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研究方向

Research Field

  • 建筑环境气载污染物治理
  • 核通风与净化技术及装备
  • 建筑环境放射性污染监测
  • 受限空间放射性污染治理
  • 装配式建筑节能技术
  • 相变蓄能墙体机理
  • CFD在HVAC领域的应用
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    核通风与净化技术及装备

    来源:admin     发布时间:2019-04-24     作者:admin     点击次数:122 
          南华大学与参建单位湖南核三力技术工程有限公司、中国原子能科学研究院在各自技术优势的基础之上,开展了大量的前期研究并形成了成套技术体系,研究了铀尾矿坝的渗流特征及影响因素,建立铀尾矿坝渗流场与应力场耦合影响下分析方法和模型,开发出考虑渗流场与应力场耦合影响下铀尾矿坝分析软件;研发了核放射性环境安全作业装备及其抑尘系统,有效解决了在核辐射环境下的工程安全作业及放射性粉尘控制的技术难题;研究了铀矿井氡渗流机理和通风降氡控氡过程,得出了通风参数和通风方式对氡析出的影响规律,建立了铀矿井通风系统合理性的综合评价模型和铀矿井安全质量广义对比加权综合标度指数评价模型。中心在核通风与净化方面的主要发展方向如下:

    (1)核材料生产厂房空气净化技术与装备

          核材料生产厂房环境中在核材料压制、磨削等加工工艺过程中滞留大量放射性物质,通过控制与净化技术能够减少人体吸收剂量,降低现场作业人员内照剂量。由于核材料生产厂房的密闭性要求,不能直接采用传统置换通风方法。参考高大工业厂房的污染物分区治理思想,研究适合于核材料加工车间污染物控制的气流组织形式。主要开展以下研究:

    ①放射性污染物治理分区域控制技术研究。以共轭梯度方法为基础,开展室内放射性污染物在空气中的迁移扩散反演创新研究。通过放射性污染物在厂房局部区域内的监测浓度值反向确定污染物扩散轨迹,揭示通风强度、室内热源强度、气流组织形式对放射性物质输运过程的影响规律,探索出污染源位置的不确定性、污染方式的多样性与复杂的烟尘形成扩散机理的关联性,对制定高大空间放射性污染物分区控制方案以及指导实际工程控制污染物传播、以更低送风量获取更高的室内空气置换性能等具有重要意义。

    ②核材料生产厂房空气高效净化装备的研制。采用专用过滤净化材料,针对核材料生产过程中产生的放射性粉尘以及二氧化锰颗粒物,将过滤净化的设计与CFD数值仿真技术相结合,运用多孔介质模型对净化装置内部流场、颗粒物轨迹进行模拟和预测,探究净化器外形尺寸、滤芯结构、滤芯用量对净化装置净化效果的影响规律,并对净化器进行反吹式设计,设计出一套性价比高、无需频繁更换滤芯的核材料生产厂房空气高效净化装备。

    (2)铀矿井、铀尾矿库通风技术

          铀矿开采和铀尾矿库均存在氡及其子体、铀矿尘、放射性气溶胶等放射性有害物,放射性核素通过通风尾气排放到大气环境,其运输过程受污染源性质、输运区域地形地貌特征、大气风场等因素影响;铀尾矿库滩面细小的颗粒物(尾矿砂)在风、水等自然因素作用下随大气迁移、沉降到远离尾矿库的区域,严重危害到周边区域生态环境、水体和人员健康。针对铀矿开采、铀尾矿库颗粒物在大气中的迁移、沉降和分布规律,开展以下研究:

    ①铀矿井通风排出放射性核素大气迁移动力学机理、井下作业环境通风网络中氡迁移的动力学模型与仿真研究。建立铀矿井通风尾气中气-固放射性核素迁移动力学模型和随机行走数学模型,预测排放口周围放射性污染物的时空分布及辐射剂量,实现通风尾气放射性污染的系统预测和评价;研究井下通风参数、通风方式等对作业环境内氡及其子体运移的影响规律,确定铀矿井总供风量、工作面需风量与气载污染物控制的数学关系,完善铀矿井通风降氡的理论体系;建立氡年释放量的可靠估算方法,准确估算铀尾矿库表面的氡析出率,研究氡析出率的空间分布规律和时间变化规律。结合活性炭γ能谱法测量的分布规律及选定对比测点的连续变化规律,准确预测测量区域的氡年释放量,为典型场所的环境氡污染监测与评价提供技术支持。

    ②铀尾矿(库)放射性核素大气扩散耦合模式及数值模拟。研究大气边界层风场数学模式,构造土壤-植被-大气连续体热质交换耦合模式数学模型,研究尾矿库中放射性核素等污染物大气迁移转化的动力学过程、各种动力学影响因素和影响机理。