Фильтро-вентиляционные модули TROX для систем вентиляции чистых помещений и объектов использования атомной энергии

Введение. Роль фильтро-вентиляционных модулей на объектах АЭС

Фильтро-вентиляционный модуль (ФВМ) — это компактное устройство, предназначенное для создания локальных зон с нормируемой чистотой воздуха. Как правило, он состоит из камеры статического давления, высокоэффективного вентилятора, HEPA-фильтра (High Efficiency Particulate Air) или ULPA-фильтра (Ultra Low Penetration Air), диффузора и блока управления. Такие модули широко применяются при организации ламинарных потоков в чистых помещениях, в операционных, фармацевтических производствах и в атомной промышленности.

На объектах использования атомной энергии (ОИАЭ) ФВМ используются в следующих критически важных системах:

• вентиляция боксов и камер обращения с радиоактивными материалами;

• системы аварийной фильтрации выбросов (Filtered Containment Venting System, FCVS);

• приточные установки для чистых зон (например, зон ремонта тепловыделяющих сборок);

• системы поддержания класса чистоты в помещениях с прецизионным оборудованием.


Ключевое отличие требований к ФВМ на АЭС — повышенная надежность, радиационная стойкость материалов, минимальное выделение газов (outgassing) и возможность дезактивации.


Нормативная база

Оборудование систем фильтрации и вентиляции для атомной отрасли должно соответствовать комплексу федеральных норм и правил, а также международным стандартам.


• НП-041-22 «Требования по безопасности к строительным конструкциям зданий и сооружений атомных станций» устанавливает классы безопасности помещений, что напрямую определяет требования к вентиляционному оборудованию.

• Правила устройства и эксплуатации систем вентиляции, важных для безопасности, атомных станций (новые ФНП, актуализированные в 2023 году) распространяются на проектируемые и эксплуатируемые системы вентиляции АС.

• НП-509-21 и НП-511-21 устанавливают требования к системам пожарной безопасности, ограничивающие применение определенных материалов и методы прокладки воздуховодов.

• ASME AG-1 «Code on Nuclear Air and Gas Treatment» — ключевой международный стандарт для компонентов систем очистки воздуха АЭС, который устанавливает требования к конструкции, эффективности, квалификации и испытаниям высокоэффективных фильтров для ядерных объектов.


Ключевые технические требования к ФВМ для атомной отрасли

Выбор оборудования должен производиться с учетом следующих показателей, подтвержденных испытаниями.


Класс фильтрации

В системах, важных для безопасности, применяются фильтры высокой эффективности (HEPA) и сверхвысокой эффективности (ULPA). Классы H14, U15 и U16 (по EN 1822) задерживают до 99,995–99,9999% частиц размером 0,1–0,3 мкм. В ядерных установках также используются фильтры, квалифицированные по статье ASME AG-1 FC для аксиальных HEPA-фильтров, которые требуют дополнительных испытаний на надежность (имитация землетрясения, воздействие пара и влажности).

Герметичность и конструкция

Фильтры должны быть оснащены непрерывным фланцевым уплотнением или жидкостным уплотнением для предотвращения перетекания воздуха между кассетой и корпусом. Конструкция фильтрующих элементов обязана быть негорючей и сохранять целостность при динамических нагрузках (сейсмическое воздействие).

Радиационная стойкость

Материалы, применяемые в корпусах и уплотнениях, не должны деградировать под действием ионизирующего излучения (обычно требуется стойкость к дозе до 10⁶ Гр). Для компонентов, эксплуатируемых в зоне строгого режима, необходимо дополнительное подтверждение дезактивируемости и минимального газовыделения для предотвращения загрязнения технологических процессов.

Энергоэффективность

Системы вентиляции АЭС относятся к крупным потребителям электроэнергии. Современные вентиляторы с EC-технологией (электронно-коммутируемые) обеспечивают регулировку производительности и низкое энергопотребление.



Решения TROX для систем фильтрации и вентиляции

Немецкий концерн TROX является поставщиком комплексных решений для вентиляции, кондиционирования и фильтрации воздуха. Продукция TROX представлена практически во всех странах мира, а в Китае компания является аккредитованным поставщиком компонентов систем отопления, вентиляции и кондиционирования для ядерной промышленности КНР.

Модули Fan Filter Unit (FFT-TC)

Серия FFT-TC представляет собой готовые фильтро-вентиляционные модули для чистых помещений. Они обеспечивают создание ламинарного потока сверху вниз, монтируются в подвесные потолки и формируют самонесущую конструкцию.



Основные технические особенности:

• безмасляный вентилятор с регулируемой скоростью вращения;
• абсолютный фильтр с жидкостным уплотнением (гелевая заливка) класса H14;
• низкий уровень шума и вибрации;
• корпус из оцинкованной стали с антикоррозийным покрытием.



Фильтрующие элементы MFPCR (для атомной отрасли)

Линейка Mini Pleat Filter Panels MFPCR — это сменные картриджи для финишной очистки приточного и вытяжного воздуха. Производитель прямо указывает их пригодность для применения в ядерной энергетике.



Ключевые характеристики:

• фильтрующая среда — влагостойкая стеклоткань с термопластичными разделителями складок;
• рамка из анодированного алюминия;
• гарантированная эффективность: HEPA-фильтры классов H14 в комплектации с рамками ALC и ALG проходят 100% контроль на течеискателе с автоматическим сканированием поверхности (scan test);
• гибкая настройка геометрии складок для минимизации перепада давления.



Модульные кондиционеры X-CUBE CROFCU

Для комплексной подготовки воздуха в чистых помещениях атомной отрасли применяются модульные центральные кондиционеры X-CUBE CROFCU. Система сочетает функции вентиляции, фильтрации, охлаждения/нагрева и поддерживает класс чистоты вплоть до ISO 4 (соответствует российскому 10-му классу по ГОСТ Р ИСО 14644). Оборудование оснащается энергоэффективными EC-вентиляторами и подходит для зон с категорией A/B (чистые зоны).



Особенности монтажа и контроля качества

Работы по внедрению фильтро-вентиляционных модулей на атомных станциях должны выполняться в строгом соответствии с проектами производства работ (ППР) и требованиями единой системы допусков Росатома.

Монтаж в ламинарные потолки

Модули FFT-TC устанавливаются в специальные решетчатые панели (плиты) подвесного потолка. Допустимый перепад высоты при установке не должен превышать 1,0 мм на 1 метр. Соседние модули соединяются в каркас, формируя монолитную поверхность, что исключает перетекание неочищенного воздуха.



Контроль качества

Приемочные испытания на объекте должны подтверждать следующие параметры:


• эффективность фильтрации и сплошность фильтрующей среды (методом сканирования для фильтров от класса H14);

• перепад давления на чистом фильтре и после запыления (сравнение с паспортными данными);

• расход воздуха и скорость потока в рабочей зоне;

• уровень шума и концентрация аэрозольных частиц (0,5 мкм) согласно ISO 14644;

• максимальный перепад давления на фильтре под нагрузкой 250 Па и выше.


Для ядерных установок также требуется проведение квалификации по стандарту ASME AG-1 для компонентов систем обработки воздуха, включая проверку на герметичность после смятия (upset conditions simulation).


Специальные требования для замены и утилизации фильтров

Отработанные фильтро-вентиляционные модули, эксплуатировавшиеся в зонах с радиоактивной или токсичной средой, подлежат обращению как с твердыми радиоактивыми отходами (ТРО). Проект системы должен предусматривать технические средства для замены фильтров без нарушения герметизации контура (например, контейнеры для перегрузки с использованием технологии «мешок в мешке»).



Выводы и рекомендации

Применение сертифицированных фильтро-вентиляционных модулей гарантирует качество и надежность вентиляции чистых помещений на объектах атомной отрасли. Оборудование TROX, соответствующее требованиям EN 1822 и применимое для ядерной инфраструктуры, позволяет обеспечить:

• классы очистки от H13 до U16 в зависимости от задач;
• жидкостное уплотнение (гель) для гарантированной герметичности;
• возможность интеграции в ламинарные потолки (модули FFT-TC);
• низкое энергопотребление и снижение эксплуатационных расходов.



Рекомендации при выборе ФВМ:


1. Класс фильтра должен соответствовать проектной категории чистоты помещения — H14 для чистых зон, U15–U16 для наиболее критичных зон.


2. Корпус и уплотнения должны быть изготовлены из материалов с пониженным газовыделением и допускать дезактивацию (например, корпус из анодированного алюминия, резиновые уплотнения повышенной твердости).


3. Для помещений с категорией А (чистые зоны) необходимо подтверждение соответствия стандартам по микробиологической чистоте с контролем отсутствия стоячей воды и скрытых полостей.

4. Проект установки ФВМ на АЭС должен включать раздел по обращению с отработанными фильтрами как с потенциальными радиоактивными отходами.


Для получения коммерческого предложения на проектирование, поставку и монтаж фильтро-вентиляционных модулей TROX, включая подготовку обоснования для стройконтроля Ростехнадзора, направьте техническое задание с указанием класса чистоты, производительности по воздуху и требований к дезактивации в коммерческий отдел ООО «ТехАтомСтрой» через форму обратной связи на сайте.


*Материал подготовлен с использованием данных TROX, а также требований НП-041-22, ASME AG-1 и правил эксплуатации систем вентиляции АС.*