某核電廠消防站主要設備選型及設置規模分析

(安徽省電力公司培訓中心，安徽 合肥 230022)

0 引言

目前我國關于消防站設置標準有GB 51054－2014《城市消防站設計規范》和建標152－2017《城市消防站建設標準》等，但其適用范圍均限于城鄉規劃區，對于核電廠這樣特殊企業消防站的設置標準，各核電企業的內部規定及各具體項目的執行均存在較大差異，缺乏統一的設置標準。本文以某新建三代核電廠為例，對核電廠消防站的設置規模進行分析。

1 核電廠火災的危害

核電廠火災不僅會造成財產損失，還可能會導致放射性釋放，甚至引發相關安全系統失效，對核電廠安全的影響很大。從美國等國家對核電廠火災PSA評價的結果看，核電廠內部火災的風險，成倍大于內部事件的風險，因核電廠內需要使用大量電纜和油類、活性炭等可燃物質，內部火災成為核電廠運行風險的重要原因[1]。

2 各核電廠消防站設置現狀

雖然核電廠大量采用自動消防技術，但每次火情總是離不了人的參與，要求專業消防隊伍第一時間進行救援。消防站內配置了許多消防設備，特別是消防車，同時，消防站也是消防員日常執勤和訓練的場所。根據《中華人民共和國消防法》和國家能源局發布的《核電廠消防安全監督管理暫行規定》(國能核電〔2015〕415號)的要求，核電廠應建立消防站和專職消防隊。

火災撲救主要依賴于消防車等消防設備，消防站的定員取決于滅火需要，根據消防車的數量相應地予以確定。所以消防站需要配備的消防車數量是確定消防站規模的關鍵因素。

3 核電廠消防車的種類

根據消防車功能不同，種類繁多。根據滅火介質不同及操作類型，核電廠常用消防車一般有以下幾類：水罐消防車、泡沫消防車、登高平臺消防車等。近年來三相射流消防車也有使用，三相射流消防車內可以同時搭載水、泡沫、干粉等滅火劑，滿足撲救核電廠內電纜、油類火災的需要。

4 消防車的選型

消防車主要保護核電廠內核島及核安全相關核電廠配套設施 (balance of plant，BOP)廠房、常規島及電氣廠房和非核安全相關的BOP廠房三大類建(構)筑群。

4.1 核島及核安全相關BOP廠房

主要包括反應堆廠房、電氣廠房、燃料廠房、核輔助廠房和應急柴油發電機廠房五大類核島廠房及核安全相關BOP廠房，部分三代核電機組如歐洲壓水堆(european pressurized reactor，EPR)把放置不同安全系列設備的廠房稱為安全廠房，相應的電氣設備也布置在安全廠房內。核安全相關系統和建(構)筑物，對其消防疏散通道設計有明確規定。對于具有火災危險性的任何一個房間，距離室外或其他廠房或疏散通道防火區，要求不超過40 m；疏散通道防火區的出口距離室外或其他廠房要求不超過20 m[2]。

為防止對核安全相關系統的干擾及放射性釋放對外界的影響，一座核島建(構)筑物內對外疏散通道的數量一般為2個。核島內主要可燃物為電纜和油類，電纜一般采取了包覆和分隔措施，不同系列的含油設備及其可燃油也實施了分隔，即使發生了火災，消防人員只有從有限的通道進入實施滅火。每條這樣的疏散路徑只需要配備一輛消防車，所以出動2輛水罐消防車或1輛泡沫消防車即可滿足撲救核島及核安全相關BOP廠房火災的需求。

4.2 常規島及電氣廠房

包括常規島廠房、電氣廠房以及主變壓器和輔助變壓器區建(構)筑物。常規島廠房跨度為52.00 m，長度為110.60 m，建筑高度46.30 m，分為多個開間，與核島廠房獨立布置。火災危險性為丁類，主要可燃物為電纜和油類，地下部分耐火等級為一級，地上部分為二級。整個常規島廠房為一個防火分區，將部分火災危險性大的區域進行單獨防火分隔。

（1）截排水工程措施的實施有效降低大氣降水的入滲量，實現了清污分流；通過土壤改良措施的實施減少酸性廢水對周圍環境的污染，從源頭上減少污染的產生。

常規島廠房內每個車間的安全出口均不少于2個，廠房地下部分最遠工作點到疏散樓梯的距離不大于45 m，地上部分最遠工作點到疏散樓梯或外部出口的距離均不大于75 m。廠房內設有運行檢修通道能夠到達各處樓梯[3]。

安裝有為常規島及升壓站配套保護控制裝置的電氣廠房，是發電機組的中壓系統配電中心，長32.00 m，寬25.00 m，混凝土框架結構，地下一層、地上兩層，建筑高度10.45 m，建筑面積2 621.00 m2，火災危險性為丁類，耐火等級為二級，主要可燃物為電纜。電氣廠房設兩部鋼筋混凝土疏散樓梯作為安全出口，分別布置在廠房的兩端。

核電廠常規島及電氣廠房的消防車設置，可以參考火電廠的設計要求，消防車的配置應符合下列規定：總容量為600～1 200 MW時為2輛；總容量大于1 200 MW時不少于2輛[4]，一般采用2輛水罐消防車和1輛泡沫消防車。

4.3 非核安全相關的BOP廠房

4.3.1 代表性建(構)筑物的火災危險性及其安全疏散設計

這類廠房數量較多，現選取火災危險性較大或建筑規模較大的代表性建(構)筑物如下[5]。

1)制氫站

為單層廠房，建筑面積為301.60 m2，廠房尺寸為27.80 m×9.00 m，建筑高度6.60 m，火災危險性類別為甲類，耐火等級為一級，整座廠房為一個防火分區。安全出口2個，直達室外。

2)危險品庫

存儲包括各類氣體、聯氨、液氨、雙氧水、酸堿類、油漆等化學品。分為危險品庫1及危險品庫2，長度均為62.50 m，寬度分別為21.50 m和8.50 m，為一層庫房無地下室，建筑高度均為5.35 m，鋼筋混凝土框架結構。劃分為6個防火分區，其中危險品庫1火災危險性為乙類，劃分為3個防火分區，每個防火分區面積均小于允許面積500 m2；危險品庫2火災危險性為甲類，劃分為3個防火分區，每個防火分區面積均小于250 m2。庫房內建筑面積小于100 m2的存儲間設置一個安全出口，大于100 m2的庫房設置不少于兩個安全出口。

3)蓄電池充電維修間/全廠公用負荷配電室

為一層廠房無地下結構，長度為37.50 m，寬度為18.60 m，建筑面積642.30 m2，高5.10 m，危險性分類為丙類，耐火等級為二級。劃分為兩個防火分區，每個房間設置兩個安全出口。

4)冷機修車間/非放射性機電儀倉庫及辦公室/性能實驗室

廠房長172.00 m，寬60.00 m，建筑面積13 276.00 m2，建筑高度12.50 m。生產類別為丁類，耐火等級為二級，主要為辦公及倉庫類可燃物。共劃分為3個防火分區，一層性能實驗室為第一防火分區，一層機修車間及倉庫區域為第二防火分區，二層及三層辦公區為第三防火分區，均設置自動噴水滅火系統，其中一層的恒溫恒濕庫設置七氟丙烷滅火系統。辦公及實驗室區域設置有3個靠建筑外墻的封閉樓梯間作為安全出口，安全出口之間疏散距離均小于80 m。

5)熱機修車間及倉庫

地上二層(局部三層)，長78.00 m，寬56.00 m，建筑面積8 038.47 m2，建筑高度22.35 m，生產類別為丁類，耐火等級為二級，倉庫類可燃物。分為兩個防火分區，設有兩個帶有樓梯間前室的防煙樓梯間作為安全出口。

6)生產辦公樓/檔案館/巖芯庫

地上四層建筑，無地下室，建筑面積為12 500.00 m2，建筑高度為17.5 m，現澆鋼筋混凝土框架結構，耐火等級為二級，辦公及檔案類可燃物。除衛生間等區域外均設置自動噴水滅火系統，每個防火分區均設置不少于兩個安全出口，安全出口之間疏散距離均小于80 m。

4.3.2 消防車設置規模綜述

火災撲救貴在快速，剛發生幾分鐘之內的初期火災很容易被控制或撲滅，除了油浸式變壓器火災可能會發生快速爆裂之外，其他建筑物火災幾分鐘之內的火勢并不大。核電廠具有火災危險的每一建筑物均設置有火災報警裝置，可以實現早期報警，消防隊員對每一建筑內部通道的設置和可燃物分布較為熟悉，廠內道路通暢，完全可以實現接警后5分鐘之內到達現場。但為避免火災現場人多手腳亂，不是消防車和消防隊員越多越好，加之每輛消防車水帶的連接與鋪設需要占用建筑物內及其直通室外的疏散通道，對于低層和多層工業建筑，一條疏散通道對應一輛消防車滅火和救人的效率最高。所以，每一建筑物按照一條獨立直通室外的疏散通道配置一輛消防車考慮。

火災危險性大的如制氫站、危險品庫的建筑規模很小，不是決定消防車數量的限制條件，只是需要增加空氣呼吸器、防化服類特殊消防防護裝備。建筑規模最大的冷機修車間/非放射性機電儀倉庫及辦公室/性能實驗室，廠房長度172 m，火災時可以從兩端或三個安全出口分別進入，除了建筑物內已經設置的自動噴水和氣體滅火外，人工滅火采用消防水槍。建筑高度最高的熱機修車間及倉庫22.35 m，為三層結構，火災時消防隊員除了從一層向上滅火外，也可以采用登高平臺消防車從二樓窗戶或樓頂進入，實施滅火或救人，登高平臺消防車的優勢是實施空中救援，當然也可以兼顧一層的火災。

所以，非核安全相關的BOP廠房可以采用兩輛水罐消防車和一輛工作高度不低于22.35 m的登高平臺消防車。

5 消防站規模的確定

5.1 消防車及車庫

綜合該核電廠三類建(構)筑物群對消防車數量及其類別的需求，核電廠內最大消防車數量為2輛水罐消防車和一輛最大工作高度25 m的登高平臺消防車(按常規系列選型后)，發生在熱機修車間及倉庫等廠房，其他特殊的消防車需求是常規島廠房和應急柴油發電機廠房的油類火災需要一輛泡沫消防車。

核電廠的消防設計不考慮在同一個或不同機組廠房內同時發生2起或2起以上的獨立火災，若核電廠主體項目擴建，全廠范圍內消防車可以在5 min之內到達任一著火點，消防車數量仍可以滿足要求，不需要增設。

這樣，核電廠需要設置的消防車包括：1輛消防指揮車，4輛滅火戰斗車。滅火戰斗車包括2輛水罐消防車，1輛泡沫消防車，1輛25 m登高平臺消防車。當采用三相射流消防車時泡沫車可以與水罐車合并設置，消防車數量可以減少一輛。

另外，消防站還應考慮車輛的維修保養，需要專門的車輛維修間，應留有一間備用車位。當一輛泡沫車與一輛水罐車合并設置為一輛三相射流消防車時，消防站設置5個消防車位，否則需要設置6個車位。對照《城市消防站建設標準》，摘錄請見表1，當一輛泡沫車與一輛水罐車合并設置時，采用普通二級消防站標準，分別設置時為一級消防站。

表1 消防站車庫的車位數[6]

5.2 消防站定員

主要依據消防車的數量確定消防站定員，考慮到執勤人員要有一定量的機動和病、事假人員，每個班次執勤人員按每車6人計算。

按照一個中隊編制，設置隊長1人，消防工程師2人，后勤保障人員3人，每輛消防車包括班長、司機和消防戰斗員共6人，設置4輛消防車時，全隊編制共30人，設置5輛消防車全隊編制共36人。

6 結語

當一輛水罐消防車與一輛泡沫消防車分別設置時，核電廠共需要5輛消防車，消防站為普通一級站。當兩者合并設置為一輛三相射流消防車時，則只需要4輛消防車，為普通二級站。在同樣滿足消防需求的前提下，采用普通二級站可以節約投資。當核電機組擴建時，一期已建的消防站可以滿足要求，二期不需要增設。