。在電儀系統(tǒng)不允許加裝隔聲裝置的情況下，需專門設(shè)計吊頂及墻體的吸聲裝置，通過降低混響聲的方法來降低敏感點噪聲。此步驟中，需要反復(fù)進(jìn)行必選，以確定經(jīng)濟效益最佳的降噪方案。核電站吊頂和墻壁的吸聲設(shè)計，根據(jù)降噪設(shè)計要求中位置和吸聲量，設(shè)計吸聲體的面積、吸聲量和材質(zhì)，所有吸聲裝置應(yīng)達(dá)到A級防火要求，并且進(jìn)行抗震復(fù)核計算。

步驟(6)，降噪措施的具體設(shè)計和計算。主要包括以下兩個方面：

(一)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)噪聲，是核電站主控室降噪設(shè)計的重點之一。其分系統(tǒng)設(shè)計流程如圖2所示：根據(jù)衰減后的通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)噪聲和氣流再生噪聲量，與房間允許的噪聲值之差，得到通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)所需的降噪量，根據(jù)所需降噪量選擇消聲器，安裝在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)上。

(二)電儀系統(tǒng)噪聲的控制，以隔聲降噪設(shè)計為主，需按照確定的降噪量設(shè)計相關(guān)的隔聲罩、箱，并設(shè)計強制通風(fēng)裝置保證電儀系統(tǒng)散熱的需要。

針對核電站主控室的特殊性，所有降噪裝置應(yīng)達(dá)到A級防火要求，并且進(jìn)行抗震復(fù)核計算。

本發(fā)明為核電主控室噪聲控制提供了一套專用的噪聲控制設(shè)計方法，其設(shè)計流程全面、合理，各設(shè)計階段的設(shè)計步驟行之有效，已經(jīng)得到工程實踐的證實。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。