摘要：核电站火灾危险性最大的区域是常规岛，核电站中常规岛消防设计具有很强的针对性和特殊性，确保核电厂常规岛灭火系统安全非常重要，因此消防设计人员在按照规范设计的同时，还应从运行、维护的角度去考虑，优化消防系统和布置设计，力求系统布置合理、安全可靠、运行维护方便。基于此本文分析了核电厂常规岛消防灭火系统设计。
关键词：核电厂；常规岛；消防灭火系统；设计
1、核电站消防系统的设置目的与主要设计原则
1.1核电站消防系统的设置目的与设计理念
核电站消防系统的设置必须达到如下基本目的：（1）确保核电站工作人员的人身安全，即火灾发生时，保证有关人员可安全疏散。（2）保证发生火灾时或火灾后，仍能维持核电站的核安全功能的完整性：①安全停堆，并维持在安全停堆状态；②停堆后（包括事故工况），从堆芯中排出余热；③减少放射性物质释放并提供必要的手段，使任何释放均低于可接受的规定限值。（3）限制可能导致核电站设备和仪表长期不可使用的火灾发生。为达到上述目的，消防设计采用了纵深防御设计理念：①预防火灾的发生（将火灾发生的概率降至最低）；②快速探测已发生的火灾并及时灭火，限制火灾的危害（能动防火）；③防止火灾的蔓延，限制火灾对电厂安全功能的影响（非能动防火）。
1.2核电站消防系统的主要设计原则
核电站消防系统的设计应以《核电厂防火》安全导则和《核电厂防火准则》为指导，但尚不能完全作为核电站消防系统设计的技术规范标准。由于国内核电站多数是引进国外的商业堆，其消防设计应与工艺系统和厂房设计、建造相匹配，因此还应遵循核岛引进国的消防设计规范。
由于核电设施的特殊性，《核电厂防火》安全导则强调纵深防御设计理念，即冗余、多样配制消防安全措施，冗余即同功能、同类型设备重复设置；此外，核电站消防系统的保护范围大大超过了国内火电厂的设置范围。根据与核安全关联性的不同，全厂消防系统划分为核安全设施的消防系统和非核安全设施的消防系统，两者设计基准不同；其中与核岛相关的消防系统属于核安全设施的消防系统，需按抗震系统考虑，根据与核安全关联性的密切程度不同，其抗震等级也不同。
核电站消防系统设计应遵循的规范如下：（1）核岛。核岛引进国的消防设计规范、规定；《核电厂防火》安全导则（HAF0202）；《核电厂防火准则》（EJ/T1082—2005）。（2）常规岛及BOP。英国FOC（Fireofficescommittee）防火规范；英国BS防火标准系列；美国NFPA防火标准；国内火电厂的设计规范和标准。
2、核电厂常规岛消防灭火系统设计
2.1常规岛自动喷水灭火系统
常规岛厂房自动喷水灭火系统类型的选择根据《核电厂常规岛设计防火规范》（GB50745-2012）设计。防护的区域包括汽轮机厂房中间各层和运转层下的平台、电缆夹层、电缆竖井。自动喷水灭火系统的设计要遵循《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）（2005版）、《水喷雾灭火系统技术规范》（GB50219-2014）。单个湿式报警阀组控制多个楼层的喷头，因此每层均设有信号蝶阀和水流指示器。布置设计中，通常在各个楼层的支管上设置信号蝶阀和水流指示器。根据《自动喷水灭火系统施工及验收规范》（GB50261－2005），水流指示器需要每季度检查一次，信号蝶阀需要每月检查一次。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于常规岛厂房内设备众多，且层间间距高达10m，最高处甚至达到23m，消防设备巡检难度大大增加。为便于运行管理，设计中应把信号蝶阀和水流指示器布置在湿式报警阀组附近，或便于检修的楼层上方。常规岛厂房内高温管道和设备众多，闭式喷头布置时，严禁在喷头上方布置未采取保温措施的高温管道或容易漏水的高温设备，以免导致闭式喷头误动作。
电缆竖井内消防喷头布置时，应考虑防火封堵的设置因素，以免现场防火封堵影响到消防喷头的保护范围和灭火效果。
2.2固定式气体灭火系统
常规岛厂房10kV 配电室、EDS5 直流配电室、380V 配电室、仪控电子设备间、电缆夹层、MCC 配电室、辅助间MCC 配电室、励磁小间等区域设气体固定灭火系统。固定气体灭火系统由清洁气体贮存装置、控制阀、压力释放阀、喷头、管道及附件、支吊架以及火灾报警控制装置组成。为了防止意外动作，每个保护区域内都应该设置两路探测器，发生火灾时，其中单一回路报警后，设在该保护区域内的警铃动作，两个回路都报警后，设在该保护区域外的蜂鸣器及闪灯将动作，启动气体钢瓶组上释放阀的电磁启动器和对应保护区域的区域选择阀，使气体沿管道和喷头输送到对应的保护区域灭火。防止灭火期间人员进入，应当设置蜂鸣器及闪灯，警铃、蜂鸣器及闪灯后，根据需要可按紧急停止开关，使系统暂时停止释放灭火气体。
2.3常规岛消防水分配系统
常规岛消防水分配系统分布在常规岛厂房内，是为常规岛各水消防灭火系统输送消防用水的管网分配系统。系统上游接自核岛消防水分配系统，下游接至常规岛各消防水灭火系统，主厂房设置室内消防给水管道，应当设置三条进水管与室外管网连接，两条接自室外消防水环管，一条接自核岛厂房，并在零米层连接成水平环状管网。消防竖管引自水平环状管网成枝状布置；采用阀门分段，每两条立管之前都应当设置阀门。室内消火栓给水管网与自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统的管网在报警阀或雨淋阀应当前分开设置，维持核岛和常规岛消防管网正常压力在1.20MPa（相对压力）。
2.4变压器消防灭火系统
该系统保护的区域包括：主变压器、高压厂用变压器、备用主变压器、辅助变压器，变压器露天集中布置在每台机组汽机厂房外侧。
变压器消防灭火系统设计为高速水喷雾灭火系统，水源接自常规岛消防水分配系统环管，设计喷水灭火强度不低于20L/（min•m2），符合NFPA15中变压器带电设备喷水灭火强度的规定。管网入口控制阀为雨淋阀组，阀组集中布置在汽机厂房室内底层处。喷头采用离心式高速水雾喷头，火灾报警和探测采用干式气动探测系统，其灭火工作原理与汽轮机厂房自动高速水喷雾灭火系统相同。
总之，核能发电是能源开发的一项重要课题，随着我国核电事业步入快速发展的阶段，核电站整体自主化设计也逐步走上了正轨，充分了解国内、外防火规范在设计上的应用对核电设计自主化是十分必要的。本文分析了核电厂常规岛消防灭火系统设计，以期提供一些借鉴。
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论文作者:邹伟明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
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