淺析核島電纜防火封堵設計與火電站差異

摘 要：伴隨著人們生活質量的不斷優化以及社會的不斷發展，社會用電強度不斷增加，供電壓力不斷增強。為了優化核電站核島電纜防火封堵設計質量，文章從電纜防火封堵設計層面分析核電站核島與常規火電站的差異，為今后相關工程提供設計理論依據。

關鍵詞：核電站；核島電纜；防火封堵設計；核電工程

引言

電力能源是電氣化的根本，發展電力工程對于整個社會發展有著非常重要的影響。但是，火電發電仍然存在燃煤消耗量較大，環境影響嚴重的缺陷，核能發電在我國的發展時間并不長，但是發展速度非?？?。就目前而言，已經具備清潔、安全、燃料消耗低等特點，非常符合電力發展的需求。對此，核能發電是電能源的必然發展趨勢。但是，因為核電站具備較高的火災危險性，危害也比較大，在火災發生之后，不僅會停電，還可能會造成放射性物質外泄引起環境污染及人員傷亡。對此，為了提升核電站核島設計安全性，研究核電站核島電纜防火封堵設計與常規火電差異有著顯著意義。

1 建設的標準與規范要求有差異

常規火電廠主要是按照GB 50217-2007《電力工程電纜設計規范》相關的“電纜防火與組織延燃”當中的內容、GB50229-2006《火力發電廠與變電所設計防火規范》、DLGJ154-2000《電纜防火措施設計和施工驗收標準》以及DL5027）-1933《電力設備典型消防規程》為主要的標準與規范要求[1]。核電站核島主要是按照GB/T 22158-2008《核電廠防火設計規范》、EJ/T1217-2007《核動力廠火災危害性分析指南》等核安全規范為主[2]。

2 采用的防火封堵材料有差異

2.1 火電廠防火封堵材料

當前火電廠所使用的防火封堵材料按照組成的成分與性能可以分為三個種類，分別為有機防火封堵材料、無機防火封堵材料、阻火包、阻火模塊[3]。

有機防火封堵材料：有機防火封堵材料主要是由有機合成樹脂組成，具備顯著的可塑性，良好的防火性，發煙量較低，耐火性較強，能夠有效地阻止煙氣、火災的蔓延和傳播；無機防火封堵材料：無機防火封堵材料主要是以耐火高溫無機材料與防火劑經過磨制而成，具備比較高的耐火限度和機械強度，能夠有效地杜絕火焰穿透蔓延，屬于快速固定形狀的阻燃材料；阻火包：阻火包是一種以具備不燃性的布料將耐火材料包裹成不同形狀的包狀體。在遭遇火災時，材料能夠快速膨脹，形成嚴密的封堵結構，達到隔熱阻火的目的。阻火包大多應用在空洞較大的位置，其具備重做、撤換便利的特點，尤其適用于更換電纜頻率較高的重要位置，例如施工各種使用阻火包臨時封堵通道；阻火模塊：伴隨著近些年相關技術的不斷發展，陸續地研制出了使用無機膨脹材料與少量高質量膠聯合材料所制作的阻火模塊，其普遍具備凹凸自鎖的性能，能夠讓封堵墻面的機械性能非常高，不容易發生變形、坍塌，在電纜溝等大型孔洞的封堵應用中效果顯著。

2.2 核電站核島防火封堵材料

核電站核島當中，所采用的防火封堵材料與火電廠相比有明顯的差異[4]。防火封堵材料主要是以無機防火水泥、硅酮泡沫與硅酮橡膠、含鉛硅酮泡沫以及MCT水密阻火模塊為主。

無機防火水泥：與火電廠的無機防火封堵材料較為類似，主要是應用在電纜密度低于40%的孔洞當中，無機防火水泥的優勢在于造價相對于其他幾種防火封堵材料而言比較低，缺陷在于封堵之后固化強度比較高，如果后續需要增加電纜，其必須要鉆孔施工，施工較為麻煩。相關研究顯示，在國外的一個新核電工程中，均未采用無機防火水泥防火，而是選擇便于拆卸的柔性材料。但是，針對我國實際情況就當前狀況而言，其施工難度比較高，仍然需要以無機防火水泥為主，但是，如果大量使用其他材料，會導致整個工程造價更高。對此，常規施工方式就是在施工過程中先使用耐火隔離板制作臨時的封堵施工，在電纜施工完成之后再做永久封堵；硅酮泡沫與硅酮橡膠：硅酮泡沫與硅酮橡膠屬于有機硅氧化物的聚合物，普遍需要按照電纜密度的大小進行針對性應用，硅酮泡沫普遍應用于電纜密度在40%至60%之間的孔洞中，在電纜密度高于60%時，就需要采用硅酮橡膠。采用硅酮橡膠的優勢在于密度較高，凝固時間比較長，滲透性較高，針對電纜密度較高、間隙較小的狀況下封堵效果顯著。而含鉛硅酮泡沫則主要應用于有放射性防護需求的位置；MCT封堵模塊：MCT封堵的應用類似于火電廠的水密阻火模塊，以預埋在土建墻體或樓板當中的金屬框、高分子材料組合而成的積木式組合模塊與金屬壓緊壓頭構成。

以上所指出的核電站核島電纜防火封堵材料與火電廠的不同均是因為核島對封堵的要求與火電廠的要求不相同而形成的。

3 施工方式與難易程度的差異

火電廠的設計只需要在圖紙當中明確標注封堵的施工方式和要求，便可以按照設計需求，參照封堵材料的使用方式，在滿足規范的施工技術下施工即可[5]。但是，核電站核島的電纜防火封堵施工不僅需要按照圖紙當中的設計進行，還需要結合施工現場的電纜貫穿密度和封堵要求選擇最佳封堵材料，然后根據這一種材料的施工方式進行施工，需要與施工現場有更加緊密的聯系，并且核電站的封堵材料除了無機防火水泥以外，施工工藝都非常繁瑣，對于施工人員的要求比較高。

4 耐火極限與封堵要求的差異

核電站與火電廠之間，耐火極限有明顯的差異。雖然核電站與火電廠均需要所有電纜貫穿位置都需要有相應的耐火限制，但是火電廠的耐火極限是以GB 50229為標準，也就是必須高于1小時的耐火能力[6]。相反，核電站必須要有1.5小時的耐火極限，明顯高于火電廠。

在核電站核島中，按照土建結構的不同，每一個封堵都需要具備以下幾個功能：耐火極限、氣密性、水密性、生物屏蔽、人員安全、所能承受的抗震與抗壓力。而火電廠中，只是單一的要求填充全面，但是對實際的填充密度、水密性、氣密性、生物屏蔽等參數沒有具體要求。從這一方面看，核電站核島電纜防火封堵設計比常規火電廠有著更為苛刻的要求。

5 結束語

綜上所述，核電站的防火封堵設計將會直接決定整個核電站的工作安全性。文章針對核電站核島的防火封堵設計和常規火電封堵設計的差異進行對比、分析。對此，希望本研的研究能夠對正在建設或即將建設的核電站防火封堵設計提供相應的參考、借鑒作用。

參考文獻

[1]張云峰.核電站核島電纜防火封堵設計與常規火電差異分析[J].產業與科技論壇，2012（4）：96-97.

[2]呂宏偉.壓水堆核電站核島電氣防火封堵施工的合理化研究[J].中國高新技術企業，2013（28）：31-32.

[3]習磊朋，楊偉濤，董旭.M310核電站核島廠房土建開洞封堵判斷原則研究[J].產業與科技論壇，2016，15（7）：71-74.

[4]孫長生，龐松濤.壓水堆核電站過程控制系統（發電廠熱工自動化技術叢書）[M].中國電力出版社，2014.

[5]高杰宗，鐘華，周杰. 1000核電站核島與常規島焊縫滲透探傷驗收標準中的差異[J].無損探傷，2012（5）：26-29.

[6]高杰宗，鐘華，周杰.CPR1000核電站核島與常規島焊縫滲透探傷驗收標準中的差異[J].無損探傷，2012（5）：26-29.

作者簡介：潘鵬（1989-），男，湖北省隨州市人，工作單位：中國能源建設集團廣東火電工程有限公司，職務：電氣設計工程師，研究方向：電力建設。