[发明专利]一种核设施废气择时排放的设计方法

说明书

本发明涉及一种核设施废气择时排放的设计方法，包括：(1)选取核设施厂址气象塔常规气象观测资料和部分时段的三维湍流资料作为数据基础；(2)建立核设施厂址气象塔常规气象观测资料和三维湍流资料的相似关系，并计算厂址粗糙度；(3)计算厂址逐时的湍流脉动速度，同时计算对应时段的理查森数以及对应的混合长，进而计算相应的拉格朗日时间尺度；(4)将步骤(3)中的逐时数据代入泰勒公式计算逐时扩散参数；(5)根据得到的扩散参数和当前时刻风速计算造成的最大浓度，最大浓度低于设定限值时进行废气排放。本发明将气象塔常规气象观测数据用于核设施排放时机决策，拓展了核设施气象塔数据的应用价值。

技术领域

本发明涉及核环境大气扩散参数的估算技术，具体涉及一种核设施废气择时排放的设计方法。

背景技术

在核设施的环境评价、设施设计以及日常生产的排放工作中，需要考虑厂址所在区域的大气稀释能力。扩散参数是评价厂址扩散稀释能力的综合指标，扩散参数对核设施排放时机具有重要的指导意义。

在实际工作中，扩散参数的估算一般采用以下方法：1)大气扩散示踪实验，在厂址释放大气示踪剂，依据采样结果估算主导风向下的大气扩散参数，该方法贴近实际，但实验周期长且费用较高，只能依据部分时段内的扩散情况对大气扩散参数进行估算，无法反映厂址全年不同气象条件下的扩散参数特征。2) 利用三维湍流观测设备，通过观测三维湍流脉动量估算扩散参数，该方法可以对一个完整的时间序列进行观测，因此可以得到完整的各类稳定度下的扩散参数。该方法相对大气扩散示踪实验更易实现，但三维湍流脉动观测设备价格高且易损坏，实际中也只用于数十天或几个月的观测，无法进行长时间的部署。大气边界层湍流脉动量还可采用常规铁塔气象观测资料通过湍流参数化方法计算。考虑到核设施一般配备常规气象观测塔，可以考虑采用气象塔观测资料估算实时扩散参数，进而指导核设施实时排放的系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核设施废气择时排放的设计方法，采用核设施常规气象资料以及部分三维湍流观测资料，通过相似理论建立气象塔常规气象观测资料与三维湍流观测资料的相似性关系，对核设施所在区域的实时扩散参数进行估算，进而计算估算排放中实时的最大落地浓度，与预定限值比较后确定核设施是否进行排放。

本发明的技术方案如下：一种核设施废气择时排放的设计方法，包括如下步骤：

(1)选取核设施厂址气象塔常规气象观测资料和部分时段的三维湍流资料作为数据基础；

(2)建立核设施厂址气象塔常规气象观测资料和三维湍流资料的相似关系，并计算厂址粗糙度；

(3)以建立的相似关系计算厂址逐时的湍流脉动速度，同时计算对应时段的理查森数以及对应的混合长，进而计算相应的拉格朗日时间尺度；

(4)将步骤(3)中的逐时数据代入泰勒公式计算逐时扩散参数；

(5)根据得到的扩散参数和当前时刻风速计算造成的最大浓度，最大浓度低于设定限值时进行废气排放。

进一步，如上所述的核设施废气择时排放的设计方法，步骤(1)中所述的气象塔常规气象观测资料包括气象塔各层的风速、风向、温度，三维湍流脉动资料包括三维风速、温度脉动。

进一步，如上所述的核设施废气择时排放的设计方法，步骤(2)中核设施厂址气象塔常规气象观测资料和三维湍流资料的相似关系建立方法如下：

根据大气边界层湍流的相似性理论，湍流脉动速度满足如下的相似性关系：